本书系统介绍了内燃机的发展简史、燃料分类及氢燃料内燃机的发展概况、四冲程传统内燃机及氢燃料内燃机的结构与原理、氢燃料内燃机的换气与增压、氢燃料供给与混合气形成过程；深入阐述了纯氢燃料内燃机和氢双燃料内燃机的燃烧特性；系统总结了氢燃料内燃机的异常燃烧及其抑制方法、排放与控制技术，以及电子控制技术与试验研究。 本书适合作为高等院校车辆工程、能源与动力工程、新能源科学与技术等专业的本科生、研究生的教学用书，也可供相关企业的工程技术人员参考，无论是设计开发者、科研工作者还是刚入门的技术人员。

陈征，天津大学工学博士，博士后。现为湖南大学岳麓学者特聘教授，博士生导师，能源与动力工程学科专业责任教授。国防基础研究重点项目首席技术专家。担任中国高等教育学会工程热物理专业委员会理事，中国机械工业教育协会动力机械工程学科教学委员会委员，中国内燃机学会设计与智能制造分会委员。主持173计划重点项目、国家科技支撑计划课题、国家自然科学基金及企业合作项目四十余项，发表国内外重要期刊论文一百余篇。获湖南省自然科学奖二等奖，中国汽车工业科学技术奖二等奖和天津市自然科学奖二等奖等奖项。主要研究方向为低碳与零碳内燃机燃烧、汽车与航空发动机设计开发与数值模拟等。

丛书序
前言
〉〉〉第1章概述1
1.1内燃机的发展简史1
1.2内燃机的分类与应用2
1.2.1不同工作原理的内燃机3
1.2.2不同类型的往复活塞式内燃机5
1.3内燃机的燃料9
1.3.1燃料发展概述9
1.3.2石油基燃料10
1.3.3替代燃料12
1.3.4电力合成液体燃料18
1.4氢燃料内燃机的发展概况18
练习题22
〉〉〉第2章四冲程内燃机结构与原理25
2.1内燃机基本结构与原理25
2.1.1四冲程内燃机的基本结构25
2.1.2四冲程内燃机的工作原理35
2.2内燃机循环及性能评价38
2.2.1示功图38
2.2.2工作循环40
2.2.3性能指标44
2.2.4燃烧放热规律计算48
2.3氢燃料内燃机的结构与原理53
2.3.1氢燃料内燃机的结构特点53
2.3.2氢燃料内燃机的工作原理57
练习题58
〉〉〉第3章氢燃料内燃机换气与增压61
3.1四冲程氢内燃机换气61
3.1.1换气过程61
3.1.2换气损失62
3.2进气增压63
3.2.1进气增压的概念63
3.2.2进气增压的方式64
3.2.3增压系统的类型66
3.2.4点燃式内燃机增压80
3.2.5氢燃料内燃机增压82
3.3废气再循环技术85
3.4充气效率及影响因素88
3.4.1充气效率的概念88
3.4.2影响充气效率的因素88
3.4.3提高充气效率的措施89
练习题91
〉〉〉第4章氢燃料供给与混合气形成93
4.1氢燃料特性93
4.1.1氢燃料理化特性93
4.1.2氢燃料着火燃烧特性93
4.2氢燃料供给系统结构与分类94
4.2.1内燃机燃料供给系统概述94
4.2.2气体燃料电控喷射系统的设计目标96
4.2.3氢燃料的制取及储存97
4.2.4氢燃料供给方式99
4.2.5氢燃料供给压力100
4.2.6氢燃料供给计量100
4.3氢燃料内燃机缸内气体流动与混合气形成101
4.3.1内燃机缸内气体流动101
4.3.2内燃机混合气制备要求102
4.3.3进气道喷射氢内燃机缸内流动及混合气形成103
4.3.4缸内直喷氢内燃机缸内流动及混合气形成109
练习题115
〉〉〉第5章氢燃料内燃机燃烧118
5.1燃烧热化学118
5.1.1理想气体模型118
5.1.2实际空气和燃料的成分119
5.1.3燃烧化学计量值119
5.1.4燃料的热值120
5.1.5绝热燃烧过程122
5.2点燃与自燃着火理论122
5.2.1点燃着火123
5.2.2自燃着火129
5.3内燃机燃烧过程130
5.3.1点燃式内燃机燃烧过程130
5.3.2压燃式内燃机燃烧过程131
5.4纯氢燃料内燃机燃烧133
5.4.1氢燃料燃烧的火焰发展过程133
5.4.2进气道喷射氢燃料内燃机燃烧特性134
5.4.3缸内直喷氢燃料内燃机燃烧特性138
5.5氢双燃料内燃机燃烧145
5.5.1氢-汽油双燃料内燃机145
5.5.2氢-柴油双燃料内燃机149
5.5.3氢-氨双燃料内燃机154
5.5.4氢-天然气双燃料内燃机158
练习题163
〉〉〉第6章氢燃料内燃机异常燃烧与抑制方法165
6.1氢燃料内燃机异常燃烧的概念165
6.1.1氢燃料内燃机异常燃烧的基本概念165
6.1.2氢燃料内燃机异常燃烧的分类166
6.2氢燃料内燃机异常燃烧的机理166
6.2.1早燃166
6.2.2回火170
6.2.3燃烧循环波动172
6.2.4爆燃175
6.3氢燃料内燃机异常燃烧的抑制方法178
6.3.1喷氢正时和点火正时优化178
6.3.2废气再循环179
6.3.3缸内直喷氢气180
6.3.4喷水技术182
6.4氢燃料内燃机异常燃烧的诊断183
6.4.1燃烧诊断技术的研究现状183
6.4.2基于光学发动机直拍的氢燃料内燃机异常燃烧诊断186
6.4.3基于LIF和PIV技术的氢燃料内燃机异常燃烧诊断187
练习题190
〉〉〉第7章氢燃料内燃机排放与控制技术192
7.1氢燃料内燃机排放物的生成机理与影响因素192
7.1.1NO的生成机理192
7.1.2NO2的生成机理196
7.2氢燃料内燃机排放的缸内控制197
7.2.1过量空气系数对NOx排放的影响197
7.2.2点火时刻对NOx排放的影响198
7.2.3喷氢时刻对NOx排放的影响199
7.2.4缸内喷水对NOx排放的影响200
7.2.5废气再循环对NOx排放的影响203
7.2.6增压对NOx排放的影响205
7.3氢燃料内燃机的排放后处理207
7.3.1选择性催化还原技术207
7.3.2选择性非催化还原技术209
7.3.3三效催化技术210
7.3.4富燃料NOx催化技术213
7.3.5贫燃料NOx捕集技术213
7.3.6氢燃料内燃机集成后处理技术214
练习题216
〉〉〉第8章氢燃料内燃机电子控制与试验218
8.1氢燃料内燃机电控系统硬件设计218
8.1.1传感器信号处理硬件电路设计218
8.1.2电源保护电路和供电电源模块设计221
8.1.3MCU选择及最小系统电路设计225
8.1.4CAN通信电路设计227
8.1.5进气道喷氢阀驱动和点火电路硬件设计227
8.1.6缸内直喷喷氢阀电路硬件设计233
8.1.7电子节气门、EGR阀和VGT的控制235
8.1.8爆燃处理电路设计237
8.2氢燃料内燃机电控系统软件设计238
8.2.1喷氢时刻与点火时刻的确定方法238
8.2.2高压缸内直喷喷氢阀电流波形软件设计239
8.2.3爆燃信号软件设计241
8.3氢燃料内燃机试验243
8.3.1氢燃料内燃机试验要求244
8.3.2氢燃料内燃机试验系统245
8.3.3氢燃料内燃机特性试验248
练习题251
〉〉〉附录常用缩写词253
〉〉〉参考文献255