氫內燃機的定義

氫內燃機是一種利用氫氣作為燃料的內燃機。與傳統的汽油或柴油內燃機不同，氫內燃機燃燒氫氣時產生的主要排放物是水蒸氣，因此它被認為是一種清潔的

。氫氣通過與空氣中的氧氣發生化學反應，釋放出能量，推動發動機的活塞運動，從而產生動力。

氫內燃機的研究和發展可以追溯到19世紀初。瑞士人伊薩克·代·李瓦茨在1807年制成了世界上第一款氫氣內燃機。然而，由于當時技術水平的限制，氫氣內燃機并未得到廣泛應用。1968年，前蘇聯科學院用汽車發動機進行了分別燃用汽油和氫的試驗，改用液氫的結構方案，發動機熱效率提高，熱負荷減輕。

氫內燃機的工作原理

氫內燃機的工作原理與傳統內燃機類似，但其燃料供給系統和燃燒過程有所不同。在氫內燃機中，氫氣通常以氣態形式儲存，并通過精確控制的噴射系統注入到燃燒室中。由于氫氣的

燃燒速度非常快，因此需要對點火時機和混合氣的濃度進行精細的調節，以確保發動機運行的平穩和效率。可以簡單的理解為燒氫氣的發動機，其基本原理與普通的汽油或者柴油內燃機的原理一樣，是基本的汽缸—活塞式的內燃機，同樣是按照吸氣——壓縮——做功——排氣4個沖程來完成化學能對機械能的轉化，只是氫內燃機里的燃料是氫氣。

氫內燃機的構造

氫內燃機的構造和汽柴油內燃機類似。部分設備需要為了應用氫氣而進行改良。

1、改進的燃燒系統氣門和氣門座：由于氫氣的特殊性質，氫內燃機需要硬化氣門和氣門座，以提高耐久性和抗腐蝕性。連桿：更堅固的連桿用于承受更高的燃燒壓力。火花塞：非鉑金尖頭火花塞，因為鉑金在高溫下可能會與氫氣發生反應。點火線圈：更高電壓的點火線圈，以確保氫氣能夠可靠地點燃。

2、燃料供給系統噴油器：專為氣體而不是液體設計的噴油器，用于將氫氣精確地噴射到燃燒室內。進氣歧管：改良的進氣歧管，以優化氫氣與空氣的混合。增壓器：正壓增壓器，幫助提高進氣效率。

3、發動機管理系統電子控制單元（ECU）：用于精確控制氫氣的噴射量和點火時機，以優化燃燒效率和排放。

4. 其他改進曲軸阻尼器：更大的曲軸阻尼器，以吸收燃燒過程中產生的振動。缸墊材料：更強的缸墊材料，以應對氫氣燃燒產生的高溫。發動機油：高溫發動機油，以保護發動機內部部件免受高溫影響。

氫內燃機的優勢

氫氣的補充過程比充電電池快得多，這使得氫內燃機在某些應用場景中具有明顯的優勢。

高效：氫氣的能量密度高，意味著它可以提供較高的能量輸出，這意味著在相同體積或重量下，氫內燃機可以提供更長的行駛距離。

低成本：氫內燃機的成本相對較低，特別是與氫燃料電池相比。氫內燃機的裝置成本與汽油機相當，而且大部分零部件可以與現有內燃機通用，這大大降低了開發和生產的成本。此外，氫內燃機對氫氣燃料的純度要求較低，無需深度提純，這也進一步降低了成本。

環保：氫內燃機的排放物主要是水蒸氣，幾乎沒有其他有害物質，如二氧化碳、一氧化碳和碳煙顆粒，因此對環境友好。

適用性和兼容性高：氫內燃機可以沿用現有的內燃機工業體系進行開發，大部分零部件與現有內燃機成熟產品通用。這意味著氫內燃機可以在現有的生產線中制造，無需大規模的投資建設新的工廠和設備

。無冷啟動問題：氫內燃機不需要熱機，不存在冷啟動問題，具有較好的燃料經濟性。這對于寒冷地區的車輛使用尤為重要。