随着能源资源的不断消耗，在21世纪后期人类将面临能源资源的枯竭，寻求洁能高效的新型能源成为了科学界追求的目标。为此，世界各国在近30年来不断投入大量的人力和资金开展进行了新型能源的研究。目前，天然气水合物（Natural Gas Hydrates，NGH）被认为是未来的一种洁净、优质能源，其储存量约为当前地球现有化石燃料（天然气、石油和煤）总碳量的两倍，它将成为人类最重要的能源。本文在GT-Power仿真软件中增加了乙烷和丁烷燃料，建立了可燃冰燃料库和一个燃用可燃冰混合燃料的发动机仿真模型，实验主要研究汽车发动机燃用可燃冰混合燃料燃烧特性和排放性能，并在汽油机上分别燃烧可燃冰混合燃料和普通汽油燃料。实验分析发动机功率、缸内压力、温度、有效燃料消耗率、有效热效率和排放特性等的变化，并且对燃烧不同喷射比例的可燃冰混合燃料与燃烧普通汽油燃料时燃烧特性和排放特性进行对比性仿真实验分析。论文完成的主要内容包括：①分析了国内外可燃冰的开发以及作为汽车发动机代用燃料的研究，简述了可燃冰燃料的理化特性及开采技术。②应用GT-Power仿真软件，根据混合燃料的理化特性建立一定混合比例的可燃冰混合燃料库，选取可预测燃烧模型为汽油机模型4cyl，并验证模型的可靠性。③利用选取的发动机模型，仿真分析发动机燃用不同混合比例的可燃冰混合燃料和普通汽油燃料的燃烧特性、动力性、经济性和排放特性。④以发动机的动力性、经济性和排放性为优化目标，应用均匀设计实验原理，综合考虑实际应用中的各种工况，对可燃冰—汽油混合燃料的喷射比例进行优化配比，确定最佳混合比例。⑤分别分析研究了在发动机燃用最佳喷射比例可燃冰混合燃料时不同点火时刻、压缩比参数对发动机性能的影响，并提出以发动机的燃烧特性、动力性、经济性和排放性为优化目标，分别对点火时刻、压缩比进行参数优化，并对优化前后的发动机性能进行对比分析。