内燃机技术的飞速发展给人们的生活带来了巨大的改变,推动了社会的发展,但采用化石燃料也产生了严重的环境问题,加剧了能源危机。氨既是一种储能介质,也是载氢清洁燃料,完全燃烧只产生氮气和水,可由可再生能源制得,作为内燃机清洁替代燃料的前景十分广阔。为此本文重点研究了氨作为内燃机燃料的两种技术方案。对于氨内燃机的掺氨降碳燃烧方案,本文对比了发动机不同点火方式对氨燃料燃烧的影响,指出氨燃料适合均质充量压燃的点燃方式。对氨燃料的压燃条件进行分析,发现内燃机压缩比需达到52以上才能达到氨的引燃温度,需要掺入燃点较低的助燃剂混合燃烧。对比了几种常见燃料掺氨燃烧的燃烧和排放特性,丙烷掺氨混合燃料在保持燃气与空气体积恒定时产生的燃烧热最高,二氧化碳排放量最低,综合考虑燃烧特性、排放特性以及能量密度,丙烷更适合作为氨燃料的助燃剂。同时分析了燃料掺氨对发动机输出功率的影响以及氨不同进料方式的区别,氨气相进料会减少发动机的输出功率,对丙烷的影响最大,掺氨能量比达到100%时,发动机输出功率减少20.8%。氨液相进料相比于气相进料可以提高发动机的输出功率,对于不同燃料,掺氨能量比每提高10%,可以增加2.0%-2.5%的输出功率,但氨液相进料会降低气缸内气体温度,提高压燃所需压缩比。最终确定压燃式内燃机掺氨燃烧方案为丙烷作为助燃剂,同时使用少量柴油引燃,在不改变现有商用发动机压缩比的条件下可以保证起燃的可靠性,在常温下掺氨能量比可提高到接近100%,环境温度在-40℃时掺氨能量比仍能达到20%-3 0%。对于氨燃料内燃机的零碳燃烧方案,本文提出了一种基于液氨的车载供氢系统,利用发动机尾气余热将氨部分裂解为氢气,氢气作为助燃剂与氨混合燃烧从而达到内燃机零碳排的目标。在裂解温度为750K,裂解比例为100%,车载供氢系统耗能占尾气余热的68.5%,该方案中尾气余热可以满足氨气化与裂解耗热。