由于能源危机和排放法规的日益严格，开发清洁代用燃料已成为内燃机研究的热点之一。本文研究了柴油中掺烧大比例丁醇（丁醇比例为40%，B40）对柴油机燃烧和排放性能的影响，并与燃烧纯柴油进行了对比分析。试验研究结果表明，与纯柴油相比，B40混合燃料的缸内最大爆发压力和最大压力升高率均升高，滞燃期延长，燃烧持续期缩短，指示热效率稍有降低。与纯柴油相比，B40混合燃料的烟度大幅度降低，在低负荷下，B40混合燃料NOx排放低于纯柴油，CO和HC排放较高；在中高负荷下，与柴油相比，B40混合燃料的NOx排放增加，CO和HC排放变化不大。废气再循环（EGR）对柴油机的燃烧和排放影响较大。随着EGR率增大，缸内最大爆发压力和最大压力升高率稍有降低，滞燃期轻微延长，指示热效率平缓上升，CO和HC基本保持不变；当EGR率增大到某一“拐点”时，最大爆发压力和最大压力升高率急剧降低，指示热效率迅速下降，CO和HC排放显著增加，B40混合燃料的最大爆发压力和最大压力升高率急剧下降时的“拐点”对应的EGR率比纯柴油小，且随着工况变化，“拐点”对应的EGR率也相应地改变；由于B40混合燃料的烟度极低，其随EGR率增大基本无变化；而NOx排放随EGR率增大显著降低。B40混合燃料在不同工况对应一最佳喷油时刻，在该时刻喷油，EGR率达到“拐点”前的正常变化范围最宽。当喷油提前，B40混合燃料的滞燃期缩短，燃烧持续期变长，主燃烧放热时刻提前，热效率升高，但压力升高率增大；从排放上看，喷油提前，B40混合燃料的烟度和HC排放不受影响，CO排放降低，但NOx排放升高。采用预喷，可使B40混合燃料的压力升高率降低，滞燃期缩短，燃烧持续期变长，主燃烧放热时刻提前，指示热效率和指示燃油油耗率改善，CO排放稍有增加，NOx和HC排放降低。综上所述，柴油机燃用大比例丁醇柴油混合燃料，采用中等比例EGR率，根据工况调节喷油时刻，并采用预喷，可以保证柴油机柔和工作的同时，获得良好的燃油经济性，并实现NOx和烟度排放的同时降低。这一研究为丁醇燃料在内燃机中的高效清洁替代提供了参考价值。