随着社会经济的快速发展以及全球汽车保有量的持续增长，人类对石油的需求量越来越大，此外，各国的排放法规日渐严格，作为汽车主要动力的内燃机面临着越来越严峻的挑战。采用可再生资源的生物柴油作为燃料和优化喷油规律措施，对缓解能源危机和降低汽车有害排放物具有非常重要的现实价值。本文主要研究工作如下几点：首先，分析了生物柴油和多次喷射的国内外发展现状，采用大豆油制成的生物柴油，与0#普通柴油掺混成了B5、B10、B20三种不同比例的生物柴油，并分析了这三种生物柴油的理化特性。其次，以GT-Suite仿真软件为基础，建立生物柴油燃料库和某国产4B系列型电控高压共轨柴油机仿真模型并进行试验，校准了该仿真模型的准确性。最后，在特定工况（2200r/min）和喷油量一定以及主喷时刻与原喷油规律开始时刻一致的前提下，对不同掺混比生物柴油不同预喷‐主喷喷油策略对发动机性能的影响，确定了较佳组合。研究表明：同一喷油策略，随着生物柴油掺混比的增大，扭矩逐渐减小，NOx的排放量略有增加，Soot排放物下降；使用同一掺混比的生物柴油，随着预喷量的增加，扭矩逐渐减小，NOx的排放量增加，Soot排放量下降；随着预喷‐主喷喷油间隔的增加，扭矩逐渐减小，NOx的排放量下降，Soot排放量逐渐降低；综合考虑发动机扭矩、NOx以及Soot的排放因素，选择B5生物柴油、预喷射5%、预喷-主喷喷油间隔为10°CA的组合为最佳方案。本文通过对生物柴油发动机多次喷射性能研究，一方面表明生物柴油作为石油替代燃料拥有良好的应用前景。另一面也为生物柴油在高压共轨柴油机上的应用以及喷油规律的优化提供一定的参考。