能源是人类生存与发展的重要保障，也是社会经济发展的根本动力。21世纪，随着人类社会经济的快速发展，石油、天然气等矿物能源的消耗急速增长，因此面临着诸如能源短缺、资源匮乏、环境恶化等一系列重大问题。目前，能源问题已成为关系国计民生的问题，开发和利用可再生新能源已引起世界各国的广泛关注，其中生物柴油以其良好的可再生性和环保性能受到各国重视。本文主要研究工作和结论如下： （1）利用物理方法制取生物柴油，采用相应国标或行业标准，分别对棉籽油、生物柴油和0＃柴油的主要理化指标进行了测定，分析生物柴油与柴油的理化特性差异，及棉籽油调和比例对生物柴油理化特性的影响规律。研究结果表明：①生物柴油的密度、表面张力、残炭和硫含量等理化指标与棉籽油调和比例成显著一次线性关系；生物柴油的粘度、热值等理化指标与棉籽调和比例成明显的二次曲线关系；在棉籽油配比不大于50％情况下，生物柴油闪点与柴油相当，并且与0＃柴油的凝点也相差不大。②提高棉籽油调和比例可降低生物柴油的硫含量，利于排放控制，但受到生物柴油的密度、粘度和残炭不宜过高，十六烷值和热值不宜过低的限制，生物柴油中棉籽油调和比例不宜过高。以不高于30％调和比例加入0＃柴油中可基本达到0＃柴油的标准，而且经济合算，具有一定的使用价值。 （2）在雾化试验台上，进行了生物柴油与0＃柴油雾化性能检测。对比分析结果表明：①随棉籽油调和比例增加，调和油的雾化锥角先增大后减小，特别是棉籽油调和比例超过30％后雾化锥角开始急剧下降；提高喷油压力可有效增加生物柴油的雾化锥角，改善生物柴油雾化效果。②随棉籽油调和比例增加，调和油雾化直径成线性增加；调和油较高的密度、粘度和表面张力等理化指标导致其雾化直径显著增加，不利于燃油雾化，但是在棉籽油调和比例不超过30％的情况下，调和油的雾化直径与柴油相近。 （3）在S195柴油机结构不做任何调整的情况下，适当提高喷油压力，燃用B10、B20和B30等三种生物柴油，进行了动力性、经济性和碳烟排放等燃烧性能测试，并与标定喷油压力下0＃柴油的燃烧性能进行对比试验。研究结果表明：①调和油动力特性变化规律与柴油相同，但最大有效转矩较柴油向低转速方向偏移，有效功率在高转速下不及柴油。②调和油负荷特性变化规律与柴油相同，但最小油耗率较柴油向低负荷方向偏移，油耗率在高负荷下出现凸峰现象，经济性不及柴油。③随生物柴油中棉籽油调和比例的增加，燃油油耗率会略高些，但是碳烟排放较柴油明显降低。④B20油耗率与0＃柴油油耗率相近，动力性相差不大，烟度下降了35.07％，因此棉籽油最适宜调和比例在20％左右。 综合以上研究分析，在柴油机上燃用低调和比例的棉籽生物柴油具有良好的动力性、经济性，并可有效降低碳烟排放。棉籽油调和比例20％左右的生物柴油，理化特性与柴油相近，可以直接应用于柴油机，具有良好的开发应用价值。