能源匮乏和环境污染成为世界各国所面临的两大难题。柴油机以高的热效率和高可靠性得到了越来越广泛的应用,但柴油机的扩散燃烧方式决定了NOx排放和碳烟排放比较高,并且二者之间存在折衷(“trade-off”)关系。乙醇作为可再生的含氧生物燃料,可以改善微粒和NOx排放这种折衷关系,降低柴油机有害排放,近年来得到了国内外高度重视。本研究在一台增压水空中冷直喷柴油机上进行了柴油机燃用乙醇柴油发动机性能和排放试验研究,研究了乙醇比例对乙醇柴油发动机经济性能和排放(烟度、HC、CO和NOx)特性的影响;并对乙醇柴油发动机燃烧系统进行了优化。研究结果表明:发动机燃用乙醇柴油混合燃料,在高负荷下,折合油耗率随着乙醇比例的增大而减小,在中低负荷时,乙醇比例对折合油耗率影响不大。乙醇柴油和纯柴油相比,在低速、低负荷工况,乙醇柴油的碳烟排放比纯柴油高,其它工况下乙醇柴油的碳烟排放比纯柴油低,随着乙醇比例增大,碳烟排放降低;乙醇柴油HC排放较纯柴油有所增加;乙醇柴油的CO排放在中高负荷下较纯柴油低,而在低负荷下较纯柴油高;乙醇柴油NOx排放在大多数工况下低于纯柴油,但在低转速下比纯柴油略高。乙醇柴油发动机燃烧系统优化试验结果表明,通过采用加大了循环喷油量的喷油器,燃用E20乙醇柴油发动机动力性可以得到明显改善;为了兼顾乙醇燃料发动机的动力性、经济性和排放水平,建议采用开口直径为60mm燃烧室和流量为945～994的喷油器作为E20生物柴油的匹配方案。本文研究结果对于柴油机燃用乙醇燃料有重要的理论意义和实用价值。