煤直接液化柴油DDCL(Diesel from Direct Coal Liquefaction)及生物柴油在我国是具有开发和应用前景的代用燃料。本文以煤基-生物基混合燃油为研究对象,研究其喷射、雾化特性及在发动机上的燃烧、排放性能。建立了燃油喷射过程特性试验系统,比较了煤基-石油基混合燃油的燃油喷射过程,结果表明:喷射脉宽及轨压均会影响燃油喷射过程,喷射脉宽增大,混合燃油喷油持续期及喷射速率增大,嘴端压力波动增大,但混合燃油的初始喷射速率及喷油延迟变化不大。轨压增大,初始阶段燃油喷射速率增大,嘴端压力波动幅度增大。D80(按体积比DDCL80%+生物柴油20%混合,D60的混合比同此理)的嘴端压力较D60的波动更为显著。建立了燃油喷雾特性试验系统,包括纹影光路、高速摄影仪、燃油喷射系统、同步控制及数据采集系统等;研究了共轨压力、环境压力、喷射脉宽及燃油掺混比例等因素对煤基-石油基混合燃油喷雾特性的影响,并比较研究了等热值喷射条件下的喷雾特性。结果表明:增大共轨压力会导致喷雾贯穿距、喷雾锥角及喷雾面积的增大;环境压力的增加会导致喷雾锥角的增大和喷雾贯穿距的减小,喷雾面积会随之下降;喷雾脉冲的增加会增大喷雾贯穿距,但对锥角的影响不大;当燃油中DDCL掺混比例增大时,喷雾贯穿距、喷雾锥角及喷雾面积都会增大。当发动机喷入等热值的燃油时,混合DDCL可以一定程度上改善燃油雾化情况。建立了发动机燃烧排放试验台架,包括四缸柴油发动机、电涡流测功机、燃烧分析仪、尾气分析仪、发动机测控系统等设备。试验研究了煤基-生物基混合燃油在主喷时刻、后喷间隔及后喷量在不同工况下的燃烧排放特性。结果表明:推迟主喷使燃油燃烧重心推迟,可以降低混合燃油的缸内压力及燃烧放热率,降低CO、NOx的排放,但油耗有所增加。后喷量的增大对主燃阶段影响有限,但增大了后燃阶段发动机缸内压力及燃烧放热率,NOx排放降低,适当后喷能降低碳烟排放,燃油消耗升高。后喷间隔增大后,对发动机缸内压力及燃烧放热率影响不大,但燃油经济性下降。