随着机动车的生产和保有量不断增加,给人类带来了能源短缺和环境污染两方面的问题。解决环境污染和实现能源可持续发展已经变为世界性问题,寻求可替代的清洁能源和可再生能源变得极为重要。含水乳化柴油能够改善低质燃油的燃料性能,优化燃油雾化,使雾化颗粒更细小,降低污染物排放,同时能减缓化石燃料压力,因而受到广泛的关注和研究。本文通过稳定性试验研究得到了乳化柴油最优配方;另外,在高压共轨重型车用柴油机燃用乳化柴油和纯柴油进行了发动机台架试验,对其燃用乳化柴油的性能特性、排放特性、燃烧特性及循环变动进行了试验研究,并与燃用纯柴油产生的异同进行对比分析。为了得到稳定性良好的乳化柴油最优配方,首先对各个影响因子进行筛选,得到各影响因子的高低水平,然后通过Design-expert软件中的中心组合试验进行试验设计,得到每组试验的响应值,通过方差分析,模型匹配,回归模型分析,试验验证,最终得到能够用于发动机台架试验的乳化柴油的最优配方。稳定性试验的最优配方为HLB值为5.3,助溶剂为2%,乳化剂为2%,搅拌时间为9.96 min,预测稳定时间268 h,试验验证得到的平均稳定时间为254 h,与理论预测值相比,其误差为5.2%。将最优配方的乳化柴油用于发动机台架试验,试验结果表明:相较于纯柴油,燃用乳化柴油在各个转速工况点下的动力性下降,其功率和扭矩分别平均下降20.2%和20.4%;但是经济性参数油耗平均下降了 4.5%,起到了一定的节油效果;在外特性工况下,相较于纯柴油,燃用乳化柴油可以很大程度的降低NOx及碳烟排放,分别平均降低13.9%和74%,但是HC和CO排放增加,分别平均增加11.7%和18.6％。在常用转速1500 r/min下,中低负荷时,燃用乳化柴油的缸内压力、放热率和压力升高率都要比柴油高;在高负荷时,燃用燃用乳化柴油的缸内压力、放热率和压力升高率都要比柴油低。在35%、50%、70%和100%柴油机负荷下,乳化柴油的缸内压力峰值循环变动系数都高于柴油,分别要高7%、25%、14%和10%;另外在外特性工况下,然用乳化柴油的循环变动系数较纯柴油差异不大。燃用两种燃料时,循环变动系数都在不影响车辆运行的10%内,燃用乳化柴油不会影响发动机的稳定性。随负荷增加,乳化柴油的缸内压力升高率峰值循环变动系数呈现不断降低的趋势。