甲醇是最有前途的可替代燃料之一。但是甲醇与柴油的互溶性存在一些难题，目前还没有成本低廉、效果显著的助溶剂，而且对柴油机上掺混甲醇的燃烧与排放机理的研究较少，特别是非常规排放物的分析与测试还未见报道。 本文以自制的生物柴油作为助溶剂，研究了甲醇与柴油的互溶性，配制了甲醇柴油微乳液，进行了微乳液形成机理的热力学分析，结果是：单纯生物柴油作为助溶剂效果较差，生物柴油与中碳醇等组成复合助溶剂具有良好的效果。生物柴油的使用，可以在很大程度上降低中碳醇等的使用量。生物柴油有助于甲醇柴油微乳液的形成，其原因是增加了微乳液分子间的混乱程度，从而增加了微乳液的熵。中碳醇有助于微乳液的形成，其原因是降低了微乳液的表面张力。另外，温度和甲醇含量也影响微乳液的形成，温度升高和甲醇含量降低均有利于甲醇柴油微乳液的形成。 本文建立了甲醇一生物柴油一柴油混合燃料在柴油机上燃烧过程的多维数学模型。采用标准k-ε模型模拟缸内湍流流动，运用离散液滴的碰撞和破碎模型模拟燃油喷雾的运动情况，简化了混合燃料燃烧的化学反应机理，并将其与湍流燃烧模型耦合进行数值模拟。 本文研究了甲醇-生物柴油-柴油混合燃料在柴油机上的燃烧过程。通过对柴油机的动力性、经济性、排放特性和循环变动的测试，分析了甲醇含量对柴油机性能的影响，如果不改变柴油机的结构，甲醇含量不超过10％效果较好。通过对示功图的研究，分析了甲醇含量对燃烧滞燃期、燃烧持续期和放热规律的影响。 本文测试和分析了在柴油机上燃烧甲醇-生物柴油-柴油混合燃料的常规和非常规排放，运用化学反应动力学进行了非常规排放物机理的分析。结果表明：柴油机燃用甲醇-生物柴油-柴油混合燃料后，非常规物的排放量非常小。非常规物的排放随负荷与甲醇含量的变化而变化。相同负荷下甲醇含量越高，则未燃醇的排放增大，甲醛排放减少；相同甲醇含量下，负荷增大，则未燃醇减少，甲醛增大。甲醇-生物柴油-柴油混合燃料能大大降低碳烟、CO和NO<,x>的排放，但HC排放略有增加。 本文研究了在加速工况下甲醇一生物柴油一柴油混合燃料对柴油机性能的影响。甲醇含量越多，p<,△t>和σ<,△t>的变化越大，动力性越差。同时碳烟排放增加，碳烟的生成主要在加速供油初期。NO<,x>排放先降低再升高，而后略有减少并趋于稳定。