能源危机与环境污染使得代用燃料成为当今内燃机领域的研究热点。本文通过配制柴油-含水正丁醇混合燃料BW5、BW10和BW20,在一台直列四缸,增压中冷,电控高压共轨柴油机上进行负荷特性试验。与纯柴油相比,发动机燃用柴油-含水正丁醇混合燃料虽然可以明显降低颗粒物的排放,但导致BW5和BW10的NOx排放升高,通过引入EGR系统降低NOx的排放。本文的研究结果如下:(1)随着含水正丁醇量的增加,混合燃料的密度差异很小,热值、凝点和冷滤点逐渐降低,含氧量逐渐增加,BW5的运动粘度最低。(2)缸内最大爆发压力、主喷阶段的瞬时放热率和缸内燃烧温度峰值随着负荷和含水正丁醇量的不同,呈现不同的规律。大部分工况下,BW10的缸压、主喷阶段瞬时放热率和缸内燃烧温度峰值最高;中高负荷下,由于BW20的含水正丁醇量最高,含水量最高,水的高汽化潜热对燃烧的抑制作用更明显,BW20的缸压、主喷阶段瞬时放热率和缸内燃烧温度峰值低于D100。(3)与D100相比,大部分工况下,BW5和BW10的HC排放降低,BW20的HC排放升高;所有工况点,BW5和BW10的NOx排放升高,BW20的NOx排放降低;混合燃料颗粒物总的数量浓度均有不同程度的降低,其中BW10的降幅最为明显。(4)随着EGR率的增大,由于EGR的热效应和稀释效应,四种燃料的滞燃期、燃烧持续期延长,而缸压、主喷阶段的瞬时放热率和缸内燃烧温度峰值逐渐降低。(5)两种负荷下,NOx比排放随着EGR率的增大逐渐降低。平均有效压力0.56 MPa下,BW10和BW20的颗粒物总数量浓度随着EGR率的增大先降低后增加;而平均有效压力0.98 MPa下,四种燃料的颗粒物总数量浓度随着EGR率的增大而明显增加。中低负荷下,当EGR率较小时,引入EGR可以同时降低NOx和颗粒物排放。中高负荷下,引入EGR虽然可以降低NOx排放,但会导致颗粒物排放的明显增加。