杂醇是酒精发酵过程中的主要副产物,其中含有异戊醇、异丁醇等高碳醇和较高比例的水。作为生物质燃料,杂醇在柴油机上的应用一方面可以减少化石燃料的消耗,另一方面可以作为柴油-乙醇混合燃料的助溶剂。但杂醇中较高的含水量会影响杂醇与柴油的稳定互溶以及发动机的正常运行,同时由于杂醇中多含低碳醇,使得杂醇中的水分难以去除。为了探究杂醇以及杂醇中的水分对发动机缸内燃烧和排放的影响,本文开展了两部分试验研究,分别为燃料互溶性试验和发动机性能测试台架试验。首先,开展杂醇与柴油混合燃料的互溶特性试验研究,探究不同比例的杂醇-柴油混合燃料稳定互溶的最大含水量。试验中先配伍不含水分的杂醇燃料,然后在试管中配置杂醇体积比例分别为10%、20%直至90%的九种不同比例的杂醇-柴油混合溶液（杂醇增加步长为10%）,通过高精度移液枪向其中滴入纯净水,直至试管中的溶液出现相分离,记录试验数据,并在不同温度下重复上述试验步骤。试验结果表明:在30°C条件下,杂醇比例为90%的杂醇-柴油混合燃料的含水量最高,达到4.4%;杂醇比例为10%的杂醇-柴油混合燃料的含水量最低,仅有约0.1%。在杂醇包含的不同醇类组分中,正丁醇的溶水性最好,异戊醇的溶水性最差。之后,在第二部分互溶试验中探究含水量为3%的含水杂醇和无水杂醇作为助溶剂对于柴油-乙醇混合燃料互溶性的影响规律,首先在不同试管中配置不同比例的两组柴油-乙醇混合溶液,通过高精度移液枪向其中一组滴入含水杂醇直至出现单相溶液,记录试验数据;另外一组滴入无水杂醇后直至出现单相溶液并记录试验数据,在不同温度下重复上述试验步骤。研究结果表明:随着柴油-乙醇混合燃料中柴油比例的增加,燃料的持水能力下降;混合燃料的持水能力随温度降低而降低;当柴油-乙醇混合燃料混合比例为1:1,环境温度为10°C时,实现混合燃料稳定互溶所需的助溶剂比例最高,需要的含水杂醇和无水杂醇的比例分别为16.7%和10.7%。然后,选取代表性的杂醇-柴油混合燃料,在一台六缸增压柴油机上开展发动机燃烧和排放性能测试。三种试验燃料分别为:纯柴油、20%无水杂醇和80%柴油的混合燃料（F20NW）、20%含水杂醇（含水量为6.5%）和80%柴油的混合燃料（F20WW）。试验在世界统一稳态测试循环（WHSC）下探究上述三种燃料对发动机燃烧和排放的影响,以及在不同工况下EGR率对燃烧和排放的影响试验。研究发现,随着混合燃料中杂醇的加入,混合燃料的含水量和含氧量升高,十六烷值降低。缸内燃烧方面,与纯柴油相比,混合燃料由于含水量和含氧量较高,低热值较低,因此混合燃料的缸内燃烧压力和放热率峰值降低,但变化较小。由于杂醇油低热值较低,混合燃料的低热值降低,因此在相同工况下缸内需要喷入更多的燃料,导致发动机油耗升高,但去除热值影响后三种燃料的有效热效率没有明显差异。随着EGR率的提高,不同燃料的有效燃油消耗率呈现出先减小后增加的趋势,这主要是因为EGR率较低时,一定程度上减小了泵气损失,导致油耗降低;但当EGR率进一步提高时,过量空气系数降低,对发动机性能产生负面影响,油耗增加。排放方面,在不同工况下,F20NW在大负荷下的NOx排放与纯柴油相当,在中小负荷下甚至略低于纯柴油,这主要是由于汽化潜热和含氧量这两种因素的共同影响。F20WW中由于含水量较高,一定程度上降低了缸内温度,与F20NW相比NOx排放减少。随着EGR率的逐渐提高,三种燃料的NOx排放均呈现出逐渐降低的趋势,这主要是因为采用EGR,燃烧速率和温度降低,同时过量空气系数降低,减少了NOx的生成。碳烟排放方面,由于混合燃料的含氧量较高,因此混合燃料的碳烟排放相比于纯柴油明显降低。最后,整体来看,杂醇可以直接与柴油混合后在柴油机上应用,也可以作为助溶剂保持柴油-乙醇混合燃料稳定互溶,而且混合燃料中可以包含一定水分仍不发生分层;柴油-杂醇混合燃料在缸内燃烧方面与纯柴油差别较小,有效热效率相当;与纯柴油发动机排放相比,柴油-杂醇混合燃料WHSC测试循环下的NOx和碳烟排放显著降低,CO排放略有降低,HC排放升高了约6%。