随着石化燃料不可再生引发的能源危机问题日益严重,柴油的替代燃料开发研究逐渐受到重视。生物柴油、乙醇作为含氧、可再生燃料,二者与柴油混合后可以做到理化性质互补,能够满足柴油机燃烧的要求,因此生物柴油-乙醇-柴油(简称BED)混合燃料在柴油机上的应用被广泛研究。本文首先检验所配制的BED混合燃料的互溶性,并计算出理化性质,验证了其作为柴油替代燃料的可行性。利用仿真模型分析了不同掺混比例BED混合燃料对柴油机性能的影响,进一步选择B15E5D混合燃料作为研究对象,研究海拔变化对柴油机外特性,以及1800r/min部分负荷和瞬态工况的影响。最后通过富氧进气对柴油机在高海拔工作时的动力性进行恢复,并进一步研究其对柴油机性能的影响。研究表明:(1)所研究的BED混合燃料在20℃时能完全互溶,各项理化性质能满足柴油机工作要求。(2)与燃用0#柴油相比,随着BED混合燃料掺混比的增加,外特性扭矩下降,有效燃油消耗率升高,NO_x排放上升,Soot排放降低。在1000r/min工况点,燃用B15E5D混合燃料,相比于海拔0km,海拔为4km时扭矩降低了34.97%,油耗升高了9.95%。(3)当海拔高度升高时,柴油机外特性上缸内最大压力下降,缸内最高温度上升,NO_x排放降低,Soot排放升高,扭矩下降,有效燃油消耗率升高,并且转速越低,影响越大。(4)对1800r/min部分负荷(25%、50%、75%)进行模拟,研究发现,随着海拔升高,缸内最高温度上升,最大缸压降低,Soot排放升高,燃烧持续期增加。对于有效燃油消耗率,在25%负荷,表现为先降低再升高,其他负荷均随之升高,而NO_x排放则有升有降。(5)恒转速增转矩瞬态工况下,海拔升高对柴油机瞬态过程和稳态过程影响相似,但在瞬态过程存在涡轮迟滞现象。并且随着海拔升高,喷油量变化引起的柴油机性能参数波动越大。(6)研究发现,随着进气氧浓度升高,柴油机扭矩提升,有效燃油消耗率下降,燃烧改善,Soot排放急剧降低,而NO_x排放升高。在海拔3km,进气氧浓度为26%时,与0km海拔扭矩相比,1200r/min时恢复到92.14%、1800r/min恢复到97.78%。