生物柴油是一种可再生能源,相较于柴油可以使燃烧更加充分、排放降低,且运输、保存安全,可以直接应用在发动机上,这些优点突出了生物柴油的可替代性和可行性。通过在碱催化作用下完成酯交换反应,并进行提纯得到茶油基生物柴油,并对其进行工艺优化和反应动力学研究。进行配比得到不同掺混比的茶油基生物柴油,用于后续燃烧及排放特性试验研究,并对仿真模型进行分析验证。通过NaOH的催化作用在不同反应条件下完成茶油基生物柴油的制备试验,通过正交试验优化制造工艺,并对反应动力学进行分析研究。从正交试验分析反应时间的影响最为显著,综合所有因素和结合成本考虑,制备生物柴油的最佳工艺条件为醇油比13:1、催化剂质量分数1%、反应温度为60℃、反应时间30 min,动力学计算表明,该酯化反应的表观活化能Ea=1.31kJ/mol,频率因子A=1.04。茶油基生物柴油-柴油混合燃料的燃烧仿真结果表明,随着负荷不断增加,不同掺混比茶油基生物柴油的缸内温度的峰值增加。缸内压力的变化趋势与温度基本一致,不同负荷对其压力变化影响较大,不同掺混比生物柴油的影响较小。随着负荷不断增加,不同掺混比茶油基生物柴油的累计放热量逐渐降低。不同负荷变化和掺混比变化对燃烧持续期和放热率重心的影响不大。负荷变化比掺混比变化对累计放热量的影响更大,当负荷每增加25%时,累计放热量增加约200J。放热率的变化趋势与累计放热量基本一致,不同负荷对放热率变化影响较大,不同掺混比生物柴油的影响较小。NO排放趋势为先增加后保持稳定,Soot总体趋势为先增加后减小。随着负荷增加,NO和Soot排放质量分数增加。随着负荷降低,NO质量分数降低且分布区域减小,Soot质量分数增加且分布区域增加。随着掺混比增加,NO和Soot质量分数降低且分布区域减小。燃用茶油基生物柴油-柴油混合燃料的试验样机动力性及排放试验研究结果表明,试验样机使用B20、B50生物柴油后,与使用0号柴油相比,其最大功率及最大扭矩基本没变,燃油消耗率略有增加,排气烟度则有明显下降。试验样机使用B20、B50茶油基生物柴油-柴油混合燃料后,其CO排放量基本没变,NOx与HC排放量均略有下降。