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随着能源危机和环境污染的日益严重,生物柴油、乙醇等生物替代燃料正受到研究者越来越多的关注。生物柴油来源广泛,其中低饱和度生物柴油的氧化安定性较差,贮存时间短,而催化转移加氢可有效提升其饱和度,弥补氧化安定性缺陷。然而,加氢过程中大量的反式油酸甲酯（trans-C18:1）和硬脂酸甲酯（C18:0）的生成,导致生物柴油低温流动性恶化。为了实现氧化安定性和低温流动性的平衡,本文将超声波应用到生物柴油催化转移加氢过程中,调整trans-C18:1和C18:0产物的选择性。此外,乙醇的运动粘度低,可用于调和加氢生物柴油过高的运动粘度,而且其与生物柴油-柴油混合物的互溶性较好。对此,本文构建加氢生物柴油-乙醇-柴油三元燃料,并对其氧化特性、燃烧特性及排放特性展开研究。具体研究内容如下:（1）超声波辅助水环境下生物柴油催化转移加氢工艺研究。超声波发生装置的工作参数为功率180W和频率40 kHz。设定去离子水、异丙醇与棉籽生物柴油的质量比为100:32:7,雷尼镍催化剂用量为棉籽生物柴油的13wt%,反应温度为85℃,搅拌速率为600r/min。在超声波辅助加氢30min时,生物柴油的碘值为77.4,与传统加氢80min时的碘值（71.6）较为接近。与传统加氢相比,超声波辅助加氢下的生物柴油内的trans-C18:1和C18:0含量分别降低了21.3%和20.5%。尽管超声波加氢工艺下的生物柴油饱和度略微降低,牺牲了一定的氧化安定性,但是trans-C18:1和C18:0产量的降低,切实改善了生物柴油的低温流动性。超声波工艺下的部分加氢棉籽生物柴油（UPHCME）的十六烷值、低热值和运动粘度均低于传统工艺下的部分加氢棉籽生物柴油（PHCME）,而两者的含氧量基本一致。（2）在热重条件下研究UPHCME、乙醇、柴油混合燃料的氧化动力学。利用TGA/DSC1型同步热分析仪研究加氢生物柴油-柴油二元燃料（HB10、HB20、HB30）和加氢生物柴油-乙醇-柴油三元燃料（HB5E5、HB10E10、HB15E15）的氧化特性。与柴油相比,各混合燃料的初始失重温度、最终失重温度及失重率峰值温度均滞后,除了HB5E5的初始失重温度提前,而各混合燃料的失重率峰值均较低。与加氢生物柴油-柴油二元燃料相比,加氢生物柴油-乙醇-柴油三元燃料的初始失重温度、最终失重温度及失重率峰值温度均提前,失重率峰值较低。采用Coats-Redfern积分法计算了各燃料的氧化动力学参数。混合燃料的氧化活化能低于柴油,其中三元燃料的氧化活化能高于二元燃料。（3）在高压共轨四缸柴油机上研究各混合燃料的燃烧与排放特性。选取最大转矩转速1800r/min下平均有效压力(pme)为0.23MPa、0.47MPa、0.70MPa和0.93MPa的4个负荷作为测试工况。由于加氢生物柴油和乙醇的低热值均低于柴油,各混合燃料的当量比油耗均高于柴油,有效热效率均低于柴油,其中二元燃料和三元燃料的当量比油耗和有效热效率基本相当,这归因于乙醇的十六烷值、运动粘度和汽化潜热的综合影响。在pme=0.93MPa和0.47MPa工况下,高十六烷值的加氢生物柴油使二元燃料的着火时刻提前,在着火延迟期内形成的混合气数量较少,而且加氢生物柴油的低热值较低、运动粘度较高,使得二元燃料在主燃烧阶段内的放热率峰值和最大缸压均低于柴油;三元燃料的初期燃烧放热可以有效降低乙醇的汽化潜热带来的不利影响,而且乙醇挥发性能较好和含氧量较高,使得三元燃料在主燃烧阶段内的放热率峰值和最大缸压均大于柴油。三元燃料的HC和CO排放均高于二元燃料,二者的差异随着负荷增大而减小;混合燃料的NOx排放受负荷影响较大,在pme=0.23MPa和0.47Mpa工况下,三元燃料的NOx排放低于二元燃料,而在pme=0.70MPa和0.93MPa工况下却呈现相反的趋势;三元燃料的碳烟排放低于二元燃料。本文研究了超声波辅助制备部分加氢生物柴油的工艺及理化性质,并对加氢生物柴油-乙醇-柴油三元燃料的氧化特性、燃烧特性及排放特性展开研究。其中,超声波加氢工艺对部分加氢生物柴油的批量生产具有一定的工程参考价值,加氢生物柴油-乙醇-柴油三元燃料的应用研究则为拓宽燃料应用途径和探索清洁高效燃烧模式提供重要的基础数据。