燃油掺水形成乳化油。即添入一定的乳化剂(有的不添)的条件下，通过外力作用，使油和水充分混合，油水之间的分界面消失，形成乳状液，这种已成乳状的油水混合物，就称作乳化油。

如何制备乳化油，目前一般采用这样的方法:燃料油、水、乳化剂(有些不用)，按比例混合调配，进入静态混合器充分混合，然后进入乳化装置，通过搅拌或高频振荡形成乳化油。全部过程中，要使乳化油达到足够的稳定，关键在于性能良好的乳化剂及工作可靠的乳化装置。

性能良好的乳化剂，是指既能够在较大地降低油—水界面张力，又能够在水微粒周围建立起一层坚固保护膜的这样一种添加剂。目前，国内乳化剂研究已取得较大成果，我国现已研制的部分乳化剂已有报导。工作可靠，工艺先进的乳化装置也是制备乳化油的关键所在。根据采用方法不同，乳化装置一般分为二类：一类是机械搅拌式乳化装置，它的制造简单，操作方便，但操作时间长，油水乳化效果差。第二类是超生乳化装置和簧片哨乳化装置，即油水混合后，通过电超声或簧片哨高频振荡达到较好乳化效果。这一类乳化装置的主要部件是超声发声器式簧片乳化器，与压油泵配合，可以安在特制乳化罐入口处，也可以直接装配在燃油管道内，并可以多级乳化。由于簧片哺乳化器,结构简单紧凑,维修容易，处理能力大，可在0.2,一0.78maP范围内工作。是目前配制乳化油的常用设备。我国现已研制了部分乳化器。

柴油机中的燃烧过程是决定其燃烧效率与排放物生成的关键过程。掺水燃料技术是一种有着广泛应用前景的技术。水的加入可以同时降低NOx与碳烟颗粒的生成,有着其它方法无法取代的优势。但该技术要做到真正的实用尚面临很多实际的问题。例如，由于掺水后滞燃期变长而导致机器工作粗暴与运行的不稳定；掺水后气缸的腐蚀与油嘴的堵塞；油水分层等问题。解决这些技术上的不足关键是要从原理上认清掺水燃料燃烧的特点。

水对燃烧功率的影响可以从两方面考虑：一方面，水的蒸发潜热很大，会吸收燃料燃烧放出的热而降低功率；另一方面,水的蒸发可以产生水蒸汽而推动活塞做功，同时还可以降低排气温度，减小损失能量。另外随着工作环境的变化，如加大负荷、改变雾化特性时，燃烧状况会出现变化。通过计算与对物理机理的分析，并结合试验的观察，能够认清这一综合效果。

不掺水的纯柴油，其放热过程持续时间长，放热缓慢。这样，纯柴油在燃烧过程中有部分没有发生氧化放热反应的可燃物可能排出气缸，影响效率；由放热速率曲线可知，由于纯油易着火，所以着火、燃烧都提前进行，因此在上止点前已释放了相当一部分能量，使其压缩功增加，这就影响了循环功。

相反，掺水30%的放热速率曲线，由于其着火延迟时间增加，因此其放热率曲线往上止点靠近，压缩功减小了。但更重要的是，由于水的加入，水比油易蒸发，所以使油珠变得更细，对于纯柴油来说，直至着火前，其直径变化不大，可见在上止点前，纯柴油主要在加热、升温而很少蒸发。但对乳化油来说，则情况大不一样，由于水易蒸发，所以其直径大大减小，其效果与微爆相似，即大颗粒变成了小颗粒。其蒸发与燃烧速度都较快。所以其热量是在过上止点后，持续地以高速率释放，这不仅使燃烧过程的等容度增加了，即循环功增加了，而且使燃烧提前结束，燃烧效率也比纯柴油高，尽管其热释放的起始点要比纯柴油晚。在计算过程中，氧的浓度并没有变，这是由于喷嘴的开启压力没有变，因此液雾射流的速度也不变,这样,被卷吸入液雾射流中的空气量也不变。但在掺水的情况下，每个乳化油珠中的纯柴油量要比无水时的纯柴油量少,即其单位质量的纯柴油的供氧量增加了(其效果与微爆相似)，这就不仅使油珠的燃烧速度加快，而且易燃尽，使燃烧提前于纯柴油结束。