بهینه سازی عملکرد موتور های دیزلی موضوع بیشتر پژوهشگران این زمینه در دهه های اخیر می باشد. اگزرژی، به عنوان یک ابزار موثر در شناخت ناکارآمدی@های سیستم های تبدیل انرژی و حرکت به سمت بهینه سازی عملکرد به کار گرفته می شود. در این پژوهش، برنامه رایانه ای از یک مدل احتراق تک منطقه ای به منظورتعیین نرخ آزادسازی حرارت سوخت نوشته شد. پس از اعتبارسنجی نتایج بدست آمده با نتایج تجربی، معادلات حاکم بر اگزرژی به نتایج برنامه اعمال می شود. همچنین، امکان استفاده از سوخت بیودیزل حاصل از روغن آفتابگردان به عنوان جایگزینی برای سوخت دیزل در یک موتور 244-mt4، به صورت شبیه سازی ترمودینامیکی-ریاضی مورد بررسی قرار گرفت. بخش های مختلف اگزرژی به صورت جداگانه بر حسب درجه میل لنگ، برای سوخت دیزل و بیودیزل خالص مقایسه و تأثیر سوخت بیودیزل بر بازگشت ناپذیری و راندمان قانون اول و دوم ترمودینامیک (انرژی و اگزرژی) بررسی شد. در ابتدا نتایج حاکی از این واقعیت بود که در بیودیزل خالص احتراق به طور نامناسب انجام گرفته و در نتیجه راندمان انرژی و اگزرژی به ترتیب 2/72 درصد و 2/61 درصد کاهش می یابد. از طرف دیگر، به دلیل ماهیت احتراق بیودیزل، انتشار آلاینده خطرناک مونوکسید کربن کاهش می یابد. در ادامه جهت بهبود متغیرهای عملکردی،کاهش آلاینده ها و بررسی بخش های مختلف اگزرژی، نسبت هم ارزی بهینه ای تعیین گردید. این نسبت برای سوخت دیزل 75/.و برای سوخت بیودیزل7/. می باشد. نتایج نشان می دهند با تغییر نسبت هم ارزی راندمان موتور با سوخت بیودیزل بهینه شد و به مقداری نزدیک به راندمان دیزل می رسد. در نسبت هم ارزی بهینه برای هر دو سوخت،راندمان انرژیی و اگزرژی افزایش پیدا می کند، اگزرژی گاز های خروجی از سیلندر کمتر می شود و درصد بیشتری از اگزرژی سوخت به کار مفید تبدیل می گردد.