El combustible emulsion de agua en diésel (W/D) es una alternativa potencial que puede reducir simultáneamente las emisiones de NOx y mejorar la eficiencia de combustión. Además, no se requieren costos adicionales ni modificaciones en el motor al utilizar combustible emulsionado W/D. La proporción de agua añadida y la velocidad del motor son factores cruciales que influyen en el comportamiento del motor. Este estudio tiene como objetivo examinar el impacto del combustible diésel emulsionado W/D en el rendimiento del motor y las emisiones de contaminantes NOx utilizando un motor de encendido por compresión (CI). El combustible emulsionado tenía un contenido de agua que variaba del 0 al 30% con un incremento del 5%, y se empleó un 2% de surfactante. Las pruebas se realizaron a velocidades que oscilaban entre 1000 y 3000 rpm. Todo el combustible emulsionado W/D se comparó con un estándar de diésel puro en todas las pruebas. Se utilizó un banco de pruebas de motor diésel de cuatro cilindros, cuatro tiempos, refrigerado por agua y de inyección directa para los experimentos. Se midieron el rendimiento y las emisiones de escape del motor diésel a plena carga y a varias velocidades del motor utilizando un dinamómetro y un analizador de gases de escape, respectivamente. El segundo propósito de este estudio es ilustrar la aplicación de dos optimizadores, el optimizador de lobo gris (GWO) y el optimizador inteligente de lobo gris (IGWO), junto con el uso de regresión polinómica multivariante (MPR) para identificar el porcentaje óptimo de mezcla de emulsion W/D y la velocidad del motor para mejorar el rendimiento, reducir el consumo de combustible y disminuir las emisiones de NO del motor diésel en funcionamiento. La velocidad del motor y la proporción de agua en la mezcla de combustible fueron las variables independientes (entradas), mientras que la potencia de freno (BP), la eficiencia térmica de freno (BTE), el consumo específico de combustible de freno (BSFC) y NOx fueron las variables dependientes (resultados). Se observó experimentalmente que el uso de gasolina emulsionada generalmente mejora el rendimiento del motor y disminuye las emisiones en general. Experimentalmente, con un contenido de agua del 5% y 2000 rpm, el BSFC tiene un valor mínimo de 0.258 kJ/kW·h. En las mismas condiciones, se lograron la máxima BP de 11.6 kW y BTE de 32.8%. Según los hallazgos del proceso IGWO, agregar un 9% de agua al combustible diésel y hacer funcionar el motor a una velocidad de 1998 rpm produjo la mayor BP (11.2 kW) y BTE (33.3%) y el menor BSFC (0.259 kg/kW·h) y redujo NOx en un 14.3% en comparación con el motor CI alimentado por diésel puro. La precisión del modelo es alta, como lo indica un coeficiente de correlación R que supera 0.97 y un error absoluto medio (MAE) inferior a 0.04. En términos del optimizador, el IGWO funciona mejor que el GWO para determinar la adición óptima de agua y la velocidad del motor. Esto se atribuye a que el IGWO tiene una excelente capacidad exploratoria en las primeras etapas de búsqueda.