一种机械搅拌式燃油掺水装置，装置主要包括机械搅拌核心部件乳化器、水计量泵、燃油计量泵、掺水燃油油箱、电气系统，装置主体与油路和水路连接通过三个快速接口，分别是掺水燃油出口、入水口和燃油入口，乳化器设有三级搅拌区。通过油和水流量流速调节、掺水燃油显微照片、以及乳化器精密的快速搅拌技术，并通过燃油掺水装置与油路、水路以及燃烧器等现场工况的匹配，可制备成在喷雾燃烧过程中能产生“微爆”效应的掺水燃油。且该装置不添加乳化剂也能使掺水燃油中水珠颗粒小、高度均匀稳定，装置运行维护容易，经济合理且能达到节能减排作用。