高浓度细颗粒物是引起灰霾天气和大气能见度降低的主要因素，对人体健康有重大危害，机动车中柴油车的尾气排放，是细颗粒物排放的最重要来源。研究柴油机细微颗粒物的理化特性，探索其生成机理，是控制大气污染、改善大气质量的基础。本文搭建了柴油发动机台架，试验分析发动机工况、燃油性质对颗粒粒径分布的影响，研究不同燃料颗粒物的理化特性。主要研究内容包括以下部分。搭建了柴油发动机台架，设计并安装了发动机排气多级稀释通道，其能在较大范围内调整稀释参数，保证采集到的细微颗粒物满足测试仪器的要求。以柴油为燃料，分别测试了柴油机在转速1400r/min与2200r/min时的颗粒粒径分布的负荷特性；测试了BMEP=0.08Mpa与BMEP=1.0Mpa时，粒径分布的速度特性。并用掺混20%生物柴油的柴油在相同工况进行对比测试。研究了燃料含氧量不同时，发动机的排放颗粒浓度随粒径的分布，得出以下结论：在相同工况下，含氧燃料能大幅降低排放颗粒的质量浓度，并能有效减小颗粒物的数量浓度，但颗粒物的变化程度不与燃料含氧量成正比。在低转速、高负荷工况下，含氧燃料降低发动机颗粒排放的效果尤其明显；相同工况下，颗粒物排放还与含氧燃料的燃料特性有关，甲缩醛、碳酸二甲酯等是降低排放颗粒物良好的添加剂。最后，在相同工况下比较了柴油机使用5种燃料时的颗粒排放物的理化特性。用拉曼光谱检测颗粒物的晶体形貌、红外图谱分析颗粒物表面含氧官能团、OC/EC分析柴油机颗粒排放物中有机碳与无机碳的比例，并用热重分析仪研究了柴油机颗粒排放物的高温氧化性。研究认为：随着燃料含氧量的增加，颗粒物晶体尺寸变大，内部结构趋于稳定；表面含氧基团增加，颗粒物氧化性增强；颗粒物有机碳/元素碳比值增大,利于颗粒物捕捉氧化。