柴油机微粒已成为大气可吸入颗粒物的主要来源之一，严重危害人类健康。论文针对乙醇、二甲醚(DME)、碳酸二甲酯(DMC)等含氧燃料的微粒形成过程，采用台架试验，测量了柴油机燃用乙醇/柴油的示功图和排放性能，应用扫描电镜、热重分析和数值模拟的方法，探讨了燃烧过程中微粒的形成及变化过程，研究了燃料特性和柴油机运转工况对微粒和碳烟前躯体多环芳香烃(PAHs)的影响。　　 分析了醇类、醚类和酯类含氧燃料的理化特性。研究了作为微粒主要载体的碳烟的形成过程--PAHs的加成与环化过程，以及微粒的核化和凝并等物理化学变化过程，探讨了含氧燃料性质对苯基和甲基的加成与环化、脱氢加乙炔和微粒形成及变化过程的影响。　　 建立了乙醇/柴油的PAHs化学动力学模型，运用激波管和预混火焰模型，研究了乙醇/柴油PAHs的形成过程，探讨了燃料特性和燃烧条件对PAHs生成的影响。结果表明，丙炔基的聚合和环化是形成苯的主要途径；多个苯环主要通过脱氢加乙炔反应形成；H和OH自由基是消耗PAHs的主要原因。当量比、乙醇掺混比例、初始温度和初始压力对PAHs的生成量均有影响。　　 采用生成速率分析方法，探讨了具有不同含氧官能团的乙醇、DME和DMC对PAHs形成过程的影响。结果表明，对于第三体“M”参与的反应，燃用乙醇可以抑制PAHs的形成，燃用DME对PAHs的形成影响不大，燃用DMC对PAHs的形成有促进作用。　　 采用扫描电镜的试验方法，测量了不同掺混比例的乙醇/柴油、DMC/柴油和生物柴油/柴油混合燃料燃烧微粒的形貌，探讨了含氧燃料掺混比例对微粒形貌的影响规律。结果表明，含氧燃料燃烧后形成的微粒呈链状和团状结构，随着含氧燃料掺混比例的增加，微粒的平均粒径减小，团聚程度提高。采用热重分析和微粒分级采样的试验方法，研究了柴油机燃用乙醇/柴油微粒的组成和粒径分布。结果表明，碳烟在微粒中所占的比重最大；随着乙醇掺混比例的增加，硫酸盐的百分比下降，微粒的粒径向小粒径方向移动。　　 以YZADB3柴油机为研究对象，测量了燃用不同掺混比例的乙醇/柴油混合燃料的示功图和排放污染物，分析了乙醇/柴油燃烧过程的特征参数和排放污染物的变化规律。结果表明，标定转速不同负荷时，掺混乙醇对最大爆发压力的影响不大；全负荷、2400r/min时，随着乙醇掺混比例的增加，最大爆发压力下降；随着乙醇掺混比例的增加，滞燃期延长，燃烧持续期缩短，放热率峰值升高；燃用乙醇/柴油的烟度有较大幅度降低，HC和CO排放有所升高。　　 综上所述，PAHs在碳烟形成过程中具有重要作用；燃用含氧燃料对PAHs的形成以及微粒的核化和凝并等过程有较大的影响。在柴油中增加乙醇、DMC和生物柴油掺混比例可以使得燃烧后形成的微粒粒径减小，团聚程度提高。柴油机燃用乙醇/柴油可以有效降低烟度，微粒中硫酸盐组分降低，小粒径微粒增加。