柴油机由于其可靠性好、热效率高、低速下扭矩大而被广泛运用于道路交通、船舶、农业机械以及铁路机车等对动力需求较高的领域。柴油机与汽油机相比,其压燃的着火方式致使燃料在燃烧过程中始终存在局部燃料过浓区,导致燃料燃烧后较汽油机会排出更多的碳烟颗粒,其中PM颗粒甚至能达到汽油机的几十倍以上。现如今,控制柴油机颗粒物排放的主要措施可以从改良燃油品质、机内净化技术以及机外净化技术等方面考虑,其中在普通柴油中直接添加生物燃料改良油品品质的方式不需要对发动机结构进行改变,受到了研究人员的极大青睐。本文首先采用与前人不同的燃料配比方法配制不同种醇类混合燃料,即保证整体混合燃料氧含量一致（混合燃料氧浓度为6%）的条件下,为了确保生物柴油对混合燃料贡献相同的氧浓度,并且使最终的混合燃料具有良好的混溶性,本文所设计的混合燃料中生物柴油含量均保证相同的质量分数（百分比为33%）,然后计算得出各燃料成分的质量百分比。在相同转速不同负荷情况下对比研究几种常见醇类燃料（甲醇,乙醇丁醇,戊醇）与普通柴油/生物柴油掺混时的发动机性能以及燃烧特性,重点分析了各种混合燃料对柴油机有效燃油消耗率,热效率以及燃烧持续期以及滞燃期时间的影响差异,分析不同掺混燃料的气体排放物的构成以及分布规律,着重考察不同掺混燃料下的CO,HC,NOx,CO₂排放以及颗粒物数量浓度以及质量浓度随不同负荷的变化情况。实验结果表明:燃料燃烧特性的不同导致了最终排放的差异,由于戊醇混合燃料燃烧温度和放热率最低,因而获得最佳的BSCO比排放和BSHC比排放;由于甲醇混合燃料的汽化潜热最高,所以产生最低的NO_x比排放;醇类混合燃料相对于普通柴油来说,其减少颗粒物作用显著,对于颗粒物数量浓度,DBP混合燃料在10%负荷情况下最大可使颗粒物数量浓度降低43.3%,对于颗粒物质量浓度,甲醇混合燃料抑制效果最优;其中发动机产生的CO₂比排放和燃油消耗率相关,由于各种燃料之间低热值类似,因而产生相似的CO₂。基于上述研究,在高低两种负荷下对柴油机产生的颗粒物样品进行采样,研究燃用超低硫柴油,纯生物柴油以及不同醇类掺混燃料条件下,发动机颗粒物中OC,EC的分布特征,并采用热重分析法对颗粒物的氧化活性进行了研究,最后通过高倍电镜研究柴油机在不同工况下燃用不同掺混燃料时颗粒物的微观构成、粒径分布以及形貌特征,试图较为全面的考察不同种醇类混合燃料对颗粒物的形成机理的影响规律差异。实验结果表明:醇类掺混燃料对EC的抑制作用更加明显,其中丁醇对应最低的EC排放,乙醇混合燃料相对于其他混合燃料来看,减少OC排放的效果最为明显;颗粒物的氧化活性决定于颗粒物的微观结构,有最长的碳层长度和最低的粒子弯曲度,也对应最低的氧化活性,甲醇混合燃料相对于其他混合燃料来说拥有较短的扩散燃烧时间,这也限制了燃烧后期粒子的团聚和合并作用,最终导致较低的碳层长度和较大的弯曲度,对应最优的氧化活性。