清洁替代燃料是实现内燃机节能减排的一个重要途径。醇酯类燃料属于清洁替代能源,不含硫,与柴油混合可以有效地降低柴油机的颗粒排放。论文以柴油机燃用乙醇/柴油混合燃料生成的颗粒为研究对象,采用试验和仿真相结合的方法,搭建186FA柴油机试验台架和乙醇/柴油管式流动裂解反应器试验平台,通过CHEMKIN-PRO模拟软件结合构建的正庚烷-乙醇-PAHs裂解和氧化反应动力学机理,对乙醇/柴油高温裂解产物、芳香烃形成的过程、颗粒的形貌结构和氧化特征等进行了研究,探讨了高温裂解过程对柴油机排放颗粒的影响。为了分析乙醇/柴油在不同裂解条件下的产物分布情况,搭建了乙醇/柴油管式流动反应器试验平台,测量了乙醇/柴油混合燃料在不同裂解温度、乙醇掺混比和当量比条件下,混合燃料裂解生成的气相、液相产物的摩尔浓度和固体产物的质量,分析了不同裂解条件对乙醇/柴油混合燃料裂解产物的影响规律。结果表明,混合燃料的主要裂解产物是烷烃、烯烃、芳香烃等烃类物质,烷烃、烯烃和芳香烃中浓度最高的组分分别为甲烷、乙烯和苯。裂解温度一定时,相比于纯柴油,混合燃料裂解生成碳烟的产率分别降低6.57%、11.27%和17.84%;乙醇掺混比一定时,裂解温度增加,烃类物质的浓度升高,碳烟产率增加;裂解温度和乙醇掺混比一定,当量比增加,烃类物质的浓度升高,碳烟产率增加。运用CHEMKIN软件中的柱塞流反应器（PFR）,构建了正庚烷-乙醇-PAHs裂解和氧化反应动力学机理,分析了主要裂解产物摩尔分数和产物生成速率随裂解温度、乙醇掺混比和当量比的变化规律,对苯的主要生成路径和芳香烃的化学反应过程进行了仿真,分析了影响芳香烃生成和消耗的主要的化学反应速率和敏感性。结果表明,当裂解温度一定时,乙醇掺混比每增加5%,烃类裂解产物减少量均低于5%;乙醇掺混比一定,裂解温度增加时,甲烷、乙烯和苯的生成速率呈先上升后降低的趋势;裂解温度一定乙醇掺混比变化或乙醇掺混比一定裂解温度变化时,苯的主要形成路径是C₂+C₄和C₅+C₅路径相关基元反应,反应C₂H₄+CH₃?C₂H₃+CH₄和C₅H₅+CH₃?C₅H₅CH₃分别对甲苯、苯乙烯和萘的生成具有明显的抑制和促进作用。当裂解温度不变,乙醇掺混比一定时,当量比增加,甲烷、乙烯和苯的生成速率峰值增加,苯的主要形成路径是C₂+C₄和C₃+C₃路径相关基元反应,反应CH₃+HO₂?CH₃O+OH和C₂H₄+OH?C₂H₃+H₂O促进芳香烃的生成,H和HO₂自由基对于抑制芳香烃的生成具有重要作用。搭建186FA柴油机台架试验,采集最大转矩工况时,柴油机燃用不同乙醇掺混比（0、5%、10%、15%）混合燃料排放的颗粒,采用扫描电镜和透射电镜,分别分析柴油机燃用乙醇/柴油混合燃料的排放颗粒和不同裂解温度、掺混比和当量比条件下混合燃料裂解生成颗粒的微观形貌、平均粒径、计盒维数等结构特征的变化规律。结果表明,柴油在低温时发生裂解形成的积碳呈不规则的板状结构;乙醇/柴油混合燃料高温裂解形成颗粒的形貌与柴油机燃用混合燃料的排放颗粒形貌相比,差别不大,主要呈链状和团簇状结构。柴油机在最大转矩工况燃用不同乙醇掺混比的混合燃料形成的排气颗粒,随着乙醇掺混比增加,颗粒的平均粒径降低,计盒维数逐渐增大,颗粒的重叠程度增加,结构紧密程度增加,不同乙醇掺混比的混合燃料在管式裂解反应器内高温裂解形成的颗粒结构特征具有相同的变化趋势。通过热重分析试验,分别分析了柴油机燃用乙醇/柴油混合燃料的排放颗粒和乙醇/柴油混合燃料在不同裂解条件下形成颗粒的氧化特征参数特征温度(起始燃烧温度T_soot、最大氧化速率温度T_max、燃尽温度T_end)和活化能的变化规律。结果表明,在最大转矩工况,柴油机燃用不同乙醇掺混比（5%、10%、15%）混合燃料形成的颗粒,随着乙醇掺混比增加,颗粒的特征温度均逐渐增加,活化能降低;不同乙醇掺混比(的混合燃料在管式裂解反应器内高温裂解形成的颗粒,随着乙醇掺混比增加,颗粒的T_soot和T_max降低,T_end增加,活化能降低。研究工作为探讨柴油机燃用乙醇/柴油过程中颗粒的形成和控制,推广乙醇/柴油混合燃料的应用提供了借鉴依据。