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排放法规日益严格,柴油机燃用生物柴油可以有效减少颗粒排放,但燃用不同化学组分和分子结构的生物柴油会影响颗粒的生成过程,改变燃烧颗粒的微观结构和氧化特性。本文以一台高压共轨柴油机为研究对象,分别进行燃用柴油、棕榈油甲酯、大豆油甲酯和地沟油甲酯四种不同燃油的台架试验,分析不同负荷及燃油种类对燃烧特性、燃烧颗粒物微观结构及氧化特性的影响规律。主要研究内容和结果如下:（1）测量了棕榈油甲酯、大豆油甲酯和地沟油甲酯的组分,计算了十六烷值、碘值和含氧量等理化特性参数。试验工况为柴油机最大转矩转速1800r/min,50%负荷和100%负荷。相同负荷下,生物柴油燃烧的最大爆发压力更高,滞燃期更短,燃烧持续期更长。三种生物柴油中,棕榈油甲酯的最大爆发压力最大,滞燃期最长,燃烧持续期最短;地沟油甲酯最大爆发压力最小,滞燃期最短,燃烧持续期最长。负荷增加时,四种燃油燃烧时的最大爆发压力增加,燃烧持续期延长。（2）分析了不同燃油燃烧颗粒团聚体形貌,计算了其计盒维数和其基本碳粒子的平均直径Dp。柴油颗粒主要为团状,生物柴油颗粒主要为链状。四种燃油颗粒计盒维数D的值在1.64-1.97之间,随着负荷的增加而增加,相同负荷下生物柴油颗粒计盒维数小于柴油颗粒,从大到小依次为:柴油颗粒（29）棕榈油甲酯颗粒（29）大豆油甲酯颗粒（29）地沟油甲酯颗粒。四种燃油颗粒基本碳粒子的平均直径在23.07-46.34nm之间,50%负荷下生成的颗粒基本碳粒子平均直径小,且内部可见多个4-8nm的碳核;随着负荷增加,颗粒基本碳粒子平均直径增加,“内核-外壳”结构更为明显。相同负荷下,柴油颗粒基本碳粒子的平均直径最大,三种生物柴油颗粒基本碳粒子平均直径从大到小依次为:棕榈油甲酯颗粒（29）大豆油甲酯颗粒（29）地沟油甲酯颗粒。（3）计算了不同燃油燃烧颗粒基本碳粒子的微晶结构参数。四种燃油燃烧颗粒基本碳粒子的平均微晶尺寸在0.9-1.4nm间,平均微晶曲率在1.1-1.4间,平均碳层间距在0.354-0.362nm间。相同负荷下,柴油颗粒的微晶尺寸最大,微晶曲率最小,碳层间距最小,三种生物柴油中地沟油甲酯颗粒的微晶尺寸最小,微晶曲率最大,碳层间距最小;棕榈油甲酯颗粒的微晶尺寸最长,微晶曲率最小,碳层间距最大。随着负荷的增加,颗粒基本碳粒子的平均微晶尺寸增加,平均微晶曲率降低,平均碳层间距减小。（4）分析了不同燃油燃烧颗粒的石墨结构参数。不同燃油燃烧颗粒的ID1/IG值在1.05-1.7之间,ID3/IG值在0.21-0.57之间。随着负荷增加,颗粒的ID1/IG值降低,石墨化程度增加,ID3/IG值降低,无定形碳含量降低。相同负荷下,柴油颗粒的ID1/IG值和ID3/IG值均最低,即柴油颗粒的石墨化程度最高,无定形碳含量最少;三种生物柴油中,石墨化程度从大到小依次为:棕榈油甲酯颗粒（29）大豆油甲酯颗粒（29）地沟油甲酯颗粒,无定形碳含量从大到小依次为:地沟油甲酯颗粒（29）大豆油甲酯颗粒（29）棕榈油甲酯颗粒。（5）分析了不同燃油燃烧颗粒的氧化参数并计算了其氧化所需的表观氧化活化能。不同燃油燃烧颗粒的氧化区间在450-700℃之间,氧化所需表观氧化活化能在90.2-132.6kJ·mol-1之间。随着负荷的增加,颗粒起燃温度更高,更难氧化,氧化所需的表观氧化活化能增加,氧化活性降低。相同负荷下,柴油颗粒的氧化所需的表观氧化活化能最高,氧化活性最低。三种生物柴油中,地沟油甲酯颗粒氧化所需的表观氧化活化能最小,最易氧化;棕榈油甲酯颗粒氧化所需表观氧化活化能最高,最难氧化。