随着柴油机保有量的持续增加，其排放微粒对环境和人类健康的危害日益严重，因此，研究柴油机微粒的生成机理及控制技术具有重大的现实意义。为研究现代柴油机微粒的生成规律，以便今后有的放矢的采取技术措施降低颗粒物的排放，作者利用前期开发的现代柴油机全气缸取样系统，开展了柴油机燃烧过程中缸内微粒生成历程及其形态特性的研究。本文的具体研究内容如下：1．优化前期开发的全气缸取样系统，并通过试验摸索出最优的发动机台架试验方案，确立了合理的取样方法并完成了取样过程标定。2．采用过滤称重法和电子低压冲击仪(ELPI)检测法，研究了柴油机燃烧过程中微粒的生成历程，即在燃烧过程中微粒质量浓度和粒数浓度随曲轴转角的变化规律，并使用索氏萃取法对微粒中吸附的可溶性有机物和碳烟微粒进行分离。研究结果表明，在燃烧过程中，碳烟微粒质量浓度随发动机曲轴转角(℃A)呈单峰状分布，其峰值出现在上止点后13～15℃A，且峰值随喷油压力和负荷的增高而增大；微粒粒数浓度随曲轴转角也呈单峰状分布，峰值出现在14～18℃A ATDC之间；且不同取样时刻粒数浓度随粒径近似正态分布变化，粒数浓度最大值大约出现在100nm～200nm之间。3．用场发射透射电镜对燃烧过程中的微粒样品进行形貌和基本粒子微观结构的观察分析，并运用Image-Pro Plus和ImageJ图像处理软件研究了基本粒子粒径和凝聚态微粒的分形维数。研究结果表明，燃烧过程中形成的微粒是由数十个、数百个准球状基本碳粒子构成，主要呈簇状、球状、链状、枝状及环状等不规则的形状，具有分形结构特性；基本碳粒子分外壳和内核两部分，外壳为稳定的多层石墨结构，内核为不稳定的非晶态结构；基本碳粒子的粒径分布呈高斯分布规律，在燃烧开始，基本碳粒子大多数为15～20nm，随着燃烧过程的进行粒子增长，峰值出现在20～30nm之间，随后粒子开始被氧化；基本粒子平均粒径随曲轴转角的变化呈单峰状变化，峰值出现在12～15℃A ATDC，平均粒径介于19.7～29.7nm之间；微粒的分维数介于1.2～1.74之间，且在扩散燃烧初期有降低的趋势。