随着我国机动车保有量的持续增长,对化石能源的需求不断扩大,进而产生了一系列严重的环境污染问题。为有效应对环境污染问题,近年来我国出台了一系列排放法规以降低机动车的污染排放。随着排放法规的不断加严,车用燃油品质也持续得到改善,其中单环芳香烃（即苯系物）是车用燃油的主要组分。与烷烃、环烷烃等其他组分相比,苯系物更易产生碳烟颗粒及多环芳烃（PAH）,对大气环境和人体健康造成不良影响。因此对具有复杂支链结构的苯系物开展热解和氧化实验以及反应动力学模拟研究,有助于获得汽、柴油主要组分燃烧形成碳烟颗粒的机理,进而为发动机污染物排放控制措施的实施提供科学依据。本文首先搭建了流动反应器试验平台,选取了苯、甲苯、乙基苯、丙基苯、对二甲苯和均三甲苯6种分子结构有显著差异的苯系物,利用电迁移颗粒粒径谱分析（SMPS）系统研究了3个不同反应温度下（1173K,1373K,1573K）苯系物支链长度和取代基数量对热解碳烟颗粒粒径分布的影响规律;进一步利用CHEMKIN-PRO软件中Plug-flow reactor一维层流流动反应器模型模拟了不同分子结构苯系物热解和氧化过程气体和碳烟前驱物的生成。发现支链长度和取代基数量增加均能提高燃料低温反应活性。低温（1173K）条件下,相同的燃料进样量下,热解形成的碳烟颗粒数浓度按照正丙基苯>乙基苯>甲苯>苯的顺序依次降低;而对于丙基苯和乙基苯两者的同分异构体——对二甲苯和均三甲苯,其颗粒数量浓度均高于乙基苯和正丙基苯。裂解的温度较高时,苯系物支链结构对颗粒物生成的影响相对较小。通过化学反应动力学模拟,计算了上述6种苯系物裂解过程关键产物的形成,获得了不同反应温度条件下CH4、C2H2、C2H4、C3H6、苯环、甲苯、苄基、乙基苯、苯乙烯、茚、1-甲基茚、萘、联苯、菲、芘等15种产物的浓度分布。发现随着反应温度的升高,热解形成大分子PAH生成量显著增加。由于不含支链结构,苯环难以发生开环反应,低温反应活性低,生成大分子PAH的峰值温度相较其他苯系物燃料有所滞后,这与上述粒径分布试验结果相一致。通过化学反应动力学模拟,计算了不同当量比条件下上述6种苯系物氧化过程污染的形成。发现增大当量比时甲苯、乙基苯、丙基苯和对二甲苯的反应产物浓度有一定程度降低,而均三甲苯则有大幅度的上升。当量比=5时,低温条件下容易形成甲烷、乙烯和丙烯等C1～C3小分子组分,而A2、A3、P2和A4等大分子PAH的形成受到抑制。随着进气氧浓度的升高,反应产物浓度持续降低。氧化反应条件下蒽、菲等大分子PAH的浓度峰值一定程度向低温方向移动,且受苯系物支链结构的影响减弱。