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近年来,经济和技术的发展使得汽车行业得到迅猛的提升,但资源短缺和环境污染的问题也日益突出,节约资源和保护环境等主题也逐渐成为柴油机发展过程中最主要的要求。而提高喷油压力作为改善柴油雾化性能和燃烧性能的重要举措,也逐渐被应用到柴油机新技术当中。且根据国际主流零部件商的产品发展趋势来看,喷油压力超过300MPa的喷油系统即将出现。国内外学者们也逐渐将研究方向集中到超高压燃油雾化上来,迄今为止,国内外主流观点认为喷油压力超过300MPa,即为超高压状态。虽然已有部分学者开展了超高压燃油喷雾的雾化特性研究,但研究并未完全深入,且喷油压力基本都未超过400MPa。因此探究超高压柴油喷雾的雾化特性和空气卷吸特性具有非常重要的意义。首先,本文针对计算过程中所设计到的网格进行了独立性分析,对湍流模型和雾化模型的适应性进行了研究。具体的研究内容包括:(1)基于300MPa喷油压力下的柴油喷雾贯穿距离实验结果,对比分析了网格划分方法和最小网格尺寸对贯穿距离计算结果的影响,最终确定了最佳的网格划分方法和2mmx1.5mm的最小网格尺寸。(2)分别将三种湍流模型和雾化模型下的贯穿距离计算值与实验值进行比较,确定了最佳的RNGK-￡湍流模型和KH-RT雾化模型。(3)对KH-RT雾化模型中的两个模型常数进行校准,对比了贯穿距离和喷雾场中SMD的计算结果,最终确定最佳的模型参数Bi为9,CRT为1.5。然后,从宏观特性参数、微观特性参数、气相流场状态、物质组分分布和空气卷吸质量等方面出发,对不同环境和喷油压力条件下的柴油雾化过程进行研究。具体内容包括:(1)基于实验条件对300～700MPa喷油压力下柴油喷雾的雾化特性和空气卷吸特性进行预测。(2)探究了环境为常温和喷油压力为300MPa时背压(3.5～5.5MPa)对柴油喷雾的雾化特性和空气卷吸特性的影响。(3)在环境温度为常温,环境压力为4.5MPa时,对300～700MPa喷油压力下柴油喷雾的雾化特性和空气卷吸特性进行分析。(4)当环境压力为4.5MPa,喷油压力为300MPa时,研究了背温(800～1200K)对柴油喷雾的雾化特性和蒸发特性的影响。(5)在环境压力为4.5MPa,环境温度为1000k时,分析了喷油压力(300～700MPa)对柴油喷雾的雾化特性和蒸发特性的影响。发现所有环境条件下,喷油压力的提升都会使得喷雾贯穿距离、液滴总数逐渐增加,但增长幅度逐渐变缓。柴油液滴的SMD和平均直径都会随着喷油压力的提高而减小,减小幅度同样会逐渐减小。最后,通过对超高压柴油喷雾中气相流场温度和压力分布、火焰温度、升温速率、火焰长度、柴油和氧气消耗量、反应速率、反应放热量、C02、Soot和NO排放等方面进行分析,研究了喷油压力(300～700MPa)对柴油喷雾的燃烧特性的影响,发现流场参数、火焰特性相关参数和反应速率等都会随喷油压力提高而增加,但增长幅度逐渐变缓。图122幅,表3个,参考文献111篇。