缸内直喷技术在提高汽油机燃油经济性和降低尾气排放等方面具有潜在的优势,其可利用均质混合气燃烧模式和分层稀燃模式覆盖整个汽油机工作区域。直喷汽油机喷雾撞壁特性研究是直喷汽油机设计的关键步骤之一,喷雾撞壁影响了缸内混合气形成、燃烧与排放优劣。一方面,喷雾撞壁有利于燃料液滴的二次破碎,改善燃料蒸发雾化效果;另一方面,喷雾撞壁容易产生附壁油膜,形成油膜部分的燃料难以参与燃烧从而增加了碳氢排放,同时油膜部分的燃料发生池火增加了微粒的生成量。因此本文将对GDI喷油器喷雾撞壁过程中产生的附壁油膜特性进行研究。设计并搭建定容测试系统。主要包括设计定容装置、喷油器控制及高速摄像机控制系统、高压供油系统、环境温度及壁面温度调节系统,通过dSPACE实现了对喷油器的精确控制以及高速摄像机的控制,并完成整个实验平台的搭建及调试,保证实验平台的稳定性。采用了漫反射法对油膜厚度进行了测量,其原理为入射光角度一定时,在粗糙金属表面会发生漫反射,而当金属表面存在油膜时,一部分入射光会发生镜面反射,通过检测漫反射光强度的变化可实现对油膜厚度的测量。油膜厚度与漫反射光强度变化的具体关系可以通过标定实验获得。标定实验过程选择了正十二烷作为标定液,利用微量进样器向金属板表面固定区域滴加标定液,同时使用高速摄像机记录图像,待标定液扩散完全,形成均匀薄膜后,结束记录。为了降低实验的误差,每一个标定液的体积重复做5次实验,取最终的平均值用来计算最终结果。利用MATLAB中Curve Fitting Tool工具箱得到了标定曲线函数。利用基于Python的Opencv软件编写了图像处理程序,通过读入图像、图像去背景、透视换换、油膜特性参数提取四个步骤提取了图像中油膜面积和油膜厚度信息,使用Canny算法提取了标定图像的边缘,计算出标定液的铺展面积。利用本文设计的定容测试系统进行了喷雾撞壁实验。主要研究了喷油量、喷油压力、撞壁距离、环境温度和壁面温度对壁面油膜特性的影响。从油膜的厚度及分布以及燃油附壁率进行分析,得出以下结论:(1)由喷油量对壁面油膜特性的影响实验可知,随着喷油量的增加,油膜厚度、油膜面积以及燃油附壁率逐渐增大。(2)由喷油压力对壁面油膜特性的影响实验可知,随着喷油压力的增加,油膜厚度、油膜面积以及燃油附壁率逐渐减小。(3)由撞壁距离对壁面油膜特性的影响实验可知,随着撞壁距离的增加,油膜厚度及燃油附壁率逐渐减小,油膜面积变化不明显。(4)由温度对壁面油膜特性的影响实验可知,随着环境温度和壁面温度的增加,油膜厚度、油膜面积以及燃油附壁率明显减小。与其他因素相比,温度对油膜特性的影响更加明显。