掺水乳化柴油因其具有降低Soot和NOx排放,并同时提高燃烧热效率的潜力,而受到了研究者们的广泛关注,其中掺水乳化柴油中特有的微爆现象,被认为是该燃料节能减排的重要原因之一。深入研究内燃机实际工况下掺水乳化柴油的节能减排机理及其蒸发喷雾过程中的微爆现象,具有较大的实际意义。本文利用电加热式定容燃烧弹台架,结合背光法学诊断技术和高功率频闪LED光源,以纯柴油W0和含水质量分别为10%,20%和30%的掺水乳化柴油W10,W20和W30为研究对象,重点研究了含水量对试验燃料蒸发喷雾特性的影响规律。研究结果表明,柴油中水的加入可有效促进燃料的雾化和蒸发过程,随着含水量的增大,试验燃料的蒸发喷雾锥角和体积均增大,水的蒸发和微爆对喷雾整体扩展能力的促进作用增强。随着喷射压力升高,掺水乳化柴油的喷雾贯穿距增大,稳态喷雾锥角几乎不随喷射压力的改变而发生变化,随着含水量的增大,燃料喷雾的径向扩展能力受喷射压力的影响更为明显。随着环境密度的增大,掺水乳化柴油的轴向贯穿距减小,燃料中水对喷雾横向扩展的促进作用增强,使得燃料喷雾在发展后期的整体扩展能力更强,燃油与空气的混合更为均匀,且随着燃料含水量的增大,环境密度对其蒸发喷雾过程的影响越明显。随后本文以纯柴油W0和含水质量分数为20%,离散水滴直径大小分别为5.08μm和6.91μm的掺水乳化柴油W20和W20-2为研究对象,重点研究了掺水乳化柴油中离散水滴直径大小对燃料蒸发喷雾过程的影响规律。结果表明,增大离散水滴直径有利于促进掺水乳化柴油的蒸发喷雾贯穿距和喷雾体积。随着喷射压力的增大,离散水滴直径对乳化燃料喷雾喷雾特性的影响逐渐减小,燃料的喷雾特性趋于一致。随着环境密度的增大,不同离散水滴直径掺水燃料喷雾特性间的差距增大,在高环境密度工况下大水滴直径燃料W20-2的蒸发喷雾贯穿距和喷雾体积明显大于小水滴直径燃料W20,W20-2燃料的蒸发喷雾锥角明显小于于W20的喷雾锥角。