逐年攀升的石油对外依存度对我国的能源安全造成了巨大威胁,尾气对环境的污染和对人们身体健康的危害日趋严重。对当前GDI汽油机而言,将燃料以超临界流体的形式喷射到气缸中混合燃烧有潜力突破压缩比带来的热效率极限,降低微粒排放,实现高效清洁燃烧。本文根据GDI喷油器超/跨临界燃油喷射的国内外研究现状,在不同环境条件下对GDI喷油器超/跨临界喷雾特性进行了定容弹尺度下的实验研究。搭建超临界喷雾平台,实现高温以及超临界喷雾的喷射;利用高速纹影法的方法研究了多孔喷油器和单孔喷油器汽油及异辛烷的跨/超临界喷雾特性。基于GDI发动机进气阶段喷油的常用工况点温度压力,研究了高温汽油燃料喷入常温负压环境下的射流特性。结果表明:多孔喷油器汽油燃料喷雾宏观形态低亚临界多孔喷雾的形态得到保持较好;亚临界态出现了明显的塌缩汇聚现象;超临界状态出现类似气体湍流扩散的现象。单孔射流低亚临界有较清晰的边界;亚临界射流出口开始出现较明显的膨胀,喷雾整个形态呈现羽流状结构;超临界状态射流形态呈现云团状结构。通过对不同阈值条件下贯穿距离的分析,也可以看出随着温度的升高,油气混合气的密度梯度减小,混合更均匀。基于GDI发动机常用工况点缸内温度压力,研究了高温汽油、异辛烷燃料喷入高温低压环境下的射流特性。结果表明:汽油射流发生明显的塌缩汇聚现象,而异辛烷射流不会。在亚临界阶段,燃油分子的热运动及射流内部湍流,射流与高温环境进行热交换、动量交换等相互作用,将有助于射流投影面积的增加;而在超临界阶段,以燃油分子热运动为主导的扩散作用将使得射流投影面积规律性变化。预测未来GDI发动机突破压缩比带来的限制后可能出现的工况点缸内温度压力,研究了高温汽油燃料喷入超临界环境中的喷雾特性。结果表明:同一喷射时刻,单孔喷油器的喷雾贯穿距离先增加,后平稳下降,但在超临界态一直攀升。随着喷射温度的升高,多孔喷油器的喷雾贯穿距离先平稳上升,后急速下降到低于初始值。