单液滴撞壁研究是喷雾撞壁研究的基础,对单液滴撞壁的运动特性及其与壁面的相互作用的相关研究能够引申和完善喷雾撞壁的理论。结合当前内燃机燃烧最新研究进展,以发动机中燃油液滴撞击活塞顶面及缸套壁面机油膜现象为切入点,针对燃油液滴与固体干壁面、燃油附壁液膜,高低不同黏度液膜撞击行为开展基础科学研究工作。本文搭建背光法单液滴测试系统、激光诱导荧光法单液滴测试系统,采用高速摄像仪对单液滴撞壁这一动态过程进行多角度拍摄,获取不同撞击条件下不同时刻的燃油液滴撞壁运动形态和参数,并分析撞壁结果及其与各影响因素的关系。本文相关结论如下:燃油液滴在宽高范围We数下撞击固体干壁面后在壁面形成附壁油膜,附壁油膜铺展直径随初始速度和初始直径增大而增大,而在相同We数时,附壁油膜最大铺展因子基本不随初始速度和初始直径变化而改变。附壁油膜改变壁面干湿状态,是促使后续液滴撞壁发生冠状液膜及飞溅现象的重要原因。燃油附壁油膜越薄,燃油液滴撞壁飞溅越剧烈,燃油雾化效果越好。燃油液滴在宽高范围We数下撞击高低不同黏度壁面液膜会形成碗状液膜,无飞溅现象。液滴撞壁后随碗状液膜一起落入壁面液膜,稀释液膜。碗状液膜形态受壁面液膜厚度影响较大,受壁面液膜黏度影响较小。较大的We数和较小的壁面液膜厚度有利于形成较大的碗状液膜碗顶直径。随着撞壁持续进行,壁面液膜稀释程度增大,黏度下降,撞壁形态逐渐从碗状液膜向冠状液膜过渡,飞溅程度随着稀释程度增大而变剧烈。液滴黏度高低差异对液滴撞击低黏度液膜现象影响不大,但对撞击高黏度液膜影响很大。低黏度液滴撞击高黏度液膜易在液膜上铺展形成圆形液环,不易发生飞溅现象。液滴撞击液膜一旦发生飞溅现象,飞溅液滴中成分则同时来自与壁面液膜和液滴。飞溅液滴中成分比例主要与壁面液膜厚度相关,与其黏度相关不大。壁面液膜厚度增大,则飞溅液滴中壁面液膜成分占比增大。