相对于传统气道喷射汽油机,直喷汽油机在燃油经济性、动力性及冷启动等多个方面具有明显的优势,是汽油机发展的必然趋势。然而,直喷汽油机普遍存在的燃油湿壁问题会导致机油稀释,燃油经济性下降以及尾气排放增加。通过喷雾、燃烧室及缸内流场三者合理匹配与优化可以大大减少燃油湿壁。CFD计算以其成本和时间优势在燃烧系统优化匹配方面取得了广泛应用。但是,由于缺乏全面准确模型标定数据,现有的大部分CFD计算研究可靠性得不到保证。为弥补现有研究的不足,本文通过瞬态白光、LIF、PIV和PDI等先进的激光诊断技术对某多孔直喷喷油器的喷雾角、贯穿距、速度场和粒子直径等喷雾特性进行了全面的实验研究,利用商业CFD软件AVL FIRE建立了喷雾模型,并利用实验数据对建立的模型进行了标定和验证,最后将标定好的喷雾模型放在增压直喷发动机三维动网格中对喷雾和混合气形成过程进行了仿真计算。通过本文的研究,可以得到如下结论:1)利用喷雾角、贯穿距、速度场、截面质量分布及粒径分布等激光测试结果对喷雾模型进行标定,可以得到准确可靠的喷雾计算模型;2)本文所研究的直喷发动机在低速全负荷工况存在严重的喷雾碰壁,碰壁位置主要位于进气侧气缸壁和活塞顶面;3)推迟喷油时刻可以减小喷雾碰壁量,但会导致混合气均匀性下降;4)两段喷射可以有效减小喷雾碰壁现象,但第二段喷射越晚,压缩上止点缸内混合气浓度分布均匀性越差;5)通过喷油器安装位置和喷孔布置优化可以一定程度地减小喷雾碰壁,并改善混合气浓度分布。