与传统的进气道喷射汽油机相比,缸内直喷汽油发动机由于具有经济性好、动力性强、变工况响应快等优点,因此得到了越来越广泛的应用。然而缸内直喷汽油机中,燃油喷雾会撞击发动机内壁和活塞顶部,造成湿壁现象,且随着小型强化的发展,这一现象更加明显。带来的危害是颗粒物排放增加、稀释机油、增加摩擦、发生早燃、导致超级爆震。本课题结合国内外研究现状,开展了对缸内直喷汽油发动机喷油器喷雾撞壁形成的附壁油膜的定量研究,为完善现有喷雾撞壁模型提供更多试验数据的支持。运用激光诱导荧光法对GDI发动机中喷雾撞壁形成的附壁油膜进行了定量研究,结果表明:常温壁面下,附壁油膜质量为4.07 mg,占单次喷油总质量的64.4%;随着壁面温度的升高,附壁油膜质量逐渐降低,同时试验发现,莱顿佛罗斯特效应抑制了油膜质量继续降低的趋势;与单液滴撞壁相比,喷雾撞壁过程中存在大量液滴之间的相互作用,导致其附壁液滴的存留时间减少;与油膜质量不同的是,壁面温度低于373 K时,附壁油膜面积随壁温的升高而增大。与单次喷射相比,在喷油总质量相同的前提下,两次喷射下喷雾撞壁形成的附壁油膜质量减小,且随着喷射间隔的增大而继续减小;同时发现,提高壁面温度后,两次喷射间隔对附壁油膜质量有较大影响。直喷汽油机喷油器喷雾形成附壁油膜的动态发展过程中,其质量的发展趋势为:喷雾撞壁前期增长较慢;喷雾撞壁中期增长较快;喷雾撞壁后期增长缓慢。而附壁油膜面积的发展趋势为:喷雾撞壁前期增长较快;随后以缓慢的速率增长。喷雾撞壁的近场微观特性试验表明,随着壁面温度的升高,喷雾撞壁开始出现破碎现象,且越来越剧烈,液滴尺寸变小;单液滴撞壁试验中由于未考虑液滴之间的相互作用,使得附壁液滴的存活时间长于喷雾撞壁附壁液滴的,是单液滴与喷雾撞壁的区别所在;随着壁面温度的升高,破碎现象可以在距喷雾轴线更远处发生;莱顿佛罗斯特效应抑制了撞壁液滴的破碎过程。