针对开展燃油喷雾特性实验研究的实际需求,研究并建立了一套高压定容喷雾模拟实验系统。该实验系统具备模拟压燃式内燃机活塞运行到压缩上止点附近时气缸内部环境的能力,能够按照指定喷油压力、喷油脉宽、喷油时刻进行燃油单次喷射实验。构建高速摄影系统以照片的形式记录单次喷射所产生油束的发展过程,实现了实验过程可视化。所设计的喷雾实验定容弹装置用于为燃油喷雾特性实验提供背景压力和背景温度条件,该装置具有良好的承压、承温及密封性能。将博世公司电控高压共轨喷油系统改造成为高压定容喷雾模拟实验系统的燃油供给子系统,使其可以在实验室条件下稳定运行。实验系统使用高速摄影机作为可视化设备获取燃油喷雾发展过程图像,对其工作条件与环境进行分析,进而建立了一套适应燃油喷雾特性实验需求的高速摄影系统。自主研发实验系统控制单元以及实验系统监控软件,实现实验数据的实时采集、存储、状态监视,精确控制实验系统中各设备的触发时序,根据人为设定实验条件改变燃油喷射过程。控制单元分为硬件电路设计与控制程序程序开发两部分,开发过程中解决了主控芯片多任务处理,燃油喷射与测试仪器的时序控制、轨压控制算法、喷油器电磁阀和高压油泵燃油计量阀的驱动方式及驱动方法等重要问题。监控软件的开发运用了虚拟仪器技术,在保证性能的基础上极大地简化了开发流程,具备较高的实时性和友好的人机交互界面。基于数字图像处理技术开发出针对燃油喷雾油束发展过程高速摄影照片的专用后处理程序。该程序可以准确提取图片所携带的喷雾宏观特性参数——喷雾贯穿距离和喷雾锥角,具备批处理能力与报表生成功能,可以对成序列的燃油喷雾发展过程图像进行自动处理并输出特征参数检测结果。在研发的最后阶段进行了控制系统标定、整合调试等工作。经过试运行及功能验证性实验,证明该高压定容喷雾模拟实验系统性能良好、运行稳定,具有功能丰富、操作简单、可扩展能力强的特点,完全能够适应燃油喷雾特性实验研究需要。