柴油机缸内燃油的雾化质量对其燃烧排放特性有着至关重要的影响,尤其是缸内燃油的初次破碎雾化质量,所以对柴油机喷雾特性尤其是近场喷雾特性进行研究意义重大。但由于近场喷雾受到喷射压力、喷嘴结构以及燃油物性等众多因素的影响,且近喷孔区喷雾有着散射严重、不透光性的特点,再加上测试技术的局限性,使得对近场喷雾的研究困难重重,突破性成果较少。本文利用两种不同的试验测试系统对柴油机近场喷雾特性展开研究,其一,模拟真实发动机工况,采用超高速拍摄系统对不同孔径、喷射压力和背压对近场喷雾锥角变化特性和喷油器启喷特性及燃油初次雾化质量的影响进行了研究;其二,采用纳秒闪光拍摄系统,利用其闪光时间纳秒级的特点,对柴油生物柴油混合燃料的近场喷雾特性进行了研究,分析了掺混比和喷射压力对其的影响,并对近场喷雾射流液核的表面波特性进行了研究。采用超高速拍摄系统对不同孔径、喷射压力和背压对近场喷雾特性的影响进行了研究,结果表明,在喷雾的整个发展过程中,近场喷雾锥角的变化曲线呈现出了“始峰”、锥角稳定波动段和“末峰”的三段式发展规律;启喷阶段,随着喷射压力和喷孔直径增大,“始峰”峰值越大,但喷油器启喷性能却随喷射压力增大而变好,与孔径的关系则相反,而背压对启喷阶段近场喷雾特性及喷油器启喷性能影响较小;结束阶段,随着孔径、喷射压力和背压增大,“末峰”峰值越大,出现更晚,喷油持续时间更长;稳定阶段,随背压增大近场喷雾锥角逐渐增大,随孔径增大则呈减小趋势。采用纳秒闪光拍摄系统研究了柴油/生物柴油混合燃料的近场喷雾特性,结果表明,随掺混比增大,近场喷雾形态更为细长,初次雾化质量较差,0~55μs内,近场喷雾贯穿距逐渐增大,并呈三段式发展,近场喷雾锥角和喷雾面积与掺混比则呈负相关,55μs至喷油稳定阶段,各掺混比近场喷雾形态和稳定后喷雾锥角差别明显;低喷射压力时,近场喷雾呈细条状,随喷射压力增大,喷雾形态开始呈现出“伞状”,启喷阶段前期,近场喷雾贯穿距、近场喷雾锥角和喷雾面积随喷射压力升高而逐渐增大,喷油稳定后,各喷射压力近场喷雾形态和近场喷雾锥角也有着明显差别;近场喷雾表面波波长主要在13μm-100μm范围内变化,并呈现出先变大后减小的循环变化趋势,表面波振幅随距喷孔距离的增大而增加,主要集中在4μm-52μm范围内,波长和振幅之间并不存在简单的函数关系,同时,提高喷射压力对表面波初生有促进作用,初始表面波形成会更靠近喷孔。本文对柴油机近场喷雾特性的研究,取得了一定的成果,特别是在测试方法和结果分析方面有一定创新性,对后续更为深入的研究近场喷雾特性具有借鉴价值。