当前全球面临着能源匮乏与环境污染等一系列社会问题,全球倡导节能、环保与可持续发展成为主要的发展战略。而柴油发动机作为主要的石化燃油消耗与污染物排放物的来源之一,提高发动机热效率与降低排放成为主流研究方向。其中,发动机工作过程中的燃油喷雾、燃烧过程对热效率与排放有着重要的影响。近年来的研究表明,采用高压、多次喷射策略与改变燃油物性结合新型燃烧模式(HCCI、PCCI、RCCI与LTC)能够较好的解决以上两大问题。同时,定容燃烧弹能够模拟发动机缸内的高温高压环境,从而,借助定容燃烧弹与可视化光学手段来研究掺混燃油多段喷射策略之间的相互影响对真实发动机的喷射策略选择与活塞碗的设计有着重要的指导意义。本文将低十六烷值、强挥发性、低运动粘度的汽油掺混与柴油中,结合两段喷射策略与光学手段,在定容燃烧弹内研究喷射压力、环境温度、预喷占比、预主间隔时间对两种燃油(柴油与G20)喷雾与燃烧特性的影响。基于定容燃烧弹与超高速数码相机搭建了LED-Mie散射喷雾试验台,研究不同参数对单段与两段喷射主喷的影响。结果表明,环境温度为300K时,两种燃油单段喷雾贯穿距基本一致,G20的单段喷雾锥角略大于柴油。环境温度为850K时,两种燃油单段喷雾贯穿距初始呈现基本一致,随着喷雾达到稳定状态时,发现喷射压力对喷雾贯穿距的影响较小。同时,发现两段喷射主喷贯穿距起始阶段与单段喷雾贯穿距基本一致,但随这喷雾发展200μs左右时,两段喷射主喷喷雾贯穿距略小于单段喷雾贯穿距。而预喷占比与预主间隔时间对两段喷射主喷喷雾贯穿距与喷雾锥角的影响较小。基于定容燃烧弹与超高速数码相机搭建了激光-Mie散射与火焰自发光燃烧试验台,研究不同参数对单段与两段喷射主喷的影响。结果表明,两种燃油单段喷射初始着火方式略有不同,且两段喷射主喷在预喷占比为10%的着火机理与20%、30%不同。同时,发现随着喷射压力的增大,两种燃料的单段喷雾着火延迟期缩短、燃烧持续期减小、火焰浮起长度增大、液相长度增大。相比于单段喷射燃烧特性,两段射的主喷的初始着火位置距喷嘴更近、着火延迟期大大缩短、燃烧持续期有所增大、火焰浮起长度大幅度减小、液相长度减小。同时随着预喷量的增大,着火延迟期有所浮动、燃烧持续期增大、火焰浮起长度略有增大、液相长度有所减小。在相同工况下,G20的单段喷射着火延迟期与火焰浮起长度大于柴油,而燃烧持续期与液相长度小于柴油,G20的两段喷射主喷着火延迟期、燃烧持续期、火焰浮起长度、液相长度均小于柴油。本文的研究揭示了改变燃油物性对喷雾、烧特性的影响,研究了两种燃油两次喷射策略中预喷对主喷喷雾、燃烧特性的影响,并取得了一些有意义的结论。在光学测试方法实现多种数据同时测量中有一定的创新性,对后续燃油物性与喷射策略的选择上的研究有一定的指导意义。