为了降低汽车污染物排放和提高燃油经济性,越来越多的汽车厂商开始选择缸内直喷技术。相比于传统气道喷射发动机,直喷汽油（gasoline direct injection,GDI）发动机可实现更低的燃油消耗、更高的功率输出、更快的响应速度。而直喷汽油发动机也存在其缺点:油气混合难度大、电控技术要求高等。直喷喷油器的喷油速率直接影响到气缸中燃油雾化蒸发、油气混合的速度以及燃烧排放。因此实现喷油速率的准确测量对设计优化缸内直喷燃烧系统具有重要意义。现有喷油速率测量方法多应用于柴油机喷油器的测量,适合于GDI喷油器的较为少见。为此,本文基于Zeuch容积法测量原理,开发适用于GDI喷油器的喷油速率测量系统。系统由燃油供给、喷油控制、测量主体、信号采集处理等部分组成,实现集成和软件化。该系统具有体积小、可拆通用性强、滤波效果好、燃油温度可控等优点,结果表明适合于不同型号GDI喷油器。在应用于GDI喷油器的喷油速率测量中,首先进行重复性试验验证系统的可靠性。结果发现:多次测量的喷油速率其相对平均值偏差低于4.2%,在针阀全开段低于3%,表明系统的可靠性;其次,关于系统的测量精度,通过试验和仿真方法,对容器含气量、刚度、体积三个因素对喷油速率测量精度的影响规律进行了研究,结果发现:1)含气量偏大会使喷油速率曲线较实际值偏小,波动大、衰减较快甚至失真;2)刚度越小的容器,体积易受压力影响而膨胀,导致实际的燃油压缩量减小,喷油速率曲线相对偏低;3)小容积容器测得的喷油速率在喷油初期上升较快,最大瞬时喷油速率值变大。但随着喷油量增加,喷油速率曲线会有较大波动。综上所述,本文分别提出预防以及修正手段以减少不同因素对系统的影响,提高系统的测量精度。最后,本文将喷油速率测量系统分别应用于传统低压GDI喷油器（20MPa）和新型高压GDI喷油器（35MPa）,分析了新型喷油器在短脉宽下的喷油稳定性以及不同条件（喷油压力、脉宽以及燃油温度）下的喷油速率变化规律,并与传统喷油器进行对比研究,结论如下:1)当喷油脉宽较小时,喷油稳定性较低,尤其当脉宽小于0.5ms,稳定性下降更加迅速;2)喷油压力越高喷油速率越大,针阀开闭过程喷油速率变化越快。高压喷射还会使喷油器内部流体不稳定,使喷油速率波动性变大;3)喷油脉宽主要影响喷油器的喷油稳定性和喷油持续期长短;4)燃油温度的提高会使喷油速率减小,同时高温也会使曲线出现较大波动;5)新型喷油器的针阀响应速度更快。此外当喷油量一样时,新型喷油器的喷油压力更高,这有利于加快燃油雾化蒸发、油气混合进程,提高发动机燃烧效率。