目前日趋严峻的能源形势、大气污染和气候变化导致内燃机为了适应当前形势必须进行优化转型。甲醇以其来源广、制备工艺成熟在我国具有较为广泛的应用前景,但随着国际海事公约法规变得日趋严苛,甲醇/柴油双燃料柴油机的排放已不能满足要求,而掺水甲醇因可以进一步降低氮氧化物的排放从而进入人们的视野。本文开展了柴油引燃直喷掺水甲醇可视化燃烧实验研究,以自然发光和阴影两种方法对燃料喷雾、混合及火焰的发展过程进行记录,并以此为依据探究不同控制参数条件下燃烧火焰的各个特性。研究发现,总体上初始着火依靠柴油燃烧,随后柴油火焰在自身发展的同时引燃掺水甲醇区域中的甲醇,甲醇燃烧后也加速着碳烟的氧化。本文改变了掺水率、柴油能量比、柴油/掺水甲醇喷射间隔以及环境温度四种控制参数对火焰形态进行了分析,并利用图像处理程序对火焰的燃烧特性参数进行了处理并用作定性对比研究。结果表明,随着掺水率的增加,滞燃期延长,燃烧持续期缩短,火焰熄灭时刻较早从而火焰举升高度降低,火焰空间积分亮度以及火焰面积都有不同程度的缩短,说明水的降温作用对于碳烟生成抑制作用较为明显;随着柴油引燃能量百分比的增加,由于喷射量的增加导致柴油雾化效果减弱从而滞燃期延长,燃烧历程总体滞后从而火焰向下发展距离较远,火焰举升高度增加,但空间积分亮度以及火焰面积有所提高;由于先喷掺水甲醇后喷柴油,柴油与掺水甲醇提前混合导致滞燃期延长,从而火焰举升高度增加,另外,无水模式下空间积分亮度在不同喷射间隔下差别相对较小,而掺水甲醇的火焰空间积分亮度都呈现出先增大后减小的趋势,在0.7 ms和0.9 ms两种间隔下相比与0.5 ms中间对比组下降较为明显,火焰面积与空间积分亮度呈相同趋势;不同温度下各种掺水模式下的燃烧火焰差别较为明显,温度对于柴油和掺水甲醇在物理雾化过程和化学过程的影响程度较大,图片显示900 K温度下的火焰形态饱满且明亮而800 K着火效果较差,火焰比较暗且面积较小,随着环境温度的升高滞燃期缩短而燃烧持续期延长,火焰发展较远从而火焰举升高度增加,空间积分亮度以及火焰面积上升幅度非常明显。