缸内直喷汽油机因为在动力性及燃油经济性方面的优势和潜力，是汽油机的重要发展方向。然而由于燃油直接在缸内喷射，在气缸壁和活塞顶处易发生燃油撞壁现象，进而导致颗粒物和HC排放的增加。欧Ⅵ排放法规将对汽油机的颗粒物排放提出严格的限制要求，所以研究气流和喷雾的相互作用、探究喷雾撞壁规律具有理论意义及工程价值。本课题在气道试验台上搭建了喷雾过程可视化观测系统，包括喷油器驱动系统、高压供油系统和可视化拍摄系统，研究直喷汽油机多孔喷油器在不同进气气流下的喷雾过程和喷雾撞壁情况，并使用MATLAB编程语言开发了专用程序处理图像。基于上述气道试验台可视化系统，开展了喷油压力、喷油脉宽、气门升程、气道压差等关键直喷汽油机燃烧控制参数对喷雾形态发展和喷雾撞壁情况影响的实验研究，结果表明：1）随着喷油压力增加，喷雾形态受气流的影响减小，喷雾贯穿距增加，更容易发生撞壁；2）相同环境条件下喷油脉宽对喷雾的形态发展及是否发生撞壁情况没有显著影响；3）进气气流对喷雾形态有偏移、挤压和扩散的作用。气门升程固定时，这种作用随着进气道压差的增大而增大；进气道压差固定时，这种作用随着气门升程增大呈现先增大后减小趋势；4）进气气流影响喷雾撞壁的区域分布，相同气门升程时，随着进气道压差增大，气缸壁上的撞壁区域下移，撞壁现象逐渐削弱，在进气道压差足够大时撞壁现象消失；相同气道压差时，中等气门升程时撞壁区域略有偏下；5）结合喷雾形态变化及活塞位移情况可以预测活塞顶的喷雾撞壁情况，推迟喷油时刻SOI可以避免活塞顶的喷雾撞壁。相同条件时，喷油压力越低、转速越高，喷油时刻的临界值越小。对进气气流下的喷雾过程的数值模拟计算结果表明：沿着气缸壁运动的具有形成滚流趋势的进气气流将可能撞壁的油束偏转，增加其空间运动区域，加剧了燃油液滴破碎，减少了撞壁燃油量；燃油喷射促进了气缸中心处的气流运动，提高了湍动能，促进了混合气的形成。