在我国北方地区,由于冬季较为寒冷,汽车会遇到冷启动困难、发动机磨损严重、排放增多、乘坐热舒适性变差的问题。燃油加热器作为独立于发动机的辅助热源,在不启动汽车的情况下,就可以实现汽车发动机预热和乘员舱供暖,完美的解决了上述问题,燃油加热器因此得到了越来越广泛地应用,燃油加热器的研究也变得非常有必要。本文选用喷雾雾化式式燃油加热器作为研究对象,采用数值模拟与实验相结合的方式,分别对燃油加热器流场组织形式、雾化过程、燃烧过程进行研究。本文分为三部分进行撰写。首先对燃油加热器进气流场、燃烧室内气流组织形式进行研究。鉴于燃烧工况下,燃烧室内流场比较复杂,不利于流场的分析,本文选择对冷态下燃油加热器流场进行数值模拟。对燃油加热器按照1:1的比例进行建模,为减少无效计算量,对模型进行简化,并对流体流道进行提取。选用流体力学计算软件对有代表性截面的速度、压力、湍动能进行了分析。分析这些物理量对燃油雾化,燃烧火焰等的影响。通过分析发现横向进气道对于燃烧室内流场组织形式起到决定性作用。本文对横向进气道不同偏心距进行参数化处理,并进行模拟仿真,证明了横向进气道对于减少燃烧室内流动死区,并对抑制积碳生成起到重要作用。通过不同偏心距流场的对比,确定了横向进气道最佳的偏心距为12mm。其次,本文对喷雾式燃油加热器的雾化过程、燃烧过程和污染物生成机理进行理论分析,并对燃油加热器喷嘴结构进行了修正,改变以往单纯油管喷射形式,使喷油情况更符合实际情况。本文选用离散相模型(DPM)和非预混燃烧模型对燃油的雾化及燃烧进行数值模。通过云图和仿真数据对燃油加热器温度场、雾化性能、燃烧产物进行了分析。分析发现燃烧过程存在雾化不良、后燃严重、”燃烧死区”等问题,本文通过改变喷嘴位置、导流板结构来进行优化,数值模拟证明这两种方案能够有效的改善上述问题,并能显著提高燃油加热器的燃烧效率、并改善排放。最后,设计并搭建燃油加热器性能实验台架,以获得仿真过程的边界条件,同时实验结果与数值模拟结果进行对比,验证仿真计算的准确性。台架试验还对加热器进气温度进行了研究,通过分组实验得到了进气温度与加热器油耗量、燃烧效率、换热效率、污染物排放等的关系。