内燃机因其具有高效性和稳定性而在世界范围内得到了广泛的应用,但随着石油资源短缺和环境污染问题的日趋加剧,寻找高效清洁的可替代燃料成为当下解决问题的重要途径之一。正戊醇作为一种含氧生物质燃料,具有高十六烷值、低粘度、与柴油互溶性好等优点,受到了国内外学者的关注。而生物柴油基本不含硫和芳香烃、具备良好的低温启动性能并具有与柴油相近的理化性质,因此学者对其也做了大量研究。混合气的质量直接决定着缸内燃烧特性,而燃料的喷雾雾化过程是混合气形成的重要组成部分,因此有必要对柴油/生物柴油/正戊醇混合燃料的气液两相喷雾特性进行研究。本文基于自行搭建的光学可视化喷雾研究试验台,借助高速摄影机和纹影仪,采用高速直拍法和纹影仪技术对纯柴油(D100)、DB20(D100掺混体积比20%的生物柴油)以及DBP20(DB20掺混体积比20%的正戊醇)三种燃料在不同喷油压力(80、120、160MPa)、不同环境背压(3、4、5MPa)以及不同环境温度(573、623、673K)的条件下喷雾气液两相的发展过程进行拍摄,然后利用自行编写的matlab图像处理程序,对原始图像进行处理最终得到喷雾气液两相的特征参数。试验结果表明:纯柴油中添加生物柴油后,液相贯穿距、锥角和投影面积都增大,气相锥角、投影面积和边界气体卷吸量都减小,而在DB20中添加正戊醇后,其气相锥角和边界气体卷吸量都显著的增大。随着喷油压力的提高,三种燃料喷雾的气贯穿距、锥角、投影面积、边界气体卷吸量显著增大,D100和DB20的液相贯穿距液随之增大,而DBP20的液相贯穿距变化较小。此外,D100和DBP20的气相投影面积、边界气体卷吸量随喷油压力提升的增幅明显大于DB20。环境背压增大后,三种燃料的气相贯穿距、投影面积都减小,在低环境压力(3MPa,4MPa)条件下,DBP20的气相投影面积的降幅要大于D100和DB20。随着环境温度的提升,三种燃料的液相贯穿距、锥角、投影面积和边界气体卷吸量都显著减小,D100和DBP20的气相贯穿距、边界气体卷吸量都显著增大。此外,DBP20的液相贯穿距、锥角随温度升高的下降幅度明显大于D100和DB20,并且DBP20的气相边界气体卷吸量在低温环境(573K~623K)条件下随温度升高的增大速率大于D100和DB20。