喷雾撞壁是高功率密度发动机中的普遍现象,涉及复杂的流动、相变及传热过程。本文以高壁面温度环境为切入点,系统研究了湿壁模式、壁面温度以及喷油压力等参数对高压柴油喷射撞壁发展特性及其油膜蒸发传热规律,研究结果可为高强化发动机燃烧系统优化设计提供理论依据。首先,基于定容燃烧弹试验台架,设计了可变距离、可控温度、可测热流的壁面装置,完成了高壁面温度下喷雾撞壁可视化试验;同时基于CONVERGE软件,建立适用于高壁温条件的喷雾撞壁过程仿真模型,完善了喷雾射流与模拟壁面之间的共轭传热模型,并利用试验测量数据对仿真模型进行标定。其次,研究湿壁模式对喷雾撞壁特性及壁面传热规律影响。试验及仿真结果表面表明:随着湿壁程度降低,喷雾在自由射流阶段与环境气体卷吸和换热更充分,撞壁时液滴平均粒径减小,撞壁速度下降;气相燃油比例增大;高壁面温度下附壁油膜厚度和面积减小,壁面热流密度减小,壁面热流到达峰值的时刻逐渐延后。再次,研究壁面温度喷雾撞壁特性及壁面传热规律影响,结果表明:在随着壁面温度升高,油膜蒸发率提高,气相燃油比例增大;附壁油膜厚度及质量减小;传热方向逐渐从冷却放热转变为蒸发吸热,高壁面温度下壁面热流由壁面向附壁油膜传递,壁面热流波动性增大,附壁油膜受热快速蒸发。最后,研究喷油压力对喷雾撞壁特性及壁面传热规律影响。结果表明:随着喷油压力升高,喷雾撞壁速度增大,液相喷雾质量减小,附壁油膜质量下降,壁面热流密度逐渐减小,高壁面温度下喷雾压力对壁面油膜质量影响较为显著。