随着环境问题和能源危机日益突出,内燃机作为大气污染物的主要来源和石油资源的主要消耗者,其排放问题和工作性能越来越得到世界各国相关机构的关注。与此同时,随着中国等发展中国家的崛起,人类对大型工程机械的需求不断提高。中国拥有世界上面积最大的高原地区,而高原地区作为内燃机驱动的工程机械最常工作的地区之一,其特殊的环境条件给内燃机的正常工作提出了更高的要求。近年来,常有内燃机在高原地区运行时出现排放恶化、动力性下降、启动困难等问题,其中一部分原因便是高原环境对发动机缸内油气混合造成了影响。因此,为了进一步探究高原环境下内燃机工作性能恶化的原因,本研究进行了高海拔条件下不同燃油的喷雾特性实验。本研究基于自行搭建的喷雾可视化实验台,采用直接摄影法和阴影法,进行了四种燃油在不同工况下的喷雾实验。通过MATLAB程序对喷雾气相和液相图像进行处理,得到其贯穿距离、锥角以及投影面积的具体数值,探究了燃油品质、环境条件(环境压力和环境温度)以及燃油喷射条件(喷油压力和喷油脉宽)对燃油喷雾特性的影响规律。实验结果表明:在非蒸发态下,燃油品质对喷雾特性的影响主要取决燃油本身的理化性质,若燃油品质差异不大,则喷雾特性差异不大。在蒸发态下,即使较小的燃油品质差异也会对喷雾特性造成明显的影响,本研究中1、2号燃油达到稳态时的液相贯穿距离比3、4号燃油长10mm左右;在非蒸发态下,提高环境压力,喷雾贯穿距离和面积均减小,喷雾锥角增大。在蒸发态下,提高环境压力,喷雾气、液相贯穿距离和面积均减小,喷雾气、液相锥角变化不大,在较小范围内提高环境压力对气相贯穿距离的影响比液相更明显;提高环境温度可以促进燃油液滴的蒸发雾化,使喷雾液相贯穿距离及面积提前达到稳态。在环境温度较低的情况下,喷雾液相贯穿距离过长,容易造成“湿壁”现象;在非蒸发态下,提高喷油压力,喷雾贯穿距离和面积均增大。在蒸发态下,提高喷油压力,喷雾气相贯穿距离和面积均增大,而达到稳态后的液相贯穿距离和面积无明显变化。提高喷油压力可以大幅改善燃料的雾化效果,增强油气混合;在非蒸发态和蒸发态下,其它条件不变时,改变喷油脉宽只会影响燃油喷雾的持续时间,而对其喷雾特性无明显影响。