随着人们对环境保护意识的增强以及国家针对机动车排放相关法律法规的完善,直喷式柴油机较高的颗粒物排放成为限制柴油机发展的重要因素,这也成为许多学者重点研究的课题。最近的研究表明,直喷式柴油机喷雾燃烧时的空气卷吸率对碳烟的形成具有重要影响。而直喷柴油机的火焰浮起长度(Flame Lift-Off Length)以及喷雾锥角等能够通过影响油气混合进而影响到空气卷吸率。本文设计改进了定容燃烧弹系统实验设备以适应对燃油喷雾燃烧特性参数的测量。通过改进后的燃烧弹系统对柴油火焰浮起长度进行测量。并利用温度、压力等传感器测量实时温度、压力等变化值。在此基础上研究了定容燃烧弹内的环境温度、环境密度、环境压力以及喷油压力等参数对火焰浮起长度的影响。对比国内外研究成果,从而估算了空气卷吸率随这些参数的变化规律,进而分析了燃烧参数对碳烟(soot)生成的影响。实验结果发现,在稳态条件下,也就是在体积无变化的燃烧弹内,初始环境的温度、压力以及密度的增加会减小火焰浮起长度,从而降低空气卷吸率,其中火焰浮起长度对实验条件下的环境温度敏感度要大于环境压力,火焰浮起长度相对于环境温度和密度的变化为非线性的;火焰浮起长度随喷射压力的增加而增加。在定性分析了火焰浮起长度的变化趋势的基础上进行了定量分析,利用1stOpt软件的曲线拟合和参数优化功能得到了在稳态条件下柴油喷雾燃烧火焰浮起长度的经验公式。从而得出燃烧室温度、压力以及喷油压力等参数对柴油在喷雾燃烧中的空气卷吸率以及碳烟生成的影响。进而利用煤油作为对比燃油进行了同样的实验分析,得出了其火焰浮起长度大小以及变化趋势并绘制了两种燃油对比分析图。在两者的对比分析图中,将两种燃油浮起长度相同时呈现的曲线称之为等高线现象。通过等高线位置的移动得出两者变化趋势的不同。根据两者烃族组分的不同进行了分析,解释了其合理性并预测了不同含碳原子量的燃油浮起长度变化趋势。本文对火焰浮起长度的研究有助于未来在柴油机研发中,通过改善燃烧室参数改变浮起长度以及空气卷吸率,从而尽可能控制碳烟的生成,进一步降低排放。