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听说柴油喷嘴 2000 bar 这样的压力，为什么要那么高？汽油车肯定低很多吧？
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好问题。柴油需要"自着火"，所以要把燃料直接射进燃烧室的高温高压环境，在短短 1～2 毫秒内变成细雾并与空气混合。为了实现 Bernoulli 公式 v = Cd·√(2ΔP/ρ) 中的 400～500 m/s 喷射速度，需要 1500～2500 bar 的压力。GDI 是在压缩上止点附近才点火，时间比较充裕，100～350 bar 就够了。进气口喷射有整个吸气过程的混合时间，3～10 bar 完全足够。默认条件下看"喷射速度"，应该能看到 462 m/s 左右。
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SMD 就是"Sauter 平均粒径"，这和普通平均粒径有什么区别吗？
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简单说，SMD 是"体积除以表面积加权的平均直径"，处理蒸发和燃烧时最自然。因为蒸发速度正比于表面积，要燃烧的燃油量正比于体积。SMD 越小比表面积越大，气化和空气混合就越快。柴油目标值 5～20 μm，GDI 是 15～30 μm。Nukiyama-Tanasawa 相关式 SMD ∝ d·We^(-0.32) 告诉你，减小喷嘴孔径或升高喷射压力（提高 Weber 数）就能降低 SMD。
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锥角怎么设计？越宽越好，这样能和更多空气混合吧？
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这是设计的两难之处。Reitz-Bracco 公式 tan(θ/2) = √(ρ_g/ρ_l)·4π·A/(3√3) 说的是，环境密度 ρ_g（燃烧室内气体密度）越大锥角越宽。柴油高压缩下（ρ_g ≈ 15～30 kg/m³）锥角 10～20°，GDI 的涡流条件下可以到 30～80°。锥角宽有利于空气利用率，但太宽燃料容易撞到活塞和燃烧室壁，导致未燃 HC 和 PM 增加。柴油的目标是"锥角收在活塞凹坑里"，GDI 是"喷雾到达点火塞附近"，最优角度取决于应用场景。
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喷雾到达距离（贯穿度）也出来了。这个越长越好吗？
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长短都不行。Hiroyasu-Arai 公式 S ∝ (ΔP/ρ_g)^0.25·√(d·t)，压力和时间越大贯穿越长，环境密度越大越短。太短喷雾会在喷嘴周围滞留，空气利用率差。太长容易打到活塞产生壁面附着，PM 增多。柴油一般目标是缸径的一半强，80 mm 缸径的话就是 5～8 cm。默认条件能看到贯穿距离 8.2 cm，升高压力它会伸长，升高环境密度它会缩短，看得出这些规律。
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最后再问一个。多段喷射（Pre-Pilot-Main-After）是干什么的？
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共轨的好处就是一个工作循环能分次喷射 5～9 次。Pilot 喷射提前给燃烧室预热，缩短着火延迟，这样能降低柴油的敲缸噪音和 NOx。Main 是主要燃烧，After 延长燃烧时间重新点燃 PM，Post 是给 DPF 再生补充燃料。这个工具只评估单次喷射，但实际应用中要和 EGR、SCR、DPF 联合配合才能过 Euro 7 或 CARB ULEV 等法规。
柴油与 GDI 喷射压力为什么相差这么大？
柴油为实现自着火，需要将燃料直接射入燃烧室的高温高压环境（30～70 bar），并在短短 1～2 毫秒内完成微粒化与空气混合。共轨 1500～2500 bar 的高压正是为此而设，通过 Bernoulli 公式 v = Cd·√(2ΔP/ρ) 获得 400～600 m/s 的喷射速度，提高 Weber 数，粉碎液柱。GDI（汽油直喷）混合气在压缩上止点附近点火，不需要像柴油那样瞬间微粒化，因此 100～350 bar 已足够。进气口喷射由于燃料在吸气管内有充足混合时间，只需 3～10 bar。
Sauter 平均粒径 SMD 越小越好吗？
基本上是的。SMD（体积/表面积加权平均粒径）支配燃油液滴的蒸发与燃烧速度，SMD 越小比表面积越大，蒸发、空气混合、燃烧完成越快。柴油目标值 5～20 μm，GDI 为 15～30 μm。但过小也有问题：液滴在撞壁前可能完全蒸发导致混合气过稀，喷雾贯穿不足使燃烧室难以被充分利用。根据 Nukiyama-Tanasawa 相关 SMD ∝ d·We^(-0.32)，SMD 由喷嘴孔径与喷射压力（Weber 数）决定。
喷雾锥角如何确定？越大越好吗？
Reitz-Bracco 模型 tan(θ/2) = √(ρ_g/ρ_l)·4π·A/(3√3) 表明，环境密度 ρ_g（燃烧室内气体密度）越大锥角越宽。柴油高压缩环境下（ρ_g ≈ 15～30 kg/m³）锥角 10～20°，GDI 涡流条件下可达 30～80°。锥角宽有利于提高空气利用率，但过宽会增加燃料撞壁附着，导致 HC、PM 排放恶化。柴油设计目标是"锥角在活塞凹坑内"，GDI 则是"喷雾到达点火塞附近"，最优值因应用场景而异。
多段喷射（Pre-Pilot-Main-After）的作用是什么？
共轨系统一个工作循环内可分次喷射 5～9 次，各有其用途。Pre/Pilot 喷射预热燃烧室缩短着火延迟，可降低柴油爆燃（敲缸音）与 NOx。Main 为主燃烧，After 延长燃烧期重新燃烧 PM，Post 为 DPF 再生补充燃料。本工具仅评估单次喷射，但实际应用中需将这些喷射与 EGR、SCR、DPF 综合配合才能满足 Euro 7、CARB ULEV 等规范。
共轨柴油乘用车·商用车： 1500～2500 bar、7～10 孔、压电喷嘴进行 Pre-Pilot-Main-After 多段喷射是现代标准配置。本工具所示 SMD 5～10 μm、锥角 6～10°、贯穿距离 5～10 cm 都与活塞凹坑直径和燃烧室容积相配，通过 EGR、SCR、DPF 与喷射参数配合，满足 Euro 7 或国交省后新长期规制对 CO₂、NOx、PM 的要求。
GDI（汽油直喷）发动机： 100～350 bar、6～8 孔、多孔式或侧进式喷嘴。低负荷时分层燃烧获得燃效，高负荷时切换均质燃烧，因此锥角 30～80°、SMD 15～25 μm 需随负荷调节。微粒化不足会导致粒子数（PN）增加，触发欧洲 Euro 6d-Temp 之后 6×10¹¹ #/km 的 PN 法规，往往需配汽油微粒滤清器（GPF）。
船舶用 2 冲大型柴油·发电机： 缸径 500～900 mm、喷射压 800～1500 bar、喷嘴孔径 400～700 μm 的重质燃油发动机，属于本工具参数范围的上限。SMD 会到 30～60 μm 较粗，但燃烧室本身巨大，贯穿距离可达 30 cm 以上，用长的燃烧期完成完全燃烧。IMO Tier III 规制下还需配 SCR、EGR 来满足 NOx 要求。
CFD（KIVA、CONVERGE、OpenFOAM）的 Lagrangian 喷雾模型： 实际 CFD 采用离散粒子追踪（DPM）用 Reitz 的 WAVE/KH-RT 模型分裂液滴，将 SMD、锥角、贯穿与撞壁、蒸发、乱流分散模型耦合求解。本工具的 0 维相关式可用于 CFD 边界条件设置或结果的合理性检查（有无数量级偏差）。
最大的陷阱是「直接用 Bernoulli 速度当实际喷射速度」 。本工具用 v = Cd·√(2ΔP/ρ) 且 Cd=0.7，但实际流量系数随喷嘴形状（VCO、SAC、k-factor）、针阀升程过程、空化发生而变化，范围 0.6～0.85。喷射终期（EOI）针阀升程小时 Cd 下降导致喷雾角乱、SMD 恶化，这叫"喷射终期粗粒化"。早期设计 0 维估算用 Cd=0.7 足够，但后续分析必须用含空化、湍流气液耦合的 CFD。
其次，「绝对化 Nukiyama-Tanasawa 相关的数值常数」 。SMD = 4.12·d·We^(-0.32)·Re^(-0.07)·(ρ_g/ρ_l)^(-0.18) 中的 4.12 是轴对称喷雾实验拟合值，实际柴油/GDI 喷嘴通常有 ±50% 的离散。另外生物柴油（FAME）粘度、表面张力较大，液柱断裂延迟导致 SMD 进一步增大。实际开发务必用 PDPA（相位多普勒）或 Mie 散射测实际粒径分布，用实测数据而非相关式标定。
最后，「锥角越宽燃烧越好的过度简化」 。Reitz-Bracco 预测的是液柱核心的初始锥角，真实喷雾外缘（蒸汽相锥角）会因气体卷吸增大 1.5～2 倍。GDI 锥角过宽容易液滴撞点火塞造成失火或塞渍，柴油锥角过宽活塞顶部壁面附着导致烟度增加。锥角设计绝不能孤立评估，必须与缸径、凹坑尺寸、涡流强度结合优化。