柴油机喷嘴内部空穴流动对喷雾雾化过程有着重要的影响，而喷雾的雾化效果及喷雾特性直接决定着柴油机的燃烧特性，进而影响柴油机的燃油经济性、动力性及排放性。所以，对喷嘴内部空穴流动的研究越来越引起广泛关注，使其自身当前已成为一个独立的研究领域，但对于空穴现象的初始阶段——空穴初生系统性的研究则相对较少。本文在国内外研究的基础上，采用带背压腔的喷嘴内流可视化试验结合CFD数值模拟的方法开展了不同喷油压力下不同喷嘴几何结构对喷嘴内流空穴初生的影响研究。对试验中观察到的喷嘴内空穴初生和消失过程中的迟滞现象进行了深入系统的探讨。　　本文主要内容和创新点如下:　　(1)搭建了带背压腔的喷嘴内流可视化试验台，首次系统性地试验分析了喷油压力、喷孔长径比、针阀升程和喷孔倾斜角对喷嘴内空穴初生的临界空穴数、临界喷油压力、临界流量和临界流量系数的影响，同时也为进一步深入研究空穴初生现象提供了丰富的第一手试验数据。　　(2)建立了喷嘴内部空穴流动的三维数值计算模型，利用本试验台所测得的试验数据验证了计算模型的准确性。首次系统分析并得出了喷嘴喷孔K系数、喷孔入口圆角半径、喷嘴比例放大倍数对喷嘴内部空穴初生临界空穴数、临界喷油压力、临界流量和临界流量系数的影响。　　(3)试验和数值模拟结合建立起了喷嘴内空穴初生临界空穴数与喷油压力、喷孔长径比、针阀升程、喷孔倾斜角、喷孔K系数、喷孔倒圆角半径和喷嘴比例放大倍数之间的函数关系式。　　(4)试验中观察到了喷嘴内部空穴流动中存在的迟滞现象。首次研究了喷孔长径比、针阀升程、喷孔倾斜角及燃油温度对初生空穴数、迟滞数、迟滞压差的影响，为充分利用空穴对喷雾雾化的促进作用和减少空穴对喷嘴的穴蚀损毁提供了试验依据。　　(5)试验观察到了喷嘴内部空穴初生和空穴消失过程存在的滞后现象。首次研究了喷孔长径比、针阀升程、喷孔倾斜角、压力室结构及喷嘴放大倍数对喷嘴内部流动中滞后数、滞后流量和滞后流量系数的影响，为提高喷油量的稳定性提供了试验依据。