柴油机喷孔内空化现象显著影响燃油雾化质量,以往对喷嘴内空化现象的研究较多停留在稳态和准稳态过程上,本文参照目前广泛应用的VCO型喷嘴,根据流体力学相似原理,设计大尺度透明喷嘴非稳态实验系统,采用高速摄影技术,全面研究了无量纲数、喷嘴射流参数和结构参数对喷嘴内非稳态空化过程的影响。结果表明,非稳态空化过程与稳态空化过程有较大不同,无量纲数、喷嘴的射流参数、结构参数对非稳态空化有较大影响。空化效应会随无量纲空化数和雷诺数增大而增大,但雷诺数对空化效应的影响不及空化数显著。射流参数方面,非稳态过程中针阀运动会引起喷嘴内部压力波动,空化效应会随着压力波动发生变化,但在时间上空化波动滞后于压力波动,压力波动中的高频振荡对空化效应有促进作用;喷嘴入口压力升高、出口压力下降,非稳态空化效应会增强;针阀运动速度对喷嘴内压力波动影响显著,针阀运动速度越高,喷嘴内压力波动越剧烈,非稳态过程中空化波动也越显著。结构参数方面,长径比一定时,喷孔直径越小,喷孔内越容易产生空化,达到超空化状态的喷射压力越低,针阀运动过程中空化区域变动越大;喷孔数量增多,会使燃油流经喷油器的压力下降严重,并且由于针阀偏心,在针阀运动过程中,不同喷孔内的空化变化不同步。实验中特定结构的喷嘴在一定压力条件下,喷孔内会发生空化发光现象,荧光呈蓝色,荧光强度和区域与空化现象基本对应,并且空化发光只在高于某一压力时才会发生,并随着压力升高稳定出现。研究喷油器内的空化现象对完善柴油机雾化理论有重要的意义,大尺度喷嘴内的非稳态空化现象研究,能够得到非稳态条件下空化效应的变化规律及影响因素,对喷嘴内空化效应的研究工作有一定的现实意义。