随着当今社会的发展,汽车工业技术取得了长足的进步,为满足未来柴油机燃烧排放法规的要求,共轨喷射系统逐渐成为了主流。作为燃油喷射系统的重要组成部分,喷油嘴对柴油机的燃烧及喷雾优化起着重要作用。当燃油流经喷嘴喷孔入口时,将受其几何形状影响,静压迅速下降,产生空化现象。空化所产生的空泡在较高压力区迅速溃灭,并在溃灭点附近的局部流体中产生激波和微射流,使得附近固体表面承受很高的局部瞬变表面应力。经由大量空泡溃灭产生的压力重复作用,喷嘴喷孔内表面的材料会逐渐分离和脱落,进而产生喷嘴处的穴蚀磨损,长此以往也会造成喷嘴的直接失效。因此针对喷嘴内部的空化流动及穴蚀风险分析具有重要意义。本文针对柴油喷油嘴喷孔内部空化现象及穴蚀情况展开研究,首先依据前人对空泡溃灭对壁面影响的研究理论,利用Matlab软件拟合了不同近壁面距离下空化泡对壁面作用的射流速度及压力,结合传统经验公式,推导了考虑距喷孔内壁面不同距离的多层空泡冲击经验公式、三维圆柱及圆锥喷孔内气泡到喷孔壁面距离的数学表达式,整合出一套修正经验公式。以此为基础,建立了一套适用于喷嘴喷孔内部空泡空化流动到喷孔内壁面穴蚀风险的前后关联。基于修正经验公式,建立了柴油喷嘴喷孔内部流体的空化流动及穴蚀风险瞬态特性分析模型及后续的喷嘴喷孔穴蚀寿命模型。引入较为成熟的Rrs穴蚀风险预测模型结果及穴蚀疲劳试验结果对本文提出的新模型进行了验证。经检验,本文所建新模型具有可靠性。其次,根据本文所研究喷嘴的基本参数,采用Fluent软件的网格自适应算法及动网格技术模拟喷嘴针阀运动下油膜变化的过程,采用该软件中的UDF模块对修正经验公式进行编译,建立了喷嘴喷孔内空化流动与喷孔壁面穴蚀风险相联系的预测模型（即空化流动及穴蚀风险瞬态特性分析模型）。通过控制喷孔的直径、长度、喷孔锥度及最大针阀升程以实现不同的工况,分别计算各工况下喷孔内的空化流动分布、气泡溃灭冲击区域分布、气泡溃灭微射流速度、气泡溃灭微射流冲击水锤压力和气泡溃灭后冲击波引起的脉冲压力,以研究不同工况下喷孔内流体的空化流动和穴蚀风险瞬态特性。结果表明:冲击波引起的脉冲压力明显高于微射流冲击产生的压力,且两者均为同一数量级,分析时都不应忽略。随着喷孔锥度增加（即喷孔进口直径与出口直径差值增大）,空化区域被显著抑制,壁面所受冲击区域与微射流冲击产生的压力冲击显著下降。随着直径增加,喷孔内部空化流动被明显抑制,壁面所受冲击区域下降,微射流冲击产生的压力冲击略微上升。随着喷孔长度的增加,空化区域被抑制,壁面所受冲击区域与微射流冲击产生的压力冲击有所下降。随着最大针阀升程增加,喷孔内部空化流动区域受到抑制,壁面所受冲击区域有所下降,微射流冲击产生的压力冲击几乎没有变化。最后,结合喷嘴头部壳体,利用Anasys软件中的Transient structural模块与Ncode模块搭建了简单的喷嘴喷孔穴蚀寿命模型,采用上述空化流动及穴蚀风险瞬态特性模型所得的冲击压力进行加载。喷孔壁面进行载荷加载时分别采用仅考虑微射流导致的压力与同时考虑微射流、气泡溃灭冲击波引起的压力两种方式,对比了两种加载方式对喷嘴喷孔穴蚀寿命的影响。同时,也对比了两种不同分析方式（仅考虑气泡距壁面无量纲距离为常数与考虑多层距离下气泡对壁面冲击作用）对喷嘴喷孔的穴蚀寿命的影响。通过计算结果的对比得出了更适合于喷孔壁面穴蚀寿命的分析方式。后续对不同工况下喷嘴喷孔内壁面寿命进行了简单评估,探究了不同工况对喷孔内壁面寿命的影响。结果表明:忽略气泡溃灭后冲击波引起的压力作用,将会高估喷嘴喷孔的穴蚀寿命。若忽略距离喷孔壁面δ≠1时气泡对壁面的冲击作用,将对喷嘴头部穴蚀寿命结果产生影响。在分析喷嘴头部穴蚀寿命时,若仅考虑距壁面δ=1时气泡对壁面的冲击作用,将会使预估的穴蚀寿命偏大。喷嘴喷孔锥度与喷孔长度的改变对喷孔穴蚀寿命影响较大,随着喷孔锥度增加,显著提升了喷孔穴蚀寿命,寿命分别提升了21.76%及72.41%。随着喷嘴喷孔长度的增加,喷孔穴蚀寿命有较大的提升,寿命分别提升了7.54%及19.03%。相较与喷嘴喷孔锥度与喷孔长度的改变,喷嘴最大针阀升程与喷孔直径的改变对喷孔穴蚀寿命影响较小。