世界范围内的能源危机以及日趋严格的排放法规对柴油机的动力性、经济性、排放性提出了越来越高的要求,而燃油的喷雾特性及其雾化效果是直接影响柴油机工作性能的重要因素之一。研究表明,燃油的雾化受空化现象、湍流脉动以及空气动力学等众多因素的影响,目前研究人员对空气动力学因素认识较为清晰,但对空化现象等因素的认识则有待深入。高压共轨系统有效的提高了柴油机的喷雾特性,但随着压力的不断升高,喷孔内的流动愈发的复杂,尤其是气液两相流动对喷雾的雾化质量有着重要的影响。对喷油嘴喷孔内部流动状态以及耦合喷嘴内流的喷雾特性的研究对于工程实践有着重要的意义。本文首先从试验研究和数值模拟两方面回顾了国内外喷嘴内部流动特性的研究现状,对喷嘴内部流动与喷雾耦合研究的国内外现状进行了分析总结。建立了准确的喷嘴内部流动数学模型,基于AVLFIRE仿真平台,在两相流框架下使用线性空穴模型对单孔喷油器喷嘴进行了数值模拟,根据针阀运动规律曲线生成动网格。通过试验测量了不同压力下1.6ms喷油脉宽的喷油规律曲线,计算得到流量系数,与仿真结果进行对比,验证喷嘴内流模型的正确性。基于上述模型分析了喷孔长径比、过渡圆角半径以及喷射压力和背压对喷嘴内部燃油压力分布、速度分布、气相体积分数分布、湍动能分布的影响。建立起耦合喷嘴内部流动特性参数的喷雾模型,分析喷嘴内流特性对燃油喷射雾化的影响。将喷孔出口截面特性参数作为喷雾模拟边界条件,结合KH-RT喷雾二次破碎模型,在定容室内进行喷雾数值模拟。通过高速摄影仪拍摄了 1.6ms喷油脉宽下的喷雾图像,将图片进行二值化处理,并提取出喷雾贯穿距离随喷射时间的变化曲线。对比试验与仿真的喷雾贯穿距离曲线以及喷雾形态,验证耦合喷嘴内部流动特性参数的喷雾模型的正确性。基于验证后的喷雾模型深入分析了喷孔结构参数、入口边界条件对喷雾宏观以及微观特性参数的影响。