随着人们对清洁、高效动力源的要求逐步升高,柴油机的热效率、排放性能必须要进一步提高。燃油雾化是影响燃油燃烧与发动机排放的关键因素,以往的研究者在考虑燃油孔内流动对雾化的影响时主要考虑空化现象,而忽略了燃油初次破碎时残余气泡对喷雾的影响。目前已经发现燃油多次喷射有利于提升柴油机的燃烧与排放性能,使柴油机非稳定喷油阶段变得更加重要。为了探究喷油间隔对倒吸气泡与燃油初次破碎的影响,本文采用实验与模拟相结合的方法,对多次喷射中喷油嘴内燃油流动状态与孔外燃油雾化进行了研究。实验使用亚克力透明材料制作了锥型压力室单直孔透明喷油嘴,搭建了燃油喷射可视化实验平台并进行多次试验,拍摄了多次喷油过程中不同喷油间隔角时孔内燃油流动与近场喷雾形态。根据试验结果分析发现,多次喷油过程中前后两次喷油燃油雾化形态差异较大,第一次喷油时共出现了4种喷雾形态,而第二次喷油只有3种,且前后两次喷油喷雾形态各不相同。喷油间隔角对第二次喷油的喷雾形态有显著影响,喷油间隔角越小,液膜状喷雾出现频率越高;间隔角越大,细长液丝状喷雾出现频率越高。此外,前后两次喷油时,相同喷油时刻下第一次喷油过程中喷雾锥角更大,第二次喷油燃油贯穿距离更长,且喷油间隔角越小,该现象越明显。在数值模拟方面,采用欧拉框架下的流体体积（VOF）/k-ε燃油空化物理模型,对多次喷油过程中喷油嘴内燃油流动形态进行了仿真,并与试验所拍摄图片相对比,验证了数值计算准确性。通过数值计算分析,燃油多次喷射过程中,第二次喷油之前喷油嘴内气泡并未达到稳定状态,随着燃油喷射间隔的增加,压力室内气泡面容比先快速增加然后逐渐减小,表明气泡仍处于不断地运动与聚合过程中。不同喷油间隔角下,第二次喷油之前喷油嘴内倒吸气泡总量无明显差别,但气泡分布位置不同,喷油间隔角越小,压力室中倒吸气泡越多。针阀抬起过程中有短暂外界空气回流现象,使喷油嘴内倒吸气泡总量进一步增大。喷油过程中喷油嘴内倒吸气泡分多次喷出喷孔,且会对燃油流动造成剧烈扰动,使湍动能出现多次峰值。喷油间隔角越大,倒吸气泡完全喷出喷油嘴越晚。最后,使用可压缩VOF/LES耦合模型对多次喷射过程中第二次喷油时孔外燃油初次破碎与近场喷雾进行数值计算,并使用自适应网格细化技术优化仿真结果。结果表明,压力室内倒吸气泡喷出喷孔时对燃油雾化有积极作用,初始气泡面容比较大时,燃油喷雾面容比有较强波动性,随初始气泡面容比增大燃油喷雾质量趋于稳定。倒吸气泡的分布方式均对燃油初次破碎与近场雾化有重要影响。燃油液膜状喷雾主要由压力室内堆叠的多个倒吸气泡造成,而当气泡均位于同一高度（针阀至喷孔方向）时将产生液丝状喷雾。