分析喷雾机械及其喷头技术存在问题,并结合撞击流理论特点及撞击式喷头研究状况,提出将撞击流理论应用于植保喷头技术开发领域,设计一种基于射流和撞击流耦合作用的对冲喷头（或对冲扇形喷头）,以改善扇形喷头在喷雾作业时存在的雾滴谱较宽、粒径均匀性较差等不足,为智能化精准喷雾机械装备研制提供技术支持。论文在分析射流破碎雾化和撞击流破碎雾化机理的基础上,提出对冲喷头的雾化机理,雾化过程的分裂区经历三次雾化,即扰动雾化、撞击雾化和振荡雾化,能够改善雾滴粒径均匀性;在分析撞击流喷雾装置结构的基础上,提出基于射流和撞击流耦合作用的对冲喷头总体方案。基于对冲喷头的工作原理与方案分析,结合产品语义学提出产品语义模型并进行产品机会分析,完成对冲喷头的概念设计并申请了国家发明专利——自激对冲雾喷头（201610858510.1）;针对当前扇形喷头存在的雾滴谱较宽和粒径均匀性较差的不足,结合实验设备装配要求,设计了对冲喷头,推导出了决定雾滴粒径分布状况的喷头终端喷孔出水口的数学模型。分析喷头制造工艺特点,确定了喷头样件的试制工艺、材料和具体尺寸参数,采用快速成型制造技术制造出喷头终端喷孔出水口形状相同、出水口孔径1mm和切槽角30°的扇形喷头和对冲喷头样件。建立内外流场数学模型,运用FLUENT软件对对冲喷头的内外部流动特性进行分析,发现总压最大值发生在距喷孔入水口约0.3mm处,此时流速和流量达到最大值;湍动能和湍流强度沿喷孔轴线最大值发生在距喷孔入水口约0.1mm处,在靠近撞击面内侧的喷孔出水口附近受到的湍动能和湍流强度最大。射流撞击后雾滴在垂直向下（z轴）的速度分量在同一水平高度相近（如0.5MPa压力下距喷头体底面位置23mm的水平测试面上,雾滴的速度分量在70.33-73.70m/s）,并沿z轴正方向减小;雾滴在水平方向（x轴）的速度分量呈现中间小两侧大,中心轴线附近速度较小且呈无规律方向运动;雾滴在前后方向（y轴）的速度分量很小。由于雾滴速度在z轴正方向的速度分量相近和射流撞击会使雾滴群粒径均化,分析可知在喷雾场内同一水平高度上会生成粒径均匀的雾滴;雾滴速度在x轴方向的速度分量对喷头的喷幅有影响。建立雾化性能测试系统试验台,以研究对冲喷头的雾化性能。运用雾化性能测试系统测量喷头的雾滴粒径及雾滴分布状况,研究发现对冲喷头具有雾滴谱较窄和粒径均匀性较好（喷施压力在0.3-0.8MPa,距喷头出水口100 mm位置,扇形喷头和对冲喷头的分布跨度分别在1.73-1.90和1.07-1.17,且从测得的雾滴分布图发现对冲喷头的雾滴分布较集中,表明雾滴粒径的均匀性好、雾滴谱窄）;调压范围宽和抗飘性较好（喷施压力从0.6到0.8MPa,扇形喷头雾滴体积中径在各测试点变化范围在13μm以内,而对冲喷头的雾滴体积中径都超过33μm,对冲喷头雾滴粒径较大并具有一定速度意味着雾滴具有较好抗飘性能和穿透能力）;喷雾扇形面内雾滴粒径呈现中间较大且均匀两侧偏小（如喷施压力0.4MPa时距喷头出水口300mm位置的水平测试面上,喷雾扇形面内中间区域液滴直径在265-268μm,而靠近两侧边缘处的液滴直径在250-252μm）的特点,研究结果与数值模拟和理论分析结果相符合。对冲喷头较好的解决了常用扇形喷头存在雾滴谱较宽、粒径均匀性较差的不足,为开发智能化精准喷雾机械装备提供了可行的技术支持和服务。在评价喷雾场雾滴粒径均匀性方面,采用一个新的无量纲指标——RNI指标（径向不均匀指数）来定量分析喷雾场雾滴分布均匀性问题。发现RNI指标能总体上反映喷雾场雾滴粒径的非均匀性,喷施压力在0.6-0.7MPa时,对冲喷头喷雾场具有相对良好的雾滴均匀分布特性。由于常用扇形喷头喷雾扇形面内不同位置处的雾滴粒径是不相同的,呈现接近于U形分布的中间雾滴粒径小而两侧雾滴粒径偏大的情况,这就造成喷杆式喷雾机相邻两喷头扇形边缘叠合区的雾滴比未叠合区的扇面中心区域的雾滴大很多,各喷头喷雾扇形面叠合后的雾滴粒径分布不均匀,导致同一高度水平方向上各点处的雾滴在靶标上的沉积行为和防治效果存在差异,对冲喷头喷雾扇形面内雾滴粒径呈现中间较大且均匀两侧偏小的特点有助于改善喷杆式喷雾机雾滴粒径分布的不均匀性。基于射流和撞击流耦合作用的对冲喷头对改善雾滴粒径均匀性、精准施药技术和提高喷雾机械的工作效率都有一定研究意义。