柴油机喷嘴内部的燃油流动状态直接影响它的初次破碎和喷雾特性,进而影响燃烧及排放性能。为了认识不同喷油和针阀开启条件下,喷油初期喷嘴内空化发展、燃油内部流动及对近场喷雾的影响规律,基于欧拉-拉格朗日算法,建立了喷孔内部燃油流动和孔外近场喷雾的三维耦合计算模型,并模拟研究了喷油压力、燃油温度及针阀开启速度对喷孔内流动及近场喷雾的影响。结果表明:在针阀开启过程中,喷孔内的燃油空化发展经历了单相流、空化发展及超空化三个阶段,且空化发展中会伴随云空化的产生。喷油压力越大,空化初生时间越早,发展速度越快。进入超空化阶段后,空化气泡的溃灭引起近喷孔处喷雾主液柱的破碎,并逐渐向近场喷雾下游发展,形成更多细小的液滴。空化使得喷雾径向运动趋势增加,喷雾锥角增大。空化区中产生的高涡值、小尺度涡增强了近场喷雾的扰动,使得液芯变细,液芯外侧的喷雾破碎增强。在单相流与空化发展阶段,喷孔出口处的燃油流速、质量流量和流量系数随针阀升程的增大而增大。达到超空化瞬时,燃油流速骤升,质量流量与流量系数骤降,此后均趋于稳定。相同燃油温度下,低碳单组分燃料与高碳单组分燃料相比:燃油饱和蒸汽压增大,空化初生时间提前;粘度降低,喷孔出口燃油流速提高;燃油表面张力与粘度降低,喷雾表面不稳定波增长,喷雾破碎效果增强。对于同一种燃油,随着燃油温度的增大,空化初生时间提前,空化发展速度增大,相同喷油时刻下的喷孔出口燃油流速与质量流量增大。提高燃油温度,近场喷雾锥角与近场喷雾贯穿距增大,喷雾破碎增强,但当燃油温度接近其临界温度时,破碎液滴蒸发的速度加快,喷雾锥角减小。在相同的喷油压力与环境压力下,针阀开启速度越快,针阀密封端面处的空化现象越剧烈,同时喷孔出口处的倒吸量加大,导致喷孔内空化初生的滞后时间越长。针阀开启速度越快,压力室内的压力升高率越大,孔内的空化发展速度加快,使得进入超空化阶段的时间提前。针阀开启速度越快,空化对近场喷雾的破碎作用越强,喷雾破碎强度增加,雾化质量越好。