近几年，汽车数量的大幅增加，因汽车尾气燃烧不充分引发的PM2.5等大气污染问题越来越严重。针对这种现象，本文运用超声雾化技术与振动破碎雾化技术，研究设计了一种能够实现二次雾化的超声雾化喷嘴。其具有结构紧凑、简单，雾化质量好、均匀性好及工作可靠等优点。利用超声雾化技术进一步实现燃油的充分雾化，实现改善环境，节约能源目的，这具有不可估量的价值与意义。　　本文依据超声振动系统结构，基于声波在弹性介质中的一维传播理论，通过理论计算与有限元分析法，采用超声雾化与振动破碎机理，对实现二级雾化超声喷嘴的结构进行了设计研究。最后，通过雾化试验研究对所设计超声喷嘴进行了实用性及可行性验证。　　超声雾化喷嘴结构主要由超声换能器与超声变幅杆两部分组成。根据超声喷嘴的预设计频率，基于声波在固体中的传播理论，首先确定了超声换能器与超声变幅杆结构的基本尺寸；然后通过有限元对超声喷嘴模型作了模态分析，结果表明，其理论振动频率为34941Hz，与预设计频率35kHz基本一致。其次，利用控制变量法，研究了超声喷嘴的附加结构法兰对其频率的影响，并对进液压力、沿程变化等因素对雾化粒径的影响作了分析研究，结果显示，超声喷嘴振动频率随着法兰厚度的增加，其频率有减小的趋势；随着法兰位置向前端移动，超声喷嘴振动频率也随之减小。通过分析结果对比显示，法兰厚度与位置对振动频率的变化影响很小，可忽略不计；进液压强对雾化质量具有重要影响，进液压强在2000Pa以下时，雾化质量较佳，随着进液压强增大，雾滴粒径逐渐增大，当进液压强增大到2500Pa时，喷嘴处已有部分工作介质以滴状喷出；随着沿程位置不同，雾滴粒径也有所变化，喷出的雾滴粒径变化曲线分为水平、陡升与缓升三个阶段。在此基础上，对所设计超声喷嘴的理论雾化粒径进行了计算，并进行了雾化试验研究，结果显示，实际雾化液滴的平均粒径27.62μm，与理论雾化粒径21.63μm基本一致。　　本文设计的二级雾化超声喷嘴的汽油平均雾化粒径27.62μm，与传统汽油喷油嘴的雾化粒径(约50μm)相比，雾滴粒径的缩小近2倍，体积缩小了近4倍，这明显改善了汽油的雾化质量，能够实现改善环境质量，节约能源的目的。进而为今后设计出适合工业上应用的超声雾化喷油器提供了价值参考。