孔式、轴针、电磁和压电式喷油器构造及作业原理图

　　摘要：喷油嘴是柴油发电机燃油供给系中实现燃油喷射的重要部件，其作用是根据柴油发电机混合气形成的特征，将燃油雾化成细微的油滴，并将其喷射到燃烧室特定的部位。按照喷油嘴线圈电阻大小，喷油器可分为低阻抗喷油嘴和高阻抗喷油嘴两种。低阻抗喷油器线欧姆，高阻抗喷油嘴线欧姆。低阻抗喷油器可选择电流驱动和电压驱动程序，高阻抗喷油嘴仅采用电压驱动，三种驱动程序，低阻抗喷油器电流驱动响应性好，低阻抗喷油嘴电压驱动响应性次之，高阻抗喷油器电压驱动响应性再次之。

　　      如图1所示，喷油器由针阀和针阀体构造。喷油嘴有长型和短型两种构造形式。前者将喷油嘴加长，针阀的导向部分远离燃烧室，以减少针阀受热及变形，从而防止针阀卡死在针阀体内。另外，因为细长杆有很好的弹性，在微小变形的情形下仍能保证针阀的密封性，所以长型喷油器多用于热负载偏高的柴油发电机上。

　　      承受高压油腔中油压的功用，使针阀出现向上的轴向推力，克服调压弹簧的预紧力及针阀与针阀体间的摩擦力，使喷油嘴实现喷油。

　　      与针阀体内的密封锥面配合，以实现喷油嘴内腔的密封。

　　      喷油器有一个或多个喷孔。有一个喷孔的称为单孔喷油器，有两个喷孔的称为双孔喷油器，有三个以上喷孔的称为多孔喷油嘴。通常喷孔数目为1～8个，喷孔直径为0.2～0.5mm。喷孔数和喷孔角度依据燃烧室形状、大小及空气涡流状况而定。喷孔直径不宜过小，否则既不易加工，又在操作中容易被积炭堵塞。

　　       调压弹簧的预紧力通过顶杆功用在针阀上，将针阀压紧在针阀体内的密封锥面上，使喷油嘴关闭。调压弹簧的预紧力由调压螺钉调整。

　　       来自喷油咀的高压柴油通较高压油管送到喷油嘴，经进油管接头、喷油嘴过滤器以及喷油嘴体和针阀体内的油道进入喷油嘴内的压力室。油压功用在针阀的承压锥面上，产生向上的推力。当此推力超过调压弹簧的预紧力时，针阀升起并将喷孔打开，高压柴油经喷孔喷入燃烧室。当喷油嘴停止供油时，喷油器压力室内的油压迅速下降，针阀在调压弹簧的功能下迅速落座，将喷孔关闭，终止喷油。孔式喷油器的作业机理如图2所示。

　　      轴针式喷油嘴适用于对喷雾要求不高的涡流室式燃烧室和预燃室式燃烧室-分隔式燃烧室。

　　      常有一个喷孔，直径较大，轴针上下运动，喷孔不易积炭，且能自除积炭。

　　      如图3左图所示，轴针较短，即节流升程较小，当轴针上升到其下端面完全离开针阀体上喷孔时，喷孔截面迅速增大，喷油速率迅速增大。由于喷油速率突然增大，易使柴油发电机工作粗暴。

　　      如图3右图所示，与普通型相比，节流型喷油器的轴针较长（形状不是圆柱体，可为阶梯状或倒锥体），节流升程较大，在喷油流程中轴针始终不会离开针阀体的喷孔，喷油初期的喷油速率较小，从而可以减缓燃烧流程初期汽缸压力的延长，有利于减轻柴油发电机最大爆发压力和压力升高率，从而使柴油发电机工作比较柔和，对减少柴油发电机燃烧噪音有利。

　　      分流型喷油嘴除主喷孔外，还在针阀体的密封锥面上加工有分流孔，孔径通常为0.2mm，孔中心线°。当柴油发电机启动时，由于速度很低，喷油泵供油压力较小，因此喷油嘴的针阀升程较小，这时大部分柴油经分流孔逆气流方向喷到涡流室中心。由于逆气流喷射，燃油雾化好，加上涡流室中心的温度比偏高，于是柴油容易着火燃烧，使柴油发电机在低温下顺利起动。当柴油发电机起动后，在正常速度下作业时，针阀升程较大，大部分柴油从主喷孔顺气流方向喷入涡流室。

　　      轴针式喷油器的工作机理与孔式喷油器相同，如图4所示康明斯发动机维修。轴针式喷油嘴的喷孔直径一般为1～3mm，喷油压力过低，一般为12～14MPa。特点是：

　　③ 针阀在油压达到一定压力时开启发电机组销售，供油停止时，在弹簧功能下立即关闭，因此，喷油开始和停止都干脆利落，没有滴油状况。

　　      电磁阀式喷油器适用于电控高压共轨柴油发电机。

　　③ 喷油压力高（电控高压共轨喷油系统高达160MPa），不受发电机速度危害，优化了燃烧流程。

　　      电控电磁阀式喷油器是共轨柴油喷射系统的核心部件，其作用是根据ECM发出的控制信号，通过控制电磁阀的开启和关闭，将高压油轨中的燃油以最佳的喷油定时、喷油量和喷油率（喷油规律）喷入燃烧室。

　　      电控电磁阀式喷油嘴的构造如图5所示。具体由燃油滤网、线束插座、电磁线圈、针阀阀体、阀座、复位弹簧、O形密封圈等构造。O形密封圈起到密封用途，密封圈预防燃油泄漏，密封圈防止漏气。滤网用于过滤油中的杂质，轴针与针阀阀体制成整体组成。阀体上端安装有一根螺旋弹簧，当喷油器停止作业时，弹簧弹力使阀体复位，针阀关闭，轴针压靠在阀座上起到密封功能，防范燃油泄漏。在燃油分配管上，设有喷油器专用的支座，支座为橡胶成形件，起到隔热用途，防止喷油嘴中的燃油出现气泡发动机维修，有助于提升发电机的过热启动性能。

　　      当喷油嘴电磁阀未被触发时，小弹簧将电驱的球阀压向释放控制孔上，在控制腔内形成共轨高压；同样，喷油器腔内也形成共轨高压，共轨压力对控制柱塞端面的压力和喷油嘴弹簧的压力与高压燃油用途在针阀锥面上的开启力相平衡，使针阀保持关闭状态。

　　      当电磁阀被触发时，电驱将泄油口打开，燃油从阀控制室中流到上方的空腔中（从空腔通过回油管道返回油箱），使控制室压力减小；控制室压力减小，减小了用途在控制柱塞上的力，这时喷油器针阀被打开，喷油嘴开始喷油，如图6左图所示。

　　      电磁阀一旦断电不被触发，小弹簧力会使电磁阀电驱下压，球阀将泄油孔关闭；泄油孔关闭后，燃油从进油孔进入控制室建立起油压（这个压力为油轨压力），这个高压功能在控制柱塞端面上，油轨压力加上弹簧力大于针阀锥面上的压力，使喷油嘴针阀关闭，如图6右图所示。

　　      电控压电式喷油器适合于电控高压共轨柴油发电机机构。

　　      根据ECU发出的控制信号，通过控制电磁阀的开启和关闭，将高压油轨中的燃油以最佳的喷油定期、喷油量和喷油率（喷油规律）喷入气缸燃烧。

　　      喷油器针阀由一个伺服阀控制，喷油量则由其控制连续期决定。以图8所示说明其工作原理。实现压电式喷油嘴功能的详细组件是压电执行器、液压接杆、伺服阀和喷油嘴。压电执行器在非工作状态时处于原始位置，伺服阀关闭。高压范围和低压范围相互隔断。此时，液压接杆补偿可能存在（例如由干热膨胀所引起的）间隙，喷油嘴借助紧接着控制室的共轨压力保持关闭状态。压电执行器起功能时将伺服阀打开，从而使控制室中的压力减轻，喷油嘴开启。若伺服阀关闭，控制室中的压力随之增大，喷油嘴针阀也随之关闭。

　　      这种压电喷油嘴被规划成没有机械力通过推杆功能在喷油器针阀上，因此运动质量和摩擦大大减小，并且喷油嘴的稳定性和喷油误差比通常的电磁阀控制喷油装置明显改进。伺服阀与喷油嘴针阀的紧密连接使得针阀对压电执行器的动作能直接做出迅速的反应，控制始点与喷油始点之间的增长时间总共约150μs，这样就能获得高的针阀转速和重复性较好的最小喷油量。

　　       同时，这种压电喷油机构还能实现很短的喷射间隔，其工作流程如图9所示。其中，图10示范性地示出了每循环5次喷射的实例，其喷射次数和时刻能与发电机工况相匹配。

　　      从作用和可靠性观点出发，压电共轨喷油系统对高压零件清洁度的要点比一般行程控制的喷油装置更高。

　　      喷油嘴直接安装在柴油发电机汽缸盖上，喷油嘴头部与发热燃烧室接触，其作业因素十分苛刻，因此它是影响柴油发电机布置指标和操作性能的关键部件。喷油器应满足不一样类别的燃烧室对雾化特点的要求。一般说来，喷注应有一定的贯穿距离和喷雾锥角，以及良好的雾化质量，而且在喷油结束时不发生滴漏状况。