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2023-06-23
喷油器的喷孔结构与性能分析
【摘要】：在这里对自动喷油器进行说明。如图6-26所示为喷孔式自动喷油器喷嘴针阀上部的结构。图6-26 喷孔的开启压力和关闭压力2.销型喷油器销型喷油器在端部仅有1个喷孔，为了在初期开启时不使喷孔面积突然增加，在喷孔上设置有销。因此节流式喷油器在着火延迟期间所喷射的燃油少，可以有效防止柴油机爆燃的发生，但是喷雾的穿透力小。图6-28 各种喷油器的喷孔面积
喷油器（喷射阀）安装在喷油器固定孔上部，是把燃油以雾化状态喷射到气缸内的装置。喷油器的燃油喷雾特性决定着是否能形成良好的混合气。喷油器分为传统柴油机使用的自动喷油器和电控系统使用的电控喷油器。在这里对自动喷油器进行说明。
自动喷油器：根据燃油喷射压力的大小喷嘴针阀自动开启和关闭。如图6-26所示为喷孔式自动喷油器喷嘴针阀上部的结构。喷嘴通过弹簧力始终处于关闭状态。当高压燃油通过高压管进入到喷嘴的压力室时，因针阀的受压面压力方向均处于针阀开启的方向，所以针阀向上的压力大于针阀弹簧力，针阀开启喷射燃油。此时把燃油压力称为开启压力p0，与针阀弹簧力F（N）之间的关系为
当针阀关闭时的受压面积相当于针阀直径Dn，因此关闭压力ps与弹簧力F之间的关系为
通常，把针阀的弹簧力F设定为开启压力p0达到喷孔式为18～35MPa，轴针式为8～15MPa。
自动喷射喷油器根据燃烧室的形状和发动机的使用目的分为很多种，通常在直接喷射类型中使用多孔喷油器，分离式使用在针阀端部附着有细销的销型喷油器。
1.孔型喷油器
孔型喷油器是在端部钻有几个孔，以使通过多孔喷射的燃油会在燃烧室内分散在广泛的区域。此类型主要与直喷式柴油机的直列型喷射泵组合使用，最近的共轨式喷油器也使用喷孔类型。
孔型喷油器通常在喷嘴端部直径为2～3mm的囊部钻有4～8个0.15～0.3mm左右的微小喷孔。直列型喷射泵的燃油压力为40MPa左右，为了保证贯通力使用0.3mm左右直径的喷孔，但共轨的喷射压力达到180MPa的高压状态，因此为了良好的雾化和减少粘附在燃烧室壁面的燃油量，使用更为微小的0.15mm左右直径的喷孔。如此的微量精密加工应用钻机或电火花加工等超精密加工技术。
图6-26 喷孔的开启压力和关闭压力
2.销型喷油器
销型喷油器在端部仅有1个喷孔，为了在初期开启时不使喷孔面积突然增加，在喷孔上设置有销。其中把销的长度短的类型称为轴针式喷油器，把销的长度长的类型称为节流式喷油器。如图6-27所示为博世销型喷油器的详细设计图。
图6-27 博世喷油器
此类型喷油器针阀上升时，通过喷孔与销组成的环状间隙喷射的燃油形成中空圆锥状喷雾。根据销端部的角度或形状，喷雾扩张角度或燃油量与针阀升程之间的关系可用多种方式加以改变。与轴针式相比，节流式针阀的凸出量、针阀销的重合长度较长，所以喷射初期喷孔开启面积很小，可以起节流作用；接近于喷射结束末期喷孔开口面积突然增大。因此节流式喷油器在着火延迟期间所喷射的燃油少，可以有效防止柴油机爆燃的发生，但是喷雾的穿透力小。销型喷油器多在分离式中使用，目前主要使用在部分工业用、船舶用柴油机上。如图6-28所示为各种喷油器随针阀升程的喷孔面积的变化曲线。燃烧特性受燃油喷射率的影响很大。
图6-28 各种喷油器的喷孔面积
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