喷油器选择与优化

2023-06-28 理论教育版权反馈

【摘要】：分离式柴油机使用单孔销型喷油器。直喷式柴油机使用多孔喷油器，主要考虑增加喷孔数。因此，传统的内径为100mm左右的发动机配备4孔喷油器，但因能进行高压喷射，喷孔数能增加到5～10个，一般使用6～8孔喷油器。传统电磁阀式喷油器的喷射时间间隔最小为0.4～0.7ms，但压电式能达到0.1ms。图6-39 压电式喷油器

1.喷射压力

分离式柴油机（IDI）在压缩过程中，通过连接通道进入的高速空气流促进空气燃油混合和气化，性能与喷雾特性良好与否较迟钝。因此，分离式喷油器的喷射压力即使增加到45MPa以上也没有什么效果。

直喷式柴油（DI）机与此相反，在气缸内空气的速度相对较低，因此有必要增大喷射压力，以提高喷雾特性，或增加气缸内空气流的湍流强度，促进与燃油的混合。直喷式柴油机（无论自然吸气发动机还是涡轮增压发动机）为了增加气缸内的湍流强度，给予涡流效果，燃油喷射压力乘用车为100～205MPa，商用车为100～180MPa。

2.喷油器油束

如果喷油器油束（喷孔数）多，燃烧室内的空气利用率就高，效果较好。如果仅增加喷孔数，喷孔面积就会增大，喷射压力就会降低，导致微粒化特性恶化。因此，在保持总面积一定的情况下应增加喷孔数。

分离式柴油机使用单孔销型喷油器。直喷式柴油机使用多孔喷油器，主要考虑增加喷孔数。因此，传统的内径为100mm左右的发动机配备4孔喷油器，但因能进行高压喷射，喷孔数能增加到5～10个，一般使用6～8孔喷油器。喷孔直径也从0.3mm减小到0.15mm。

3.喷油器

传统的电控喷油器为电磁阀类型，目前为了达到较宽运行范围的多次喷射，使用应答性较好的压电式电控喷油器。

（1）电磁阀类型电磁阀式喷油器燃油系统通过高压泵把低压燃油增大到120～180MPa左右的高压并输送到共轨，通过电磁线圈开闭喷油器的针阀，以实现稳定的高压喷射。此类型可以实现多次喷射，以降低噪声和NO_x的生成量，加快催化转化器的活性化速度，因而在最小化燃油消耗量牺牲条件下，可以满足废气排放规定，因此目前应用广泛。

（2）压电类型压电式喷油器结构如图6-39所示。压电叠堆具有在电荷的ON/OFF作用下能伸缩的特性，在电荷ON时，压电叠堆产生微量移位，通过大活塞-小活塞，推动三通压力控制阀向下移动，使针阀顶面的压力降低，针阀开启。与电磁阀类型的差异为，其响应速度快，能应对发动机的高速化，还能进一步缩短主喷射与预喷射之间喷射时间间隔。传统电磁阀式喷油器的喷射时间间隔最小为0.4～0.7ms，但压电式能达到0.1ms。另外，通过喷射时期为1ms以下微量燃油喷射量的多次喷射，循环变化小，控制性优秀。

图6-39 压电式喷油器

喷油器选择与优化

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