5.2 柱塞噴油泵燃油供給系統
5.2.1 柴油機燃油供給系統的組成
柴油機燃油供給系統一般由燃油供給裝置、空氣供給裝置、混合氣形成裝置和廢氣排出裝置組成,見圖5-3。
(1)燃油供給裝置
燃油供給裝置主要由柴油箱、油管、輸油泵、柴油濾清器、噴油泵、調速器和噴油器等組成。
柴油箱儲存有經過沉淀和濾清的柴油。柴油從油箱被吸入輸油泵并泵出,經柴油濾清器濾去雜質后,進入噴油泵。自噴油泵輸出的高壓柴油經高壓油管、噴油器噴入燃燒室。由于輸油泵的供油量比噴油泵供油量大得多,過量的柴油便經回油管回到輸油泵和柴油箱。

圖5-3 柴油機燃油供給系統
1-空氣濾清器;2-進氣管;3-噴油器回油管;4-噴油器;5-排氣管;6-燃燒室;7-高壓油管;8-噴油泵回油管;9-噴油泵;10-輸油泵;11-柴油濾清器;12-低壓油管;13-油箱
從柴油箱到噴油泵入口的這段油路中的油壓是由輸油泵建立的,而輸油泵的出油壓力一般為0.15~0.3MPa,這段油路稱為低壓油路。低壓油路是向噴油泵供給濾清的燃油。從噴油泵到噴油器這段油路中的油壓是由噴油泵建立的,一般在10MPa以上,故稱此段油路為高壓油路。高壓柴油通過噴油器呈霧狀噴入燃燒室,與空氣混合形成可燃混合氣。
為了在柴油機啟動時將柴油充滿噴油泵,排除整個油路中的空氣,在輸油泵上裝有手動輸油泵。
(2)空氣供給裝置
空氣供給裝置主要由空氣濾清器、進氣管、進氣道等組成,在有些柴油發動機上還裝有進氣增壓裝置和中冷器等。
(3)混合氣形成裝置
燃燒室是混合氣形成裝置,主要作用是使燃油與空氣混合形成可燃混合氣。
(4)廢氣排出裝置
其作用為在做功后排出汽缸內的燃燒廢氣,包括排氣歧管、排氣管和排氣消聲器等。
5.2.2 直列柱塞式噴油泵
1.噴油泵簡介
(1)功用
噴油泵即高壓油泵(簡稱油泵),一般與調速器連成一體。其功用是升高柴油壓力,按照發動機的工作順序、負荷大小等不同工況要求,定時、定量、定壓地向噴油器輸送高壓柴油。
(2)多缸柴油機對噴油泵的要求
① 各缸供油次序符合所要求的發動機發火次序;
② 各缸供油量相等,供油量應隨柴油機工況的變化而變化,為此噴油泵必須有供油量調節機構;
③ 各缸供油提前角一致,供油提前角也應隨柴油機工況的變化而變化;
④ 供油開始和結束,動作敏捷,斷油干脆,以避免噴油器產生滴油或不正常噴射現象。
(3)噴油泵的類型
噴油泵的結構形式很多。車用柴油機的噴油泵按其工作原理不同可分為直列柱塞式噴油泵、PT泵和轉子分配式噴油泵三類。
2.直列柱塞式噴油泵的結構和工作原理
直列柱塞式噴油泵使用性能良好,使用可靠,結構簡單緊湊,便于維修和供油調節,目前為多數汽車柴油機所采用,它主要由柱塞分泵、油量調節機構、分泵驅動機構和泵體四部分組成,其結構見圖5-4。

圖5-4 柱塞式噴油泵結構示意圖
1-凸輪軸;2-噴油泵體;3-調節齒桿;4-出油閥緊固座;5-柱塞彈簧;6-凸輪
(1)分泵
分泵的主要零件有柱塞偶件、柱塞彈簧、彈簧下座、出油閥偶件、出油閥彈簧、減容器、出油閥壓緊座等,其結構見圖5-5。
分泵是帶有一套柱塞副、出油閥副等零件組成的高壓泵油機構,分泵的數目與發動機的缸數相等,每一副柱塞與柱塞套只向一個汽缸供油。對于多缸柴油機,則由多套泵油機構分別向各缸供油。中、小功率柴油機大多將各缸的泵油機構組裝在同一殼體中,稱為多缸泵,而其中每套泵油機構則稱為分泵。
柱塞泵的泵油機構包括兩套精密偶件,由柱塞和柱塞套構成的柱塞偶件,見圖5-6(a);由出油閥和出油閥座構成出油閥偶件,見圖5-6(b)。
柱塞和柱塞套是一對精密偶件,經配對研磨后不能互換,要求有高的精度和光潔度和好的耐磨性,其徑向間隙為0.002~0.003mm。
柱塞頭部圓柱面上切有斜槽,并通過徑向孔、軸向孔與頂部相通,其目的是改變循環供油量;柱塞套上制有進、回油孔,均與泵上體內低壓油腔相通,柱塞套裝入泵上體后,應用定位螺釘定位。柱塞頭部斜槽的位置不同,改變供油量的方法也不同。

圖5-5 分泵的結構示意圖
1-管接;2-出油閥;3-出油閥座;4-泵體;5-柱塞套;6-柱塞;7-上承盤;8-彈簧;9-滾輪體;10-滾輪;11-凸輪軸;12-調整螺釘;13-下承盤;14-轉動套;15-齒條;16-齒圈;17-彈簧

圖5-6 泵油機構的精密偶件
出油閥偶件配對研磨后不能互換,其配合間隙為0.01mm。
出油閥是一個單向閥,在彈簧壓力作用下,閥上部圓錐面與閥座嚴密配合,其作用是在停止供油時,將高壓油管與柱塞上端空腔隔絕,防止高壓油管內的油倒流入噴油泵內。
出油閥的下部呈十字斷面,既能導向,又能通過柴油。出油閥的錐面下有一個小的圓柱面,稱為減壓環帶,其作用是在供油終了時,使高壓油管內的油壓迅速下降,避免噴孔處產生滴油現象。當環帶落入閥座內時則使上方容積很快增大,壓力迅速減小,停噴迅速。
工作時,在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下,迫使柱塞作上下往復運動,從而完成泵油任務,泵油過程可分為以下三個階段:
① 進油過程。
進油過程見圖5-7(a)。當曲軸驅動噴油泵凸輪軸轉動時,如果凸輪的凸起部分尚未與滾輪相接觸,在彈簧力的作用下,柱塞向下運動,柱塞上部空間(稱為泵油室)產生真空度,當柱塞上端面把柱塞套上的進油孔打開后,充滿在油泵上體油道內的柴油經油孔進入泵油室,柱 塞運動到下止點,進油結束。
② 供油過程。
供油過程見圖5-7(b)。當凸輪軸轉到凸輪的凸起部分頂起滾輪體時,柱塞彈簧被壓縮,柱塞向上運動,燃油受壓,一部分燃油經油孔流回噴油泵上體油腔。當柱塞頂面遮住套筒上進油孔的上緣時,由于柱塞和套筒的配合間隙很?。?.0015~0.0025mm),從而使柱塞頂部的泵油室成為一個密封油腔,柱塞繼續上升,泵油室內的油壓迅速升高,泵油壓力大于出油閥彈簧力和高壓油管剩余壓力之和時,推開出油閥,高壓柴油經出油閥進入高壓油管,通過噴油器噴入燃燒室。

圖5-7 柱塞泵的泵油過程
③ 回油過程。
回油過程見圖5-7(c)。柱塞向上供油,當上行到柱塞上的斜槽的上邊沿(停供邊)與套筒上的回油孔的下邊沿相通時,泵油室的高壓油即通過柱塞中心的油孔和斜槽中的徑向孔流入到低壓油腔,柴油壓力驟然下降,出油閥在彈簧力的作用下迅速關閉,停止供油。此后柱塞可能仍在上行,當凸輪的凸起部分轉過去后,在彈簧的作用下,柱塞又下行。此時便開始了下一個循環。
柱塞自開始供油到供油結束這一段行程稱為有效壓油行程。顯然,改變有效壓油行程即可以改變供油量。噴油泵凸輪軸每轉一轉,泵油機構通過噴油器可向燃燒室供油一次。
(2)油量調節機構
改變供油量的辦法是轉動柱塞,通過改變有效供油行程來完成。有效供油行程的數值則等于柱塞開始壓油時,回油孔處斜槽的上邊沿與回油孔的下邊沿的距離。此距離越長,有效供油行程越長,則供油量越大。這一段距離可以通過轉動柱塞加以改變。
油量調節機構的作用是執行駕駛員或調速器的指令,轉動柱塞改變各分泵的供油量,以適應柴油機負荷和轉速變化的需要,并通過它來調整各缸供油的均勻性。
油量調節機構有拉桿撥叉式和齒桿齒圈式兩種。
① 拉桿撥叉式油量調節機構
該機構由調節臂、撥叉、供油拉桿等組成,見圖5-8。駕駛員或調速器軸移動供油拉桿時,撥叉帶動調節臂使柱塞相對柱塞套轉動,從而調節了供油量。當各缸供油量不等時,可松開固定螺釘改變撥叉在供油拉桿上的位置予以調整。
② 齒桿齒圈式油量調節機構
齒桿齒圈式油量調節機構由齒桿、齒扇(齒圈)和傳動套等組成,見圖5-9。齒桿的軸向位置由駕駛員或調速器控制,齒扇通過傳動套帶動柱塞套筒相對于柱塞轉動,便可調節供油量。各缸供油均勻性的調整,通過改變齒扇與傳動套圓周方向的相對位置來實現。

圖5-8 拉桿撥叉式油量調節機構
1-柱塞套;2-柱塞;3-調節臂;4-撥叉;5-供油拉桿

圖5-9 齒桿齒圈式油量調節機構
1-柱塞套筒;2-齒桿;3-可調齒圈;4-傳動套;5-柱塞
(3)分泵驅動機構
分泵驅動機構主要由噴油泵凸輪軸和滾輪體等傳動部件組成。其功能是推動柱塞往復運動,完成進油、供油、回油過程,并保證供油正時。
① 凸輪軸
其結構見圖5-10。凸輪軸上的凸輪數目與缸數相同,排列順序與柴油機的工作順序相同。四沖程柴油機曲軸轉兩周,噴油泵的凸輪軸轉一周,各分泵都供一次油。相鄰工作兩缸凸輪間的夾角叫供油間隔角,角度的大小等同配氣機構凸輪軸同名凸輪的排列,四缸柴油機為90°,六缸柴油機為60°。

圖5-10 凸輪軸(四缸機)結構
1-密封墊;2-圓錐滾子軸承;3-連接錐面;4-油封;5-前端蓋;6-泵體;7-調整墊片;8、9、10、11-凸輪;12-輸油泵偏心輪
② 滾輪體傳動件
滾輪體傳動件的作用是變凸輪的旋轉運動為自身的直線往復運動,推動柱塞上行供油,并且用來調整各分泵的供油提前角和供油間隔角。
滾輪體的高度多為可調式,主要分為調整墊塊式和調整螺釘式兩種。
調整墊塊式滾輪體見圖5-11。帶有滑動配合襯套的滾輪體松套在滾輪軸上,滾輪軸也松套在滾輪架座孔中,因此凸輪與滾輪體相對運動為滾動摩擦,減輕了磨損,且磨損均勻。
調整墊塊安裝在滾輪架的座孔中,它的上端面到滾輪下沿的距離h稱為滾輪體的工作高度。調整墊塊用耐磨材料制成,制有不同厚度的墊塊,厚度差為0.1mm,相應凸輪軸轉角為0.5°,反映到曲軸上為1°。
調整螺釘式滾輪體見圖5-12。在滾輪架上端有工作高度可調節的調整螺釘,擰出調整螺釘,h值增大,供油提前角即增大;擰入螺釘,h值減小,供油提前角即減小。

圖5-11 調整墊塊式滾輪體
1-調整墊塊;2-滾輪;3-滾輪襯套;4-滾輪軸;5-滾輪架

圖5-12 調整螺釘式滾輪體
1-滾輪軸;2-滾輪;3-滾輪架;4-鎖緊螺母;5-調整螺釘
(4)泵體
泵體是噴油泵的基礎件,多用鋁合金鑄成。泵體分為組合式和整體式兩種。組合式有上下兩部分,用螺栓連接在一起。上體安裝分泵和油量調節機構零件,下體安裝驅動件。整體式泵體可使剛度加大,在較高的噴油壓力下工作而不變形,但分泵和驅動件等零件的拆裝較麻煩。
3.噴油泵的供油正時
(1)供油提前角調節的必要性
供油提前角指的是柱塞頂面封閉柱塞套油孔到活塞上止點為止曲軸所轉過的角度。
供油提前角過大時,燃油是在汽缸內空氣溫度較低的情況下噴入,混合氣形成條件差,燃燒前集油過多,會引起柴油機工作粗暴、怠速不穩和啟動困難;供油提前角過小時,將使燃料產生過后燃燒,燃燒的最高溫度和壓力下降,燃燒不完全和功率下降,甚至排氣冒黑煙,柴油機過熱,導致動力性和經濟性降低。
最佳的供油提前角不是一個常數,應隨柴油機負荷(供油量)和轉速變化,即隨轉速的增高而加大。車用柴油機根據其常用的某個供油量和轉速范圍來確定一個供油提前初始角,其值的獲得可通過聯軸器或轉動噴油泵的殼體來進行微量的變化。因柴油機轉速變化范圍較大,還必須使供油提前角在初始角的基礎上隨轉速而變化,所以車用柴油機多裝有供油提前角自動調節器。
為使最佳噴油提前角隨轉速升高而增大,近年來國內外車用柴油機常用機械離心式供油提前角自動調節器,可根據轉速變化自動改變噴油提前角。
(2)供油提前角自動調節機構
供油提前角自動調節器位于聯軸節和噴油泵之間。驅動盤與聯軸節相連。其結構見圖5-13。驅動盤前端面壓裝兩個銷釘,兩個飛塊即套在此銷釘上。飛塊另一端各壓裝一個銷釘,每個銷釘上松套著一個滾輪和內座圈。筒狀從動盤的轂部用半圓鍵與噴油泵凸輪軸相連。從動盤兩臂的弧形側面與滾輪接觸,平側面壓在兩個彈簧上,彈簧另一端支于松套在驅動盤銷釘上的彈簧座上。

圖5-13 機械式供油提前角自動調節機構示意圖
1-驅動盤;2-飛塊;3-彈簧;4-從動盤;5-滾輪;6-銷釘;7-提前器蓋
(3)工作原理
供油提前角自動調節器工作原理見圖5-14。當柴油機工作時,驅動盤通過銷釘帶動飛塊和從動盤一起旋轉。飛塊在離心力的作用下繞驅動盤上的銷釘向外擺動,迫使滾輪沿從動盤上的弧形側面E向外移動,并推動從動盤沿著旋轉的方向轉動一個角度α,即供油提前角的增大量,與此同時彈簧受到壓縮,直至彈簧力與離心力平衡為止,主動盤重新與從動盤同步旋轉。柴油機的轉速上升越高,飛塊的離心力越大,供油提前角增大越多;反之,柴油機轉速降低時,供油提前角相應減小。

圖5-14 機械式供油提前角自動調節器工作原理
1-彈簧;2-彈簧座;3-飛塊;4-滾輪;5-滾輪內座圈;6-驅動盤;7-從動盤
5.2.3 調速器
噴油泵每個工作循環的供油量主要取決于調節拉桿的位置,此外還受到發動機轉速的影響。在調節拉桿位置不變時,隨著發動機曲軸轉速的增大,柱塞有效行程略有增加,而供油量也略有增大;反之,供油量略有減少。這種供油量隨轉速變化的關系稱為噴油泵的速度特性。
噴油泵的速度特性對工況多變的柴油機是非常不利的。當發動機負荷稍有變化時,導致發動機轉速變化很大。當負荷減小時,轉速升高,轉速升高導致柱塞泵循環供油量增加,循環供油量增加又導致轉速進一步升高,這樣不斷地惡性循環,造成發動機轉速越來越高,最后飛車;反之,當負荷增大時,轉速降低,轉速降低導致柱塞泵循環供油量減少,循環供油量減少又導致轉速進一步降低,這樣不斷地惡性循環,造成發動機轉速越來越低,最后熄火。
要改變這種惡性循環,就要求有一種能根據負荷的變化,自動調節供油量、使發動機在規定的轉速范圍內穩定運轉的自動控制機構,移動供油拉桿改變循環供油量,使發動機的轉速基本不變。因此,柴油機要滿足使用要求,就必須安裝調速器。
調速器根據發動機負荷變化而自動調節供油量,從而保證發動機的轉速穩定在很小的范圍內變化。
調速器按功能分有兩速調速器、全速調速器、定速調速器和綜合調速器。
1.兩速調速器
兩速調速器能自動穩定和限制柴油機最低與最高轉速,而柴油機的正常工作轉速則由駕駛員通過加速踏板直接控制。
中、小型汽車柴油機多數采用兩速調速器,以起到防止超速和穩定怠速的作用,具有低速穩定、高速控制靈敏、操作輕便、易于修復調整等特點。
圖5-15為解放牌CA1091K3型載貨汽車柴油機所用的RAD型兩速調速器。其結構示意圖見圖5-16。

圖5-15 RAD型兩速調速器
1-飛塊;2-調速手柄;3-控制杠桿;4-滾輪;5-凸輪軸;6-浮動杠桿;7-高速彈簧;8-速度調定杠桿;9-供油齒條;10-拉力杠桿;11-速度調整螺栓;12-啟動彈簧;13-穩速彈簧;14-導動杠桿;15-怠速彈簧;16-全負荷限位螺釘
(1)啟動加濃
發動機靜止時,兩飛快在啟動彈簧的作用下處于向心極限位置。啟動前,將調速手柄從停車擋塊移至最高速擋塊I上。在此過程中,調速手柄繞D點逆時針轉動,浮動杠桿也繞B點逆時針轉動,帶動供油調節齒條向增加供油的方向(圖5-16向左)移動。啟動彈簧對浮動杠桿向左的一個拉力使其繞C點逆時針轉動,同時帶動B點(銷軸)和A點(滑套)進一步向左移動,直到飛塊到達向心極限位置為止,從而保證供油調節齒桿越過全負荷進入啟動最大供油量位置,使得啟動油量多于全負荷油量,旨在加濃混合氣,以利柴油機低溫啟動。

圖5-16 RAD型兩速調速器結構示意圖
1-連桿;2-啟動彈簧;3-轉速調定杠桿;4-拉力杠桿;5-轉速調整螺栓;6-導動杠桿;7-調速手柄;8-支持杠桿;9-怠速彈簧;10-全負荷限位螺釘;11-滑套;12-飛塊;13-滾輪;14-凸輪軸;15-浮動杠桿;16-高速彈簧;17-供油齒條
(2)怠速穩定
柴油機啟動之后,將調速手柄置于怠速位置Ⅱ,見圖5-17。飛塊的離心力使滑套右移而壓縮怠速彈簧,當飛塊離心力與怠速彈簧及啟動彈簧的合力平衡時,供油調節齒條便保持在某一位置,發動機就相應地處在某一轉速下穩定工作。

圖5-17 RAD型兩速調速器的怠速工作示意圖(圖中標注同圖5-16)
若柴油機由于某種原因轉速降低,則飛塊離心力減小,在怠速彈簧及啟動彈簧的作用下,飛塊移向回轉中心,同時帶動滑套左移,從而使導動杠桿向左偏轉,帶動B點左移,同時浮動杠桿繞C點逆時針轉動,推動供油量調節齒條向左移,增加供油量,使轉速回升。反之,當轉速增高時,飛塊的離心力增大,飛塊便壓縮怠速彈簧遠離回轉中心,同樣通過導動杠桿使浮動杠桿繞C點順時針轉動,推動供油量調節齒條則向右移動,減小供油量,使轉速降低??梢?,調速器可以保持怠速轉速穩定。
(3)中速
將調速手柄從怠速位置移至中速位置,供油量調節齒條處于部分負荷供油位置,柴油機轉速較高,飛塊的離心力不足以克服怠速彈簧和高速彈簧的共同作用力,飛塊始終緊靠在內彈簧座上而不能移動,即調速器在中等轉速范圍內不起調節供油量的作用。但此時駕駛員可根據汽車行駛的需要改變調速手柄的位置,使供油量調節齒條向左或向右移動,以增加或減少供油量。
(4)最高轉速
將調速手柄置于最高速擋塊上,供油量調節齒條相應地移至全負荷供油位置,柴油機轉速由中速升高到最高速。此時,飛塊的離心力相應增大,并克服全部高速彈簧的作用力,使飛塊連同內彈簧座一起向外移到一個新的位置。在此位置,飛塊離心力與彈簧作用力達到新的平衡。若柴油機轉速超過規定的最高轉速,則飛塊的離心力便超過調速彈簧的作用力,使供油量調節齒條向減油方向移動,從而防止了柴油機超速。
2.全速調速器
在柴油機全工況范圍內任意選定的轉速下,全速調速器都能自動調節供油量,保持調節的轉速穩定工作。
圖5-18是全速調速器的工作原理簡圖。調速器的速度感測元件由飛塊和調速彈簧組成,當柴油機運轉時帶動支撐盤旋轉;飛塊鉸接在支撐盤上,既可以隨支撐盤一起旋轉又可以繞支點擺動;滑動盤在調速彈簧預緊力的作用下,壓在飛塊的鉤腳上。當柴油機發出的功率與外界負荷剛好平衡時,便在某一轉速下穩定工作。此時,飛塊產生的離心力通過鉤腳作用在滑動盤左端,該軸向力恰好與調速彈簧作用在滑動盤右端上的預緊力相平衡,油量調節桿也處于某一供油量位置。
當外界負荷減少時,在一定供油量下柴油機發出的功率大于外界負荷而使轉速升高,這時飛塊所產生的離心力增加,于是鉤腳將克服彈簧預緊力推動滑動盤右移,同時也就帶動油量調節桿移動,使供油量減少,待調節過程結束,柴油機的功率與外界負荷達到平衡,噴油泵套筒重新穩定在某一位置上。反之,負荷增加時,調速器工作過程與上述相反。如果柴油機的轉速需要改變時,只要將調速器彈簧預緊力調到一定值即可。例如,若想增加轉速,就要加大預緊力,使飛塊作用轉速提高。

圖5-18 全速式機械調速器原理
1-操縱桿;2-支撐盤;3-飛塊;4-滑動盤;5-調速彈簧;6-杠桿;7-油量調節桿
5.2.4 噴油器
噴油器的功用是將來自噴油泵的高壓柴油噴射霧化,并按一定的要求將柴油噴射到燃燒室中。對噴油器的要求是:
① 應具有一定的噴射壓力和射程,以及合適的噴注錐角;
② 在規定的停止噴油時刻應立即切斷燃油的供給,不發生滴油現象;
③ 油束形狀與方向適應燃燒室。
常見的噴油器有孔式和軸針式兩種形式。
噴油器具有各種不同的結構形式,可分為兩大類,即開式噴油器與閉式噴油器。噴油器內部通過噴孔與燃燒室經常相連通的稱為開式噴油器;除了噴射柴油的時間外,平時噴油器內部與燃燒室之間被一針閥隔開,這種噴油器稱為閉式噴油器。車用柴油機絕大多數采用閉式噴油器,其常見的形式有鈾針式與孔式兩種。
1.孔式噴油器
孔式噴油器主要用于具有直接噴射式燃燒室的柴油機。噴油孔的數目一般為1~8個,噴孔直徑為0.2~0.8mm。噴孔數目和噴孔角度的選擇依據燃燒室的形狀、大小和空氣渦流情況而定。
噴油器主要由針閥、針閥體、頂桿、調壓彈簧、調壓螺釘及噴油器體等組成,其結構見圖5-19。
其中最主要的是優質合金鋼制成的針閥和針閥體,兩者合稱針閥偶件,見圖5-20。針閥上部的圓柱表面與針閥體的相應圓柱面作高精度的滑動配合,配合間隙為0.001~0.0025mm。針閥偶件的配合面通常是經過精磨后再研磨,從而保證其配合精度。所以選配和研磨好的一副針閥偶件是不能互換的,這點在維修過程中應特別注意。

圖5-19 孔式噴油器結構示意圖
1-噴油器體;2-調壓螺釘;3-調壓彈簧;4-回油管螺栓;5-進油管接頭;6-濾芯;7-頂桿;8-針閥;9-針閥體

圖5-20 噴油器噴嘴結構示意圖
1-針閥;2-針閥體;3-高壓油腔;4-承壓錐面;5-密封錐面;6-噴孔;7-壓力室;8-進油道;A-限位面;h-針閥升程
裝在噴油器上部的調壓彈簧通過頂桿使針閥緊壓在針閥體的密封錐面上,將噴孔關閉。噴油泵輸出的高壓柴油從進油管接頭經過噴油器體與針閥體中的油孔道進入針閥中部周圍的環狀空間——高壓油腔。油壓作用在針閥的承壓錐面上,形成一個向上的軸向推力,當此推力克服了調壓彈簧的預緊力及針閥與針閥體間的摩擦力(此力很?。?,針閥即上移而打開噴孔,高壓柴油便從針閥體下端的噴油孔噴入到燃燒室中。當噴油泵停止供油時,由于油壓迅速下降,針閥在調壓彈簧作用下及時回位,將噴孔關閉。
噴油的開啟壓力即噴油開始時的噴油壓力大小,取決于調壓彈簧的預緊力,后者可用調壓螺釘調節。
在噴油器工作過程中,會有少量柴油從針閥與針閥體的配合表面之間的間隙漏出。這部分柴油對針閥起潤滑作用,并沿頂桿周圍的空隙上升,通過回油管螺栓上的孔進入回油管,流回柴油濾清器。
對多缸柴油機,為使各缸噴油器工作一致,各缸應采用長度相等的高壓油管。噴油器用壓板及螺釘固定在汽缸蓋上的噴油器孔座內,用鋼制的錐體密封,以防止漏氣。
孔式噴油器主要特點:
① 噴孔的位置和方向與燃燒室形狀相適應,以保證油霧直接噴射在球形燃燒室壁上;
② 噴射壓力較高;
③ 噴油頭細長,噴孔小,霧化質量好,但易阻塞,加工精度要求高。
2.軸針式噴油器
軸針式噴油器的工作原理與孔式的相同。其結構特點是在針閥下端的密封錐面以下還延伸出一段,其形狀可以是倒錐形或圓柱形,見圖5-21。軸針伸出噴孔外,使噴孔成為圓環狀的狹縫(軸針與孔的徑向間隙為0.05mm)。這樣,噴油時的噴注將呈空心的錐狀或柱形。噴孔通過端面與噴注錐角的大小取決于軸針的升程和形狀,見圖5-22,因此要求軸針的形狀加工得很精確。

圖5-21 軸針式噴油嘴的結構形式

圖5-22 噴油器的噴油情況
常見的軸針式噴油器只有一個直徑1~3mm的噴孔。由于噴孔直徑較大,孔內有軸針上下運動,噴孔不易積炭,而且還能自行清除積炭。
軸針式噴油器孔徑較大,噴油壓力較低(12~14MPa),故比較易于加工。它適用于對噴霧要求不高的渦流室式燃燒室和預燃室式燃燒室。
軸針式噴油器特點:
① 不噴油時針閥關閉噴孔,使高壓油腔與燃燒室隔開,燃燒氣體不致沖入油腔內引起積炭堵塞。
② 噴孔直徑較大,便于加工且不易堵塞。
③ 針閥在油壓達到一定壓力時開啟,供油停止時,又在彈簧作用下立即關閉,因此,噴油開始和停止都干脆利落,沒有滴油現象。
④ 不能滿足對噴油質量有特殊要求的燃燒室的需要。