摘要：喷油器是柴油发电机燃油系统中最关键和最复杂的部件，也是设计和制造工艺难度最大的部件，它的好坏直接影响柴油发电机的性能和工作稳定性。喷油器实际上是一个电磁阀，其喷嘴对着进气门（多点缸外喷射），其尾部接燃油分配管。喷油器应该满足不同类型的燃烧室对喷油特性的要求，一般来说，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，而且在喷油结束的时候不发生滴漏现象。本文系统阐述喷油器的技术要求、结构型式与特点、检查与调整方法，为喷油器的维护与故障诊断提供技术指导。
一、喷油器的要求和结构、特点
喷油器的作用是将喷油泵供给的高压柴油以一定的压力呈雾状喷入燃烧室，以利于形成可燃混合气。而电控燃油喷射系统的执行元件是喷油器。喷油器的功用是根据ECU的指令控制燃油喷射量。电控燃油喷射系统全部采用电磁式喷油器，单点喷射系统的喷油器安装在节气门体空气入口处，多点喷射系统的喷油器安装在各缸进气歧管或气缸盖上的各缸进气道处。
1. 要求
（1）雾化均匀——喷出的燃油应呈细散均匀的雾状，雾滴直径一般不应超过0.025 mm。
（2）喷射干脆利落——喷油开始和结束应干脆利落，伴有清脆的“咔嗒”声，表明针阀起落无卡滞。
（3）杜绝后滴现象——喷油结束后喷孔处不得有柴油滴漏，否则会造成积碳和燃烧恶化。
（4）油束形状与方向适应燃烧室形式——油束的贯穿距离和喷雾锥角应与燃烧室形状匹配，确保燃油在燃烧室内均匀分布，避免燃油着壁。
（5）喷注应有一定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现象。
2. 结构形式
现代柴油发电机广泛采用液压启阀式（又称为闭式）喷油器，喷油器结构形式很多，但彼此间的主要区别是在喷油嘴，喷油嘴的结构与燃烧室形状有关。闭式喷油器的形式很多，其基本类型有单孔式、多孔式、轴针式和冷却式喷油器，如图1所示。常见有以下分类：
（1）按喷孔数目不同，喷油器可分为多孔式和单孔式两种。
（2）按冷却方式不同分为冷却液冷却喷油器和燃油冷却喷油器。
（3）按控制方式不同分为机械控制和电子控制（电磁阀式、压电式）。
（4）按是否强制冷却分为冷却式和非冷却式。
（5）按调节弹簧位置分为弹簧上置式和弹簧下置式。
（6）按照喷油器内部电磁线圈的电阻值来分，则有低阻值喷油器（约2～3 Ω，需配电流驱动电路）和高阻值喷油器（约12～16 Ω，可配电压驱动电路）两种类型。
（7）按用途可分为MPI用（多点喷射）、SPI用（单点喷射）；喷油器实际上是一个电磁阀，其喷嘴对着进气门（多点缸外喷射），其尾部接燃油分配管。
3. 各种类型喷油器的特点
（1）单孔式喷油器：如图1左图，这种喷油器由于孔径大不易堵塞，喷出的油束穿透力强，雾化油粒较大。这种喷油器多用于采用分隔式燃烧室的小型柴油发电机。其喷孔直径一般为1～3 mm，喷油压力较低（约8～12 MPa）。
（2）多孔式喷油器：如图1中图，多孔式喷油器的孔径为0.2～0.8 mm，喷油压力为17～22 MPa；喷射压力较高，燃油的雾化油粒匀细，分布较均匀，质量很好；因孔径较小，喷孔容易堵塞；主要用于对喷油压力要求较高的燃烧室，如直接喷射式燃烧室。孔数通常为4～8孔，喷雾锥角一般为140°～160°。
（3）轴针式喷油器：如图1右图，轴针式喷油器的喷孔直径为1～3 mm，喷油压力为12～14 MPa；喷出的油束成空心柱状或空心锥状，由于孔径较大，并且喷油器工作时轴针在孔内做上下移动，有利于清除喷孔内的积碳，这种喷油器不易产生积炭堵塞等故障；主要用于对喷油压力要求较低的燃烧室，如分隔式燃烧室。
（4）冷却式喷油器：对于强化程度较高的中、低速柴油发电机，大都采用冷却式喷油器。这种喷油器在针阀体内部布置有冷却液流道用以冷却，也称为内部冷却。冷却液通常采用淡水或柴油。淡水导热系数大，冷却效果好。使用淡水冷却的喷油器冷却系统是一个单独设立的冷却系统，称为喷油器冷却系统。图2所示为内部冷却式喷油器结构图。冷却式喷油器可使喷油嘴温度降低约50～80 ℃，有效防止针阀卡滞和热变形。
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图1 喷油器结构形式图 |
图2 内部冷却器喷油器结构图 |
二、喷油器的检查与调整
1. 用校验器检查与调整
（1）喷射压力的检查与调整：将喷油器装在校验器上，均匀缓慢地压动泵油手柄，至喷油器开始喷油时，观察压力表上的读数是否符合规定的喷射压力值，不符合即应进行调整。拧进调压螺钉，喷油压力增加；拧出调压螺钉，喷油压力降低。调好后将锁紧螺母拧紧。调整后的喷射压力偏差不应超过±0.5 MPa。
（2）喷雾质量的检查：主要检验喷油器在规定的压力下能否把柴油喷射成细散均匀的雾状油束。检查也在喷油器校验器上进行，以每分钟80～100次的速度压动泵油手柄，观察喷射的油束是否正常，其雾化质量应符合下述要求：
① 油束成细雾状，没有可见的油滴。
② 不偏射、散射，各喷孔油束均匀一致。
③ 断油干脆、敏捷，喷油结束时有清脆的“咔嗒”声。
④ 多次喷射后，喷射器前端不应有滴油现象，可用白纸靠近喷孔检查，纸上不应有明显油渍。
⑤ 喷油锥角应符合规定。测试方法是将喷油器垂直向下，在离喷油器下方200 mm处平放一张白纸，然后使喷油器在正常工作压力下喷射，测量白纸上的油痕直径，其直径应在14～42 mm之间。
2. 在发动机上检查与调整
用特制的三通管将需检查的喷油器与标准喷油器并联起来，接到喷油泵的高压油管上，同时把其他各缸的高压油管松开，以防向各气缸内喷油。然后把油门放在最大位置，在减压情况下启动电动机或手摇曲轴，等排除空气后，观察它们的喷油情况。如被试的喷油器先喷油，说明喷射压力太低；如被试的喷油器后喷油，说明喷射压力太高，这时应将其调整到与标准喷油器同时喷油为止。标准喷油器的喷油压力应预先在校验器上标定准确。
3. 用经验法调整喷油压力
调整喷油器喷油压力，一般在喷油压力试验台上进行。在无试验台的条件下，如果确认喷油泵技术状态基本正常，对喷油器开始喷油的压力可采用经验法直接在车上进行调整。
（1）将被调整的喷油器装在与喷油泵相连的高压油管上，油门放在最大位置，减压摇车，按每分钟泵油40～50次控制转速。
（2）用螺丝刀将喷油器调整螺栓松退，调至弹簧不受压力，摇车几转，当喷油器有一股油流出时，再逐渐拧进调整螺栓，边摇车边观察喷油器的喷油情况，当出现“噗噗”的喷油声响时，喷出的油束开始雾化，这时喷油的压力约为5.88～7.84 MPa（60～80个工程大气压）。
（3）再将调整螺栓拧进一圈，相当于使开始喷油压力增加约3.92 MPa（40个工程大气压），当听到“哧、哧”的清脆喷油声响时，喷出很细的油雾，并且连续喷射20至30次无滴油现象，则喷油器的喷油压力约为11.77 MPa（120个工程大气压）。
（4）将调整螺栓的位置做个记号，拧进1/2圈再摇车，如果喷雾情况没有发生变化，则可认为标记位置下喷油压力调整已大体正常，将调整螺栓退至原位，用锁紧螺母紧固锁紧即可。
如果有三通管和已校正好的喷油器，也可用三通管将被检查和已校正好的喷油器并联在喷油泵上，排除油路中的空气后，将油门置于最大供油位置，减压摇转曲轴，观察两个喷油器的喷油情况，如果同时喷油，说明压力正常；如果被检查的喷油器提前喷油，则说明喷油压力不足，应进行调整。松开调整螺栓的锁紧螺母，向里拧调整螺栓，使调压弹簧预紧力增大，提高喷油压力，直至两个喷油器同时喷油为止，最后锁紧螺母。
三、喷油器常见故障分析与预防
1. 喷油器卡滞（针阀咬死）
（1）现象：该缸不工作或工作不良，排气管冒黑烟，柴油发电机功率下降。在校验器上压油时，喷油器不喷油或喷油压力异常升高。
（2）原因：燃油中杂质进入针阀与针阀体之间的配合间隙；喷油器温度过高导致针阀热变形；燃油中的胶质在高温下形成积碳，卡住针阀。
（3）预防：使用清洁的优质燃油，定期更换燃油滤清器，保持喷油器冷却系统正常工作（冷却式喷油器）。
2. 喷油嘴滴油
（1）现象：喷油结束后喷孔处有燃油渗出，排气管冒白烟或黑烟，排气温度异常升高，喷油嘴积碳严重。
（2）原因：针阀密封锥面磨损或产生麻点；针阀与阀座之间有硬质颗粒；调压弹簧弹力不足或折断。
（3）处理：在喷油器校验器上观察，若多次喷射后喷孔处湿润或有滴油，应拆检针阀偶件，用细研磨膏研磨密封锥面，若磨损严重应更换偶件。
3. 喷油雾化不良
（1）现象：油束呈线状或粗细不均，喷雾锥角过大或过小，燃烧不完全，排气管冒黑烟，油耗增加。
（2）原因：喷孔堵塞或磨损变大；针阀升程不足或过大；喷油压力过低。
（3）处理：用专用通针清理喷孔积碳（严禁用钢丝等硬质工具），在试验台上检查喷油压力和针阀升程，不合格则更换偶件。
总结
喷油器是柴油发电机燃油系统的核心执行元件，其作用是将高压柴油雾化成细小均匀的油粒，使柴油在燃烧室内与空气很好地混合。喷油嘴结构参数有喷嘴的孔数、孔径、锥角等，它位于燃烧室顶部，直接暴露在高温高压可燃混合气体中，工作温度高，工作条件差。热负荷和机械负荷常常会引起针阀偶件密封不良、燃气回窜，甚至停止工作。喷油器的检查与调整包括喷射压力和喷雾质量的校验器检查、在发动机上与标准喷油器的对比调整以及无试验台时的经验法调整三种方式。喷油器工作状况的好坏，直接影响柴油机的经济性、动力性、排放和可靠性。因此，对喷油器常见故障进行分析及排除是十分必要的。定期校验喷油器（建议每运行1500～2000小时），保持燃油清洁，及时更换磨损偶件，是保障喷油器长期可靠运行的根本措施。
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