喷油器损坏对柴油发动机性能和效率的影响

在现代柴油发动机的发展中，有毒废气排放的限制成为关键因素，其中一个有限制的有毒成分是颗粒物（PM），通过良好的燃料雾化和高温燃烧过程，可以有效减少颗粒物的排放，为了实现正确的燃油雾化，需要使用喷油器端的微间隙（孔）及高压喷射。

当前采用的共轨喷射系统的特点是喷射压力高达2200巴，每个循环的燃油量通常被分成3至5份，甚至可以分成7份，喷射燃料的小片段可以控制燃烧过程，因此，与传统的喷射系统相比，这些喷射器的组件会执行更多的动作（开 - 关闭），而射的燃油不会被雾。

这种工作有助于减少喷油器的磨损并提高其耐用性，目前，喷油器的寿命估计超过6000万次发动机循环，因此，喷油器成为现代喷油系统的关键组件，对其正常工作至关重要，喷油器可以分为两种类型：电磁喷油器，能够将射的燃油分成5部；压喷油，最可以将喷射剂量分成7部。

由于电磁阀控制的喷油器包含止回阀和弹簧装置，因此存在一定的惯性，而压电喷射器则可以制成不含任何弹簧和止回阀的版本，这减少了运动部件的数量和重量（高达75%），从而降低了喷油器的惯性，提高了燃油输送的精和速。

在这项研究中，研究者使用了电磁和压电式博世喷油器，并将其安装在梅赛德斯-奔驰Sprinter轻型商用车上，他们对喷油器的结构进行了调查，并从损坏的发动机上拆下喷油器进行了诊断。

电磁喷油器的诊断测量是通过Bosch EP 200测试仪完成的，该测试仪用于燃油系统的性能评估，在诊断测量过程中，主要包括对燃料剂量的测量，对于特定类型的喷油器，获得的测量值应该在合适的范围内。

此外，还对喷油器是否存在泄漏进行了检查，整个诊断过程是自动进行的，保证了测试的一致性，与此不同，压电喷油器的诊断则是通过博世EPS 945测试仪完成的。

在这个过程中，诊断单元首先检查喷油器的密封性，然后收集计量特性数据，并将这些数据上传到喷油器的内存中，这样就可以记录新的喷射特性（即新的IMA代码）。

需要注意的是，压电喷油器通常是不可修复的，这意味着无法更换其内部组件，然而，它们可以进行再生处理，其中包括将新的剂量特性记录在喷油器的存储器中。

如果在诊断测试中发现喷油器存在泄漏问题，这将会阻止喷油器继续运行，喷油器的诊断测试表明无法继续使用，那么将会对喷油器进行拆卸，并对其精密零部件进行显微镜观察，以找出问题所在，这些诊断测试和观察步骤有助确保油器正常工作和性能。

使用光学显微镜 Zeiss Neophot 2 进行显微镜检查，对损坏的喷油器的活塞、针头、尖端和止回阀的外表面进行显微镜观察。

这通常是由于机械杂质的存在而在表面上形成的小凹槽和凹痕，可以看出，这是局部损坏，并未覆盖元件的整个表面，压电喷油器针的损坏也具有类似的局部特征，这些是轻微的划痕和点蚀气蚀，另一种类型的损坏是止回阀和开关阀的征。

在压电喷射器的阀门开口边缘开始的空化过程，这种现象的后果是喷油器密封性恶化，高压燃油会导致通过喷油器溢流口的流量过多，此类损坏会导致发动机启动困难和怠速不均匀。

电磁喷油器中针孔溢流阀的气蚀损坏，在这种类型的损坏的情况下，喷射器无法提供足够多的燃料，导致启动困难和发动机工作不均匀，减少喷射燃油剂量会产生稀薄的燃油-空气混合物，相对于燃料量的氧气量的增加伴随着燃烧速度和温度增加。

观察结果证实了一些损坏的喷油器有明显的过热迹象，压电喷射器的过热尖端，进样器针上清晰可见的热变色，在这种类型的损坏的情况下，喷射器无法提供足够多的燃料，导致启动困难和发动机工作不均匀。