喷油嘴喷孔面积大小与喷油嘴针阀的升程以及喷油嘴的结构形式有关。孔式喷油嘴的最大喷孔截面取决于喷孔的数目和喷孔直径，而轴针式喷油嘴最大喷孔截面取决于最大升程和喷油嘴头部的形状。喷孔流通面积与针阀升程的关系，称为喷油嘴的流通特性。

图6-14是不同喷油嘴的流通特性，图中的折线为根据喷油嘴的几何尺寸计算的几何流通特性（f-h），曲线为实验给出的流通特性（μf-h），两者的比值是喷油器的流量系数μ，它与密封锥面结构、喷孔加工质量等因素有关。前已说明，一般孔式喷油嘴的最大针阀升程在0.2～0.45mm之间，而轴针式喷油嘴为0.4～1.0mm，在满足喷油嘴流通截面的前提下，应尽可能减少针阀升程。这是因为针阀升程越大，运动件在惯性力的作用下对针阀体密封座面产生的冲击力也越大，从而导致喷油嘴的可靠性与寿命降低。

图6-12 轴针式喷油嘴偶件的型号编制

图6-13 孔式喷油嘴偶件的型号编制

图6-14 喷油嘴流通特性

a）孔式喷油嘴 b）轴针式喷油嘴

喷孔流通截面大小取决于喷油压力、供油速率和柴油机结构形式。图6-15给出了直喷式柴油机喷孔总面积与几何供油速率的关系。喷孔面积过大，会导致喷油压力与喷油速率降低，喷油持续期缩短，喷油雾化质量变差；喷孔面积过小，则喷油压力过高且易产生不正常喷射。通常，我们可用下式校验最大喷孔面积f_c（mm²）的大小，即

式中，V_b为循环喷油量（mm³/循环）；μ为喷油嘴的流量系数，对于一般喷油器，μ=0.6～0.7；对液力研磨的喷油器，μ可达0.7～0.85；Δϕ_j为按曲轴转角计的喷油持续角（°），直喷柴油机一般20～25（℃A），涡流室柴油机为25～30（℃A）；n为柴油机转速（r/min）；w_j为喷孔处喷油平均流速（m/s），w_j可由平均有效喷油压力Δp_m按下式求出（其值一般为200～300m/s）：

式中，Δp_m为平均有效喷油压力，其值可按图6-16选取，单位为MPa；ρ_f为燃油密度，单位为kg/m³。

图6-15 直喷式柴油机喷油孔总面积与几何供油速率的关系

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图6-16 平均有效喷油压力Δp_m与最大喷油压力p_jmax的关系

f_c确定后，孔式喷油嘴喷孔直径可以按下式计算：

式中，z为喷孔数。轴针式喷油嘴的流动截面即轴针与喷孔之间的环形截面积，取决于轴针的尺寸、形状以及与喷孔之间的配合。前已说明它的初始值很小，中间部分主要受轴针形状的控制，最大值受喷孔面积（直径0.8～1.2mm）限制，其几何流通截面变化规律应采用分段计算法或用图解法来确定。

在轴针式喷油嘴中，由于喷孔部分积炭会导致初期喷射阶段流量下降，甚至产生初期着火不充分，而随后造成主喷射阶段工作粗暴、燃烧噪声恶化现象的出现。为此近年来开发了一种在轴针上削有扁平面的喷油嘴，由此产生的燃油湍流能消除积炭的作用，使喷油嘴在长期使用过程中油束形状和雾化情况均能保持稳定。图6-17a所示即为此种削平轴针式（Flat-Cut-Pintle）的喷油嘴结构图，它利用轴针上的加工平面来改善喷油嘴在开启初期流通特性的过渡情况，图6-17b为此种喷油嘴的流通特性（图中虚线2）与传统节流轴针式喷油嘴流通特性（图中实线1）的比较。

为了在孔式喷油器上能得到轴针式喷油嘴那样比较理想的先缓后急的流通特性，目前正在尝试开发一种变喷孔截面的外开式喷油嘴，其结构如图6-18所示。

图6-17 削平轴针式喷油嘴的结构及其流通特性

a）削平轴针式喷油嘴结构 1—针阀密封锥面 2—针阀体 3—轴针的节流部位 4—轴针的削平部位 5—喷孔 6—轴针头部 7—喷孔导向面 8—轴针导向面 9—针阀座密封锥面 b）流通特性比较 1—传统节流式轴针喷油嘴的流通特性 2—削平轴针式喷油嘴的流通特性

图6-18 变喷孔截面的外开式喷油嘴

1—针阀 2—针阀体 3—变截面喷孔

图6-19 孔式喷油嘴头部结构示意图

a）头部结构与尺寸 b）喷孔内部圆角 d_sa—压力室直径 l_sa—压力室深度 V_sa—压力室容积 d_s—密封锥面直径 d_c—喷孔直径 l_c—喷孔长度 r—喷孔圆角半径