前面已经介绍了柴油机喷油压力逐年来有不断提高的趋势，特别是在直喷式柴油机中，喷油压力的高低对于提高升功率、平均有效压力以及改善排放指标起着关键的作用。图9-10为柴油机升功率和平均有效压力随喷油压力的变化关系，它主要是通过改善燃油的雾化并结合改进增压技术来实现的。

至于喷油压力，本书从第1章开始，就多次提到其重要性，实际上燃料供给系统的发展，就是沿着提高喷油压力这条主线进行的，从传统的直列泵和分配泵，到高压的单体泵、泵-喷嘴和共轨系统，喷油压力已从55～130MPa提高到180～220MPa（参见第5章与第8章相关内容）。图9-11所示为各种燃料供给系统所能达到的喷油压力的范围。

图9-11 各种燃料供给系统所能达到的喷油压力范围

但应指出的是，图9-11中列出的各种系统的压力范围均是指直喷式柴油机而言，至于采用轴针式喷油嘴的小型柴油机的分隔式燃烧室（涡流室与预燃室），由于主副室的气体流动为燃油雾化与混合气形成提供了较多能量，喷油压力较低，一般为40～50MPa；但对于目前广泛采用的直喷式柴油机，由于燃料雾化与混合气形成能量主要是由高压喷射提供的，必须采用较高的喷油压力，目前公认的看法是为了达到欧Ⅱ（国Ⅱ）排放标准，喷油压力不应低于80～100MPa，对于欧Ⅲ标准或为了实现更高的要求（欧Ⅳ甚至欧Ⅴ），喷油压力应不低于120～150MPa，甚至要求高达200～220MPa，这也为燃料供给系统选型提供了参考标准。

图9-12 油滴平均直径和烟度随喷油压力的变化规律

提高喷油压力后能够改善燃烧过程的主要原理在于加大了喷雾能量使油滴更细，更均匀（参见2.3节），从而增大了油滴与空气接触面积，促进其蒸发与混合气形成，加速扩散燃烧期的油气混合速度，实现清洁高效的燃烧。实践证明，采用高压喷射后柴油机的燃油消耗率、排温、烟度和微粒排放均能得到明显的改善，若能再辅以前述改变喷油正时（推迟喷油）等措施，则可同时达到降低NO_x的效果。图9-12所示即为喷雾油滴绍特平均直径（S·M·D）和烟度（BSU值）随喷油压力变化的规律，由图可见，两者均随着喷油压力的提高而明显降低。

图9-13为在一台采用共轨燃料供给系统柴油机上，针对中低转速（1400r/min）全负荷工况测定的燃油经济性和排放指标随喷油压力（用轨压表示）和喷油延迟角之间的变化关系。由图可见，随着喷油压力的提高，有效燃油消耗率与排气烟度均有明显改进，但NO_x值增加，反之若采取推迟喷油的措施，则得到相反的结果，即燃油经济性和烟度值变差，NO_x值降低。(www.daowen.com)

图9-13 共轨压力与喷油正时对柴油机性能的影响

（1400r/min，全负荷工况）

此外，关于喷油压力需要说明的是，首先除了泵、嘴合一的泵-喷嘴系统外，泵端压力和嘴端压力是有区别的（参见5.2节），不仅在柱塞泵，即使在共轨系统中，由于有高压油管的存在，供油压力传递至喷油嘴端也必然会产生一定的变化。通常是通过选择喷孔尺寸的方式来进行优化匹配，即用缩小喷油嘴偶件流动截面的方法，来达到喷油压力比供油压力适当提高的目的，具体做法是在直喷式柴油机喷油嘴中增加喷孔数（5～12个）并同时减小喷孔直径（0.13～0.35mm，详见第6章有关内容），这样一方面可以提高喷油压力，另一方面也是为了减小油滴尺寸和使喷注分布均匀，以改进喷雾和混合气形成过程。当然，正如前面所说，喷嘴流通面积（喷孔尺寸）减小，也是以高喷油压力作为条件的，因为只有这样，才能提高喷油速使喷油持续期不致拖得过长；其次，人们在谈论喷油压力时，往往只注意最高喷油压力p_max，它固然是一个十分重要的指标，但是实际上同样起作用还有平均有效喷油压力Δp_m，它是指在喷油持续期内喷油嘴压力室内的压力与气缸内压力差的平均值（按喷油量计算），它不仅影响整个喷油过程的喷雾质量，也与喷油率有密切的关系。应当指出的是，各类燃料供给系统平均有效喷油压力和最高喷油压力之间的比值是不同的（图9-14），其中各种采用脉动式（柱塞式）喷油泵燃料供给系统的平均有效喷油压力只有最高喷油压力的1/2左右（图6-16和图9-14），而共轨系统的平均有效喷油压力则与最高喷油压力（基本上等于燃油轨压）比较接近，这也是在第8章中已经介绍过的共轨系统的优点，同时也说明了采用共轨系统的柴油机即使在中低速工况下也能达到良好性能指标的原因。

然而喷油压力的提高也有不利的一面，如增加了喷油泵的驱动功率（影响柴油机的机械损失功率和燃油消耗率），加重了机件的受力与磨损，另外如果匹配不当也容易产生二次喷射等异常喷射现象。但与其主要优点相比，这些问题毕竟占次要位置，而且它们也是可能在技术发展过程中通过仔细的匹配工作（如采用等压出油阀或阻尼出油阀实现参数的优化）来得到解决的。

图9-14 不同燃料供给系统喷油压力的比较