轴针式喷油器与孔式喷油器的工作原理相同、结构相似，只不过轴针式喷油器是将针阀头部的轴针伸入针阀体的喷油孔内，针阀升起后，燃油从喷油孔和轴针之间的环状间隙中喷出，呈中空圆锥形喷雾，主要用于非直喷式柴油机，将燃油喷入比较狭小的空间内。轴针式喷油器的总体结构。
轴针式喷油器工作时，轴针在喷孔内往复运动，能清除喷孔中的积炭，喷孔不易堵塞，喷油器工作可靠；由于喷孔较大，因此加工方便。
轴针式喷油器结构
1-调压弹簧；2-顶杆；3-喷油器体；4-针阀体；5-针阀；6-喷油嘴锁紧螺母；7-进油管接头；8-滤芯；9-垫圈；10-调压螺钉；11-保护螺母；12-回油管接头
改变轴针头部的形状可以改变喷雾角，同时，还可以改变喷油嘴流通截面积特性，以适应不同形状燃烧室的需要。轴针式喷油器有普通型、节流型、削平轴针型和带副喷油孔型之分。如图5.23所示。与普通型相比，节流型喷油嘴的轴针较长，圆环形喷孔的长度或称节流升程较大。削平轴针式喷嘴，用轴针上的加工平面来改善喷嘴在开启初期流通特性的过渡情况，削平轴针还可使流通产生不均衡而出现扰动，促进喷油嘴自身的净化作用。带副喷油孔型轴针式喷油器用于涡流燃烧室，用来改善涡流燃烧室柴油机的冷启动性。该喷油嘴除主喷孔外，还在针阀体的密封锥面上加工有副喷油孔，孔径一般为0.2mm，孔中心线与针阀体轴线成30°。