汽车构造第2版：分配式喷油泵及工作原理

分配式喷油泵简称分配泵,有径向压缩式和轴向压缩式两大类。径向压缩式目前已较少使用,轴向压缩式用途较广。

与柱塞式喷油泵相比,分配泵具有结构简单,零件少,体积小,质量轻,使用中故障较少,易维修,有利于高速运转等特点,而被广泛应用在柴油机上;分配泵精密偶件还有加工精度高,供油均匀性好,不需要调节各缸供油量和供油正时的优点;此外分配泵凸轮的升程小,有利于提高柴油机转速,它的运动件靠喷油泵体内的柴油进行润滑和冷却,对柴油的清洁度要求很高。

1.VE型分配泵结构

VE型分配泵由驱动机构、二级滑片式输油泵、高压分配泵头和电磁式断油阀等部分组成。机械式调速器和液压式喷油提前器也安装在分配泵体内,如图6-20所示。

图6-20　VE型分配泵

1—分配柱塞;2—出油阀;3—柱塞套;4—断油阀;5—调速器张力杠杆;6—溢流节流孔;7—停车手柄;8—调速弹簧;9—调速手柄;10—调速套筒;11—飞锤;12—调压阀;13—驱动轴;14—二级滑片式输油泵;15—调速器驱动齿轮;16—液压式喷油提前器;17—平面凸轮盘;18—油量调节套筒;19—柱塞弹簧

由柴油机曲轴驱动的驱动轴13带动二级滑片式输油泵14旋转,同时通过联轴器21(图6-21)带动平面凸轮盘17转动,平面凸轮盘上的传动销带动分配柱塞1(图6-20)一起转动。柱塞弹簧19通过压板将分配柱塞压紧在平面凸轮盘上,并使平面凸轮盘压紧滚轮22(图6-21)。滚轮轴嵌入静止不动的滚轮架20上。当驱动轴旋转时,平面凸轮盘上的凸起部分与滚轮接触时,滚轮就被顶起向右移动,同时推动分配柱塞在柱塞套3内作往复运动,柱塞上有轴向和径向油道,起进油和配油的作用。往复运动起增压作用,旋转运动起分配柴油的作用。

图6-21　滚轮、联轴器及平面凸轮

13—驱动轴;17—平面凸轮盘;20—滚轮架;21—联轴器;22—滚轮

分配柱塞的结构如图6-22所示。在分配柱塞1的中心加工有中心油孔3,其右端与柱塞腔相通,而左端与泄油孔2相通。分配柱塞上还加工有燃油分配孔5、压力平衡槽4和数目与气缸数相同的进油槽6。

柱塞套3(图6-20)上有一个进油孔和数目与气缸数相同的分配油道,每个分配油道都连接一个断油阀4和一个喷油器。

图6-22　分配柱塞

1—分配柱塞;2—泄油孔;3—中心油孔;4—压力平衡槽;5—燃油分配孔;6—进油槽

2.VE型分配泵工作过程

(1)进油过程。如图6-23(a)所示,滚轮17由平面凸轮盘的凸起部分移至最低位置,柱塞弹簧将分配柱塞1由右向左推移至柱塞下止点位置,此时分配柱塞上的进油槽7与柱塞套18上的进油孔6连通,柴油自喷油泵体19的内腔经电磁阀的下部的进油道4进入柱塞腔8和中心油孔14内。

(2)泵油与配油过程。泵油过程如图6-23(b)所示,随着滚轮由平面凸轮盘的最低处向凸起部分移动,分配柱塞由左向右移动。在进油槽转过进油孔的同时,分配柱塞将进油孔封闭,柱塞就要压缩油腔内的燃油使其压力升高。同时,分配柱塞上的燃油分配孔20转至与柱塞套上的一个出油孔12相通,高压柴油从出油孔进入分配油道11,再经出油阀10流向喷油器9最终喷入燃烧室。(www.xing528.com)

平面凸轮上的凸起数与其缸数相同,因此,平面凸轮盘每转一圈,配油孔与各缸分配油路接通一次,依次向各缸供油一次。

(3)供油结束。如图6-23(c)所示,分配柱塞在平面凸轮盘的推动下继续右移,当柱塞左端的泄油孔15移出油量调节套筒2并与喷油泵体内腔相通时,柱塞腔内的高压柴油经中心油孔和泄油孔流入喷油泵内腔中,柴油压力立即下降,供油停止。

(4)供油量的调节。柱塞上的泄油孔何时与泵内腔相通,取决于油量调节套筒的位置,当移动油量调节套筒时,柱塞上的泄油孔与泵内腔相通的时刻就改变,从而使有效供油行程改变,向左移动油量调节套筒,停油时刻提前,有效供油行程缩短,供油量减少;向右移动油量调节套筒,供油量增加。油量调节套筒的移动由调速器操纵。

(5)压力平衡过程。如图6-23(d)所示,在某一气缸供油结束后,柱塞继续旋转,当压力平衡槽转至与相应气缸的分配油道连通时,分配油道中的柴油压力与分配泵内腔油压相同。使各分配油道内的压力在喷射前均衡一致,从而可以保证各缸供油的均匀性。

3.电磁式断油阀

VE型分配泵采用电磁式断油阀控制停油,其电路和工作原理如图6-24所示。

图6-23　VE型分配泵的工作过程

(a)进油过程;(b)泵油过程;(c)停油过程;(d)压力平衡过程
1—分配柱塞;2—油量调节套筒;3—压力平衡槽;4—进油道;5—断油阀;6—进油孔;7—进油槽;8—柱塞腔;9—喷油器;10—出油阀;11—分配油道;12—出油孔;13—压力平衡孔;14—中心油孔;15—泄油孔;16—平面凸轮盘;17—滚轮;18—柱塞套;19—喷油泵体;20—燃油分配孔

图6-24　电磁式断油阀电路及其工作原理

1—蓄电池;2—启动开关;3—电阻;4—电磁线圈;5—进油道;6—回位弹簧;7—阀门;8—进油孔

电磁阀装在柱塞套筒进油道的上方,在开关上设有ST、ON、OFF开关,用来操作电磁阀打开或关断进入气缸的燃油通路。启动时将启动开关2转到ST位置,蓄电池1的电流直接流过电磁线圈4,产生的电磁力将阀门7吸起并压缩回位弹簧6,进油孔8开启。

柴油机启动后,启动开关旋到ON位置,这时由于电流中串入电阻3,使流过电磁线圈的电流减小,但由于有油压的作用,阀门保持在开启位置。当柴油机熄火时,将启动开关转到OFF位置,这时电源被切断,电磁线圈内磁力线消失,阀门7在回位弹簧的作用下将进油道关闭,从而切断油路,柴油机停止工作。4.液压式供油提前角自动调节装置与常见的机械离心式调节器不同,其构造如图6-25所示。在调节器壳体4内装有活塞5,活塞左端有弹簧8压在活塞上,此时,装弹簧的内腔中的油压与二级输油泵的进油压力相等。活塞右端与喷油泵体内腔相通,其压力等于二级滑片式输油泵的出口压力,调节器的活塞5和滚轮架2用传力销连接。当柴油机未工作时,由于分配泵内无油压,活塞5在弹簧的作用下移到最右端,传力销7将滚轮架2逆时针方向转到供油提前角最小位置。柴油机转速升高后,二级滑片式输油泵的出口压力增大,活塞右端的油压力随之上升,推动活塞向左移动,并通过连接销6和传力销7带动滚轮架2绕其轴线顺时针转过一定的角度,供油提前角加大。转速越高,油压越大,提前角也越大。当柴油机转速降低时,则二级滑片式输油泵的输出压力也降低,在调速弹簧力的作用下,活塞向右移动,传力销带动滚轮架逆时针旋转一定的角度,使供油提前角减小。

图6-25　液压式供油提前角自动调节装置

1—滚轮;2—滚轮架;3—滚轮轴;4—壳体;5—活塞;6—连接销;7—传力销;8—弹簧