柱塞式喷油泵的结构与工作原理

（1）柱塞式喷油泵的结构 图5-16所示为柱塞式喷油泵的结构图。泵油机构为其关键部件，主要由柱塞偶件（柱塞套6和柱塞7）和出油阀偶件（出油阀体3和出油阀座4）等组成。柱塞和柱塞套（图5-17）是一对精密偶件，经配对研磨后不能互换，要求有高的精度、表面粗糙度和好的耐磨性，其径向间隙一般为0.002～0.003mm。柱塞头部圆柱面上切有斜槽，并通过径向孔、轴向孔与顶部相通，其目的是改变循环供油量；柱塞套上制有进、回油孔，均与泵上体内低压油腔相通，柱塞套装入泵上体后，应用定位螺钉定位。柱塞头部斜槽的位置不同，改变供油量的方法也不同。出油阀和出油阀座（图5-18）也是一对精密偶件，配对研磨后不能互换，其配合间隙一般为0.01mm左右。出油阀是一个单向阀，在弹簧压力作用下，阀上部圆锥面与阀座严密配合，其作用是在停止供油时，将高压油管与柱塞上端空腔隔绝，防止高压油管内的油倒流入喷油泵内。出油阀的下部呈十字断面，既能导向，又能通过柴油。出油阀的锥面下有一个小的圆柱面，称为减压环带，其作用是在供油终了时，使高压油管内的油压迅速下降，避免喷孔处产生滴油现象。当环带落入阀座内时则使上方容积很快增大，压力迅速减小，停喷迅速。柱塞式喷油泵主要通过柱塞在柱塞套内的往复运动进行吸油和压油，每一个柱塞偶件向一个气缸供油。单缸柴油机由一套柱塞偶件组成单体泵；多缸柴油机由多副柱塞偶件在同一壳体中组成多缸泵，分别向各缸供油。

（2）柱塞式喷油泵的工作原理 柱塞式喷油泵工作时，在喷油泵凸轮轴上的凸轮与柱塞弹簧的作用下，迫使柱塞作上、下往复运动，从而完成泵油任务。泵油过程可分为以下三个阶段，如图5-19所示。

1）进油过程。如图5-19a所示，当凸轮的凸起部分转过去后，在弹簧力的作用下，柱塞向下运动，柱塞上部空间（称为泵油室）产生真空度，当柱塞上端面把柱塞套上的进油孔打开后，充满在油泵上体油道内的柴油经油孔进入泵油室，柱塞运动到下止点，进油结束。

2）供油过程。如图5-19b所示，当凸轮轴转到凸轮的凸起部分顶起滚轮体时，柱塞弹簧被压缩，柱塞向上运动，燃油受压，一部分燃油经油孔流回喷油泵上体油腔。当柱塞顶面遮住套筒上进油孔的上缘时，由于柱塞和套筒的配合间隙很小（0.0015～0.0025mm）使柱塞顶部的泵油室成为一个密封油腔，柱塞继续上升，泵油室内的油压迅速升高，泵油压力>出油阀弹簧力+高压油管剩余压力时，推开出油阀，高压柴油经出油阀进入高压油管，通过喷油器喷入燃烧室。

图5-16 柱塞式喷油泵

1—出油阀紧固座 2—出油阀弹簧 3—出油阀体 4—出油阀座 5—垫片 6—柱塞套 7—柱塞 8—柱塞弹簧 9—弹簧座 10—滚轮架 11—凸轮 12—滚轮 13—调节臂 14—供油拉杆 15—调节叉 16—夹紧螺钉 17—垫片 18—定位螺钉

图5-17 柱塞偶件

图5-18 出油阀偶件

3）回油过程。如图5-19c所示，柱塞向上供油，当上行到柱塞上的斜槽（停供边）与套筒上的回油孔相通时，泵油室低压油路便与柱塞头部的中孔和径向孔及斜槽相通，油压骤然下降，出油阀在弹簧力的作用下迅速关闭，停止供油。此后柱塞还要上行，当凸轮的凸起部分转过去后，在弹簧的作用下，柱塞又下行。此时便开始了下一个循环。

图5-19 柴油机的柱塞式喷油泵泵油原理示意图

1—柱塞 2—柱塞套 3—斜槽 4、8—油孔 5—出油阀座 6—出油阀体 7—出油阀弹簧

对其泵油过程的分析可以得出以下结论：(www.xing528.com)

①柱塞往复运动总行程h是不变的，由凸轮的升程决定。

②柱塞每循环的供油量大小取决于供油行程，供油行程不受凸轮轴控制是可变的。

③供油开始时刻不随供油行程的变化而变化。

④转动柱塞可改变供油终了时刻，从而改变供油量。

（3）供油量调节机构 油量调节机构的作用主要是在柱塞往复运动的同时使柱塞转动，以改变柱塞运动的有效供油行程，从而改变供油量，并使各缸供油量一致。常用的油量调节机构有两种形式，即齿杆式油量调节机构和拨叉式油量调节机构。

1）齿杆式油量调节机构。图5-20所示为齿杆式油量调节机构图，控制套筒2套在柱塞套5的外面，在其上部用固定螺钉6锁紧一个可调齿圈3，可调齿圈3与齿杆4相啮合，所以拉动齿杆时，可调齿圈3连同控制套筒2带动柱塞相对于固定不动的柱塞套转动，这样就改变了柱塞1圆柱表面上斜槽与进油孔的相对角位置，即改变了柱塞的有效行程，从而实现了供油量的调节。各缸供油量均匀性的调节可通过改变可调齿圈3和控制套筒2的相对角位置来实现。调整时，先松开可调齿圈3，按调整需要使控制套筒2与柱塞1一起相对于可调齿圈3转过一定角度，再将可调齿圈锁紧在控制套筒上。

2）拨叉式油量调节机构。图5-21所示为拨叉式油量调节机构的结构图。柱塞下端有一个调节臂13，调节臂13的端头固定在拨叉的槽内，拨叉用固定螺钉夹紧在调节拉杆上。调节拉杆装在油泵下体孔内的油量调节套筒中，其轴向位置由人工和调节器控制。当驾驶人或者调速器推动供油拉杆轴线移动时，拨叉带动调节臂13和分泵柱塞一起相对于柱塞套筒转过一定角度从而使喷油泵供油量改变。松开固定螺钉改变拨叉与拉杆的相对位置可以调节气缸的供油量，从而实现供油量均匀性调整。

（4）柱塞式喷油泵的传动机构 喷油泵的往复运动是由凸轮和滚轮等驱动，如图5-22所示。凸轮轴是由柴油机的曲轴通过正时齿轮驱动，带有衬套的滚轮可以在滚轮销上转动，销装在滚轮架的座孔中。滚轮架外形是一圆柱体，能在泵体的圆孔中作相应的往复运动，其上部装有调整垫块，以支承喷油泵柱塞。

图5-20 齿杆式油量调节机构

1—柱塞 2—控制套筒 3—可调齿圈 4—齿杆 5—柱塞套 6—固定螺钉

图5-21 拨叉式油量调节机构

1—高压油管接头 2—减容器 3—弹簧 4—出油阀体 5、9、10—密封胶圈 6—出油阀座 7—泵单体壳 8—垫片 11—柱塞回位弹簧 12—弹簧座 13—调节臂