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喷油泵

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中文名;喷油泵

分类;柱塞式、分配式、泵-喷嘴

用途;柴油机燃料供给系最重要部件之一

工作原理;凸轮轴是由发动机曲轴齿轮带动

喷油泵是汽车柴油机上的一个重要组成部分。喷油泵总成通常是由喷油泵、调速器等部件安装在一起组成的一个整体。其中调速器是保障柴油机的低速运转和对最高转速的限制,确保喷射量与转速之间保持一定关系的部件。而喷油泵则是柴油机最重要的部件,被视为柴油发动机的“心脏”部件,它一旦出问题会使整个柴油机工作失常。[1]

简述

喷油泵主要可分为柱塞式喷油泵、喷油泵—喷油器和转子分配式喷油泵三种。其中,柱塞式喷油泵是历史最久且应用最广泛的,具有较高的可靠性;喷油泵—喷油器是将两者融合为一体,直接安装与发动机气缸盖上,可以消除高压油管带来的不利影响(要求发动机上另加驱动机构);转子分配式喷油泵只有一对柱塞,主要依靠转子的转动来实现燃油的增压和分配,具有体积小、重量轻、使用方便、成本低等特点。

在我国,喷油泵以柱塞行程、泵缸中心距和结构型式为基础,再分别配以不同尺寸的柱塞,组成若干种在一个工作循环内供油量不等的喷油泵,形成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和A、B、P、Z几个系列,以满足各种柴油机的需要。

结构

喷油泵主要由泵油机构、供油量调节机构、驱动机构、喷油泵体四大部分构成。其中,泵油机构包括柱塞偶件、出油阀偶件等;供油量调节机构指齿条式油量调节机构或拨叉式油量调节机构;驱动机构包括凸轮轴、挺柱组件等;喷油泵体是以上三者的安装基体,要求其具有足够的强度、刚度和密封性,并便于拆装、调整和维修。

喷油泵工作原理

吸油过程:柱塞由凸轮轴的凸轮驱动,当凸轮的凸起部分离开柱塞时,柱塞在柱塞弹簧的作用下下移,油腔容积增大,压力减小;当柱塞套上的径向进油孔露出时,低压油腔中的燃油便顺着进油孔流入泵腔。

泵油过程:当凸轮的凸起部分将柱塞顶起时,泵腔内的容积减小,压力增大,燃油顺着柱塞套上的径向油孔流回低压油腔;当柱塞上行到将柱塞套上的径向油孔完全堵上时,泵腔上的压力迅速增加;当此压力克服出油阀弹簧的预紧力时,出油阀上移;当出油阀上的减压环带离开阀座时,高压柴油便泵到高压油管中,经喷油器喷入气缸中。

回油过程:随着柱塞的继续上移,当柱塞上的斜槽与柱塞套上的径向油孔相通时,泵腔中的燃油便通过柱塞上的轴向油道,斜油道及柱塞套上的油孔流回到低压油腔,泵油停止。

以柱塞式喷油泵为例看“泵”是怎样工作的:

喷油泵要有动力源才能运转,它下部的凸轮轴是由发动机曲轴齿轮带动的。

喷油泵的关键零件是柱塞,如果以医院常见的注射器做比喻,那么可移动的塞子就称为柱塞,针筒就称为柱塞套,假设在针简里面安装一只弹簧顶着柱塞一端,柱塞另一端接触凸轮轴,当凸轮轴回转一周,柱塞就会在柱塞套内上下移动一次,这就是喷油泵柱塞的基本运动方式。

柱塞与柱塞套是加工十分精密的配套件。柱塞身上有一道倾斜槽,柱塞套上有小孔称为吸入口,这个吸入口充满着柴油,当柱塞倾斜槽对着吸入口时,柴油进入柱塞套内,柱塞被凸轮轴顶至一定高度时,柱塞倾斜槽与吸入口错开,吸入口被封闭,使柴油既不能吸入也不能被压出,柱塞继续上升时压迫柴油,柴油压力到一定程度就会顶开单向阀蜂拥而出进入喷油嘴,再从喷油嘴进入气缸燃烧室。

这里特别要指出的是,柴油机都有进油管和回油管,进油管容易理解,那么回油管干什么用呢?原来柱塞每次排出一定量的柴油,只有一部分喷入气缸,其余部分则由回油孔泄走,并利用增减泄走的回油量来调节喷油量。

当柱塞上升至“上止点”后往下移动,柱塞倾斜槽又会与吸入口相遇,柴油又被吸进柱塞套里面,再次重复上述的动作。直列式喷油泵每一组柱塞系统对应一个气缸,4个气缸就有4组柱塞系统,因此体积比较大,多用在中型以上汽车。例如公共汽车和大货车上的柴油机一般用直列式喷油泵。

轿车及轻型汽车柴油机上的喷油泵一般是分配型,具有体积小重量轻,零件少构造简单的优点。它用两组柱塞系统(或者一组柱塞系统)加压,柴油分别送入各个喷油嘴。

它的基本工作原理就是在泵里面有两组对置柱塞安装在叶轮上,叶轮被发动机带动转动时,柱塞也随之转动,由于凸轮环的凸起部分压动柱塞,使柱塞发挥象泵的作用一样向叶轮中央的送油孔压送柴油,这时送出去的柴油充满了分配器入口处,然后按各气缸顺序排列喷射。

由于两组柱塞系统(或者一组柱塞系统)的动作转数与气缸数目成比例增加,因此该种喷油泵受到汽缸数目及最高转速的限制。

随着柴油机技术的发展,又兴起一种单体式喷油泵形式(称为单体泵或者泵喷嘴),它实际上是将上述两种型式的喷油泵“化整为零”,发动机每个气缸燃油喷射由各自的独立喷射单元(单体泵或者泵喷嘴)来完成。

对于单体泵而言,喷油泵与喷油嘴之间用一根很短的高压油管相连,而对于泵喷嘴而言,喷油泵与喷油嘴组合为一体,直接安装在柴油机气缸盖上,由顶置凸轮轴驱动。它们的最大优点是能够减轻或者消除在柴油流动和喷射的过程中,在高压油管内所形成的压力波影响。因为这个压力波会妨碍着喷油系统与负荷、转速的良好匹配,并会随着高压管的长度增长而增大。

因此,缩短高压油管的长度(喷油泵的设计思想)或干脆不要高压油管(泵喷嘴的设计思想),减少柱塞与喷油嘴之间的高压容积,可以得到接近于凸轮轮廓线所规定的供油规律。尤其是泵喷嘴,早在十几年前已经应用在通用汽车上,如今有电子技术的精确控制,使其性能得以提高。

喷油泵作用

1.提高油压(定压):将喷油压力提高到10MPa~20MPa。

2.控制喷油时间(定时):规定的时间喷油和停止喷油。

3.控制喷油量(定量):根据柴油机的工作情况,改变喷油量的多少,以调节柴油机的转速和功率。

对喷油泵要求

1.按柴油机工作顺序供油,而且各缸供油量均匀。

2.各缸供油提前角要相同。

3.各缸供油延续时间要相等。

4.油压的建立和供油的停止都必须迅速,以防止滴漏现象的发生。

喷油泵分类

我国常用的柴油机喷油泵为:A型泵、B型泵、P型泵、VE型泵等。前三种属柱塞泵;VE泵系分配式转子泵。

B型

1.采用螺旋槽式柱塞和平孔式柱塞套筒;

2.油量调节机构为齿杆式,在齿杆前端装有可调的最大油量刚性限位器(有的用弹簧限位器);

2.调节螺钉式滚轮体传动部件;

3.凸轮轴为切线式凸轮,用锥形滚柱轴承支承在壳体上。

4.泵体为整体式,采用独立润滑方式。

5.国产135系列柴油机采用B型喷油泵。

P型

1.悬挂式分泵总成。塞和柱塞套筒、出油阀等零件用一个带凸缘盘的分泵钢套筒固装在一起,成为一个总成部件。用压紧螺柱直接固定在壳体上,形成一个悬挂式结构。可使套筒转动一定角度。

2.各分泵供油量的调整。分泵钢套筒的凸缘盘上有弧槽,松开压紧螺柱,转动钢套筒,其分泵的柱塞套筒即随其转动一定角度,改变了进回油孔相对柱塞上斜槽的位置,回油时间即发生变化。

3.分泵供油始点的调整。增减凸缘盘套筒下面的垫片,使柱塞套筒的进回油孔微量的上下移动,从而改变了相对于柱塞上端的位置可,调整分泵的供油始点。

4.球销角板式油量调节机构。在传动套筒端面上焊有1~2个钢球,供油拉杆横断面呈角钢状,在其水平的直角边上开有小方槽口,工作时方槽与传动套筒上的钢球啮合。不可调式滚轮体传动部件;

5.全封闭式箱式泵体。采用不开侧窗的整体式密封泵体,只有上盖和下盖。泵体刚度大,能承受较高的喷油压力而不变形,使柱塞偶件的寿命较长;

6.采用了压力式润滑方式 ;

7.有专设的预备行程检查孔 在滚轮体上方有螺塞,可利用该孔检查个分泵预备行程是否一致(用专门的仪表测量)。

调试方法

(1)供油时间的调试。拆下所有的出油管接头,转动刻度盘使1缸出油口刚开始冒油,将标尺对准一整数刻度作为0刻度,根据工作顺序转动刻度盘,观察各缸供油的间隔角度是否为60度(六缸喷油泵),其偏差在0.5度范围内。

(2)起动油量的调试。起动试验台,将转速设定在200rpm,喷油次数设定在200次,转动操纵臂至最大供油位置,按下计数按钮。标准喷油量应为26ml,如喷油量不正常则可分别调整各缸拨叉在供油拉杆上的位置。

(3)额定转速供油量的调试。起动试验台,除了将转速设定在900rpm以外,其他操作步骤同(2)。标准喷油量仍然应为26ml,如喷油量不正常则可通过调整额定转速油量调整螺钉进行统一调整。

(4)怠速供油量的调试。起动试验台,将转速设定在250rpm,喷油次数设定在200次,按下计数按钮。标准喷油量应为6ml,如喷油量不正常则可通过调整怠速油量调整螺钉进行统一调整。

使用维护

喷油泵是柴油机的"心脏",故对喷油泵必须进行正确的维护保养。 向柴油机上安装喷油泵时,必须检查调供油提前角;柴油机运转500小时后,要重新检查调整供油提前角。

必须采用国家标准的轻柴油,柴油要经过48~96小时沉淀过滤。

平时要注意对柴油箱及柴油滤清器清洁干净。

每日检查调速器内机油,不足时及时加足。

喷油泵与调速器之间有骨架油封的,要分别加注机油

若机油面因机油稀释升高,说明喷油泵及输油泵严重漏油,应及时排除。

柴油机运转100小时后,要更换机油,并清洗输油泵滤网。

喷油泵不得随意拆卸、调整,尤其是有封标的部位,确需拆卸维修时,要洁净场所后再进行。

保养要素

(1)喷油泵是柴油机的“心脏”,故对喷油泵必须进行正确的维护保养。

(2)向柴油机上安装喷油泵时,必须检查调供油提前角;柴油机运转500h后,要重新检查调整供油提前角。

(3)必须采用国家标准的轻柴油,柴油要经过48~96h沉淀过滤。

(4)平时要注意对柴油箱及柴油滤清器清洁干净

(5)每日检查调速器内机油,不足时及时加足。

(6)喷油泵与调速器之间有骨架油封的,要分别加注机油。

(7)若机油面因机油稀释升高,说明喷油泵及输油泵严重漏油,应及时排除。

(8)柴油机运转100h后,要更换机油,并清洗输油泵滤网。

(9)喷油泵不得随意拆卸、调整,尤其是有封标的部位,确需拆卸维修时,要洁净场所后再进行。

(10)喷油泵每工作2000h后,要全面拆卸检查,更换或修复磨损严重及已损坏了的零部件,并对其进行重新调试。

柴油机长期不使用时,应设法让喷油泵油道内应充满柴油。若要将喷油泵拆下,在油道内加防锈油后,应放在干燥处保存,不得与蓄电池、酸、碱等放在一起保管;喷油泵若要重新装配使用时,应除去防锈油后才用。

参考来源

喷油泵的组成及组装

参考资料

  1. 喷油泵的作用是什么?,360问答 , 2013年9月6日