柴油机喷油泵


现在的汽车柴油机上,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。以下仅详细介绍喷油泵。

喷油泵有直列式、分配式、单体式等三大类,不管哪一类,喷油泵的关键在于一个“泵”字。泵油的数量、压力和时间都要非常精确,并且按照负荷自动调节。喷油泵是一个加工精细,制造工艺复杂的部件,目前国内外一般汽车柴油机的喷油泵都是由世界上少数几个专业厂生产的。

以直列式喷油泵为例看“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“上上点”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,然后按各汽缸顺序排列喷射。

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,现在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,现在有电子技术的精确控制,使其性能得以提高。本网《汽车》汽车评价栏目介绍大众的3升路波车中,曾经介绍了这种喷油泵。

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