摘要：为适应我国中、小功率柴油机单缸功率从数千瓦到数十千瓦的宽广变化范围，同时避免因不同功率分别设计喷油泵而导致规格繁杂、制造与维修困难，国产柱塞式喷油泵采用系列化设计原则，将喷油泵划分为若干系列，同一系列中通过选用不同柱塞直径获得不同的最大循环供油量，以满足不同功率机型的匹配需求，而无需改变泵体及传动机构等主体结构。目前，国产柱塞式喷油泵主要分为I、II、III号系列（上下分体式泵体、拨叉式油量调节机构）和A、B、P、Z系列（整体式泵体、齿杆式油量调节机构），单缸循环供油量覆盖60～600 mm³/循环的宽广范围。本文以I号喷油泵和B型喷油泵为代表，系统阐述了其分泵、油量控制机构、传动机构及泵体的结构特点与工作原理，详细对比了两种系列在泵体形式、调节方式、滚轮体调整手段等方面的技术差异，并给出了合成式喷油泵及柱塞偶件型号的系统辨识方法。分析表明，I号系列泵采用拨叉式调节和垫块调整供油正时，结构紧凑、成本较低，适用于中低功率多缸柴油机；B型泵则采用齿杆式调节和螺钉调整供油正时，泵体刚度好、调节精度高，适用于中等功率及对供油均匀性要求较高的机型。系列化设计显著减少了喷油泵品种规格，为柴油机的生产、使用和维修带来了极大的便利。
一、喷油泵系列化设计原则与产品型谱
1. 系列化设计的必要性
我国中、小功率柴油机的单缸功率变化范围极为宽广，从数千瓦的小型单缸机到数十千瓦的多缸强化机型均有覆盖。若按照每一种功率等级分别设计对应的喷油泵，将导致喷油泵的尺寸规格和种类繁多，给制造、库存、使用和维修均带来极大的困难。为此，工程上采用系列化设计原则：将喷油泵划分为若干个标准系列，同一系列中仅通过选用不同直径的柱塞，即可获得不同的最大循环供油量，以满足柴油机不同功率的要求，而不必改变喷油泵的泵体、凸轮轴及传动机构等主体结构。这一原则使得仅需生产几种基本型式的喷油泵，即可覆盖功率范围宽广的多种柴油机，极大地方便了批量生产与售后维护。
2. 国产柱塞式喷油泵主要系列
目前，国产柱塞式喷油泵一般分为两大类：
（1）I、II、III号系列泵：采用上下分体式泵体、拨叉式油量调节机构及带调整垫块的挺柱，单缸循环供油量覆盖60～330 mm³/循环。
（2）A、B、P、Z系列泵：采用整体式泵体、齿杆式油量调节机构及带调整螺钉的挺柱，单缸循环供油量覆盖60～600 mm³/循环，应用更为广泛。
表1 国产柱塞式喷油泵系列产品主要性能参数
|
项目
|
I号系列
|
II号系列
|
III号系列
|
A型
|
B型
|
P型
|
Z型
|
|
泵体结构形式
|
拉杆-拨叉，上下分体式
|
齿杆-齿圈，整体式
|
|||||
|
凸轮升程（mm）
|
7
|
8
|
10
|
8
|
10
|
10
|
12
|
|
缸心距（mm）
|
25
|
32
|
38
|
32
|
40
|
35
|
45
|
|
柱塞直径范围（mm）
|
6～9
|
7～11
|
8～13
|
6～9.5
|
7～12
|
8.5～13
|
9～13
|
|
供油量范围（mL/100次）
|
6～15
|
8～25
|
25～33
|
6～15
|
13～37.5
|
30～60
|
6～15
|
|
适用缸数
|
2～12
|
2～8
|
4～12
|
2～6
|
4～12
|
2～8
|
2～6
|
|
最大转速（r/min）
|
1500
|
1100
|
1000
|
1400
|
1000
|
1500
|
900
|
二、I号喷油泵结构详解
I号喷油泵主要用于中小功率多缸柴油机，其总体构造如图1所示。以四缸机型为例，I号喷油泵由分泵、油量控制机构、传动机构和泵体四大部分组成。
图1 柴油机I号喷油泵总体构造图
1-高压油管接头；2-出油阀；3-出油阀座；4-进油螺钉；5-套筒；6-柱塞；7-柱塞弹簧；8-油门拉杆；9-调节臂；10-凸轮轴；11-固定接盘；12-输油泵偏心轮；13-输油泵；14-进油螺钉；15-放油螺塞；16-手油泵；17-驱动盘；18-从动盘；19-壳体；20-滑套；21-校正弹簧；22-油量调整螺钉；23-怠速限位螺钉；24-高速限位螺钉；25-调速手柄；26-调速弹簧；27-飞球
1. 分泵
分泵是喷油泵的基本泵油单元，每个气缸对应一个分泵。其核心结构如图2所示。在柱塞上部圆柱面上铣有45°的左向螺旋斜槽，槽中钻有与柱塞中心孔相通的小孔，构成回油通路。柱塞中部设有一浅的小环槽，用于储存少量柴油，以润滑柱塞与柱塞套筒之间的精密偶件配合面，防止拉伤。
柱塞套筒上在同一高度开有两个径向小孔：靠近螺旋斜槽一侧的为回油孔，另一侧为进油孔。柱塞套筒装入泵体后，通过套筒上部铣出的小槽与定位螺钉配合，确保两油孔处于正确方位，同时防止套筒在工作时发生转动。柱塞套筒上部安装出油阀偶件（出油阀与出油阀座）及出油阀紧座。出油阀座与柱塞套筒上端面之间的密封依靠精密加工平面配合保证，并借出油阀紧座通过铜垫圈将出油阀座压紧在柱塞套筒上。出油阀紧座的拧紧力矩应严格控制在50～70 N·m范围内，过小会导致密封不严、高压泄漏；过大则可能压碎铜垫圈或损坏阀座。
图2 柴油机I号喷油泵分泵
2. 油量控制机构
I、II、III号系列泵均采用拨叉式油量控制机构。对于四缸喷油泵，在同一根供油拉杆上，用紧定螺钉固定有四个调节叉，各分泵柱塞尾端的调节臂球头分别嵌入相应调节叉的叉槽中。当供油拉杆轴向移动时，带动四个调节叉同步拨动柱塞旋转，从而改变各缸柱塞螺旋斜槽与回油孔的相对位置，实现各缸供油量的同步调节。柴油机正常工作时，供油拉杆由调速器根据外界负荷变化自动控制。若需对某一分泵的供油量进行单缸均衡调整，可松开该缸调节叉的锁紧螺钉，使调节叉沿供油拉杆移动一定距离后重新紧固即可。
3. 传动机构
传动机构主要由驱动齿轮、凸轮轴和滚轮体总成组成。驱动齿轮由曲轴通过惰齿轮以2:1的减速比带动（四冲程柴油机），确保凸轮轴转速为曲轴转速的一半。凸轮轴上的偏心轮用于驱动输油泵，凸轮轴另一端固定调速器的驱动盘，将旋转动力传递给调速器飞球组件。
凸轮轴两端由锥形滚柱轴承支承，通过安装于轴承内圈一侧的调整垫片可调整凸轮轴的轴向游隙。调整要求为：凸轮轴转动灵活无卡滞，最大轴向间隙不超过0.15 mm。
滚轮体总成（如图3所示）由滚轮体、滚轮、滚轮衬套及调整垫块组成。滚轮与滚轮衬套之间、滚轮衬套与滚轮轴之间均可相对转动，使磨损分布均匀，延长使用寿命。滚轮体安装在喷油泵下体的垂直导向孔中，滚轮体一侧开有轴向长孔，定位螺钉尾部伸入此孔内，既可防止滚轮体在工作时周向转动，又不妨碍其上下往复运动。
滚轮体总成的核心功能是保证供油开始时刻的准确性。对于多缸柴油机，还需保证各缸供油提前角的一致性。滚轮体下部平面至调整垫块上平面的高度H是决定性参数——当凸轮轴与曲轴的相对位置固定时，H值越大，柱塞关闭进油孔的时刻越早，供油开始时刻越早；反之H值越小，供油开始时刻越延迟。各缸的H值应在出厂时通过选配调整垫块精确调定，不可随意互换。调整垫块采用耐磨合金钢制造并经热处理硬化，使用中磨损甚微；若长期使用后磨损超差，可翻转垫块使用另一面。
图3 柴油机滚轮体总成
4. 泵体
I号喷油泵泵体分为上下两部分：上体用于安装柱塞偶件及出油阀偶件，下体用于安装凸轮轴、滚轮体总成和输油泵。泵体前侧中部设有检视窗孔，用于检查和调整供油量及观察各分泵工作状态；下部设有检查润滑油油面的检视孔。
喷油泵上体内铸有一条纵向低压油道，与各柱塞套筒外围的环形油槽相通，环形油槽则通过柱塞套筒上的进油孔与柱塞上部油腔相连。由输油泵供给的低压燃油经进油管接头进入该油道，油道中的压力由装在回油管接头内的回油阀控制在5～10 kPa范围内。油压过低时，柱塞下行吸油过程中柴油无法迅速充填柱塞上部油腔，导致供油量不足；油压过高时，多余的柴油顶开回油阀流回柴油细滤器或油箱。
三、B型喷油泵结构特点
B型喷油泵固定安装在柴油机机体一侧的支架上，由曲轴通过正时齿轮驱动，凸轮轴与驱动轴之间采用联轴器连接，调速器安装在喷油泵的后端。其整体剖面结构如图4所示（以六缸机型为例）。
图4 柴油机6缸B型喷油泵剖面图
1. 泵体
B型泵采用整体式铝合金铸件泵体，刚度高、变形小，有利于保证精密偶件的配合精度和供油均匀性。泵体中间设有水平隔壁，将内腔分为上室和下室。上室安装分泵和油量控制机构，并设有纵向低压油道使各柱塞套筒的环形油腔互相连通；油道一端安装进油管接头，另一端用螺塞封堵。上室正面两端各设有一个放气螺钉，用于排除低压油道内积聚的空气。
下室安装传动机构并贮存润滑油。下室正面设有机油尺和安装输油泵的凸缘，输油泵由凸轮轴上的偏心轮驱动。上室正面设有检视窗口，打开后可检查和调整各缸供油量及相邻两缸的供油间隔角。
2. 分泵与油量控制机构
B型泵的分泵结构与I号泵类似，但油量控制机构采用齿杆-齿圈式（齿杆式），取代了拨叉式结构。调节齿圈与柱塞套筒分开制造，齿圈与套筒之间通过紧定螺钉固定。当齿杆轴向移动时，通过齿条与齿圈的啮合带动柱塞套筒连同柱塞一起旋转，改变柱塞螺旋斜槽与回油孔的相对位置以调节供油量。该结构调节精度高、传动间隙小，适合对供油均匀性要求较高的多缸柴油机。调整单缸供油量时，只需松开齿圈固定螺钉，将套筒按需要方向转动一定角度后重新锁紧即可。
3. 传动机构与滚轮体
B型泵的传动机构由凸轮轴和滚轮传动部件组成。凸轮轴支承在两端的圆锥滚子轴承上，前端通过联轴器与驱动轴连接，后端连接调速器。滚轮传动部件（结构如图5所示）由滚轮体、滚轮、滚轮销、调整螺钉和锁紧螺母组成。与I号泵采用调整垫块不同，B型泵通过旋动滚轮体上端的调整螺钉来改变滚轮体工作高度h——螺钉旋出时h增大，供油提前角增大；螺钉旋入时h减小，供油提前角减小。该调整无需拆开泵体即可进行，操作便捷。调整完毕后须锁紧螺母以防松动。
滚轮销长度大于滚轮体直径，其两端卡在泵体导向孔的直槽中，确保滚轮体只能上下移动而不会产生周向转动。
图5 柴油机B型喷油泵滚轮传动部件
4. B型喷油泵的主要特点
（1）泵体为整体式铝合金铸件，刚度高，有利于高压工况下的尺寸稳定性。
（2）柱塞上部同时开有螺旋斜槽和轴向直槽，供油量随柱塞转角的变化率较平缓，有利于精确控制，但会增加柱塞偶件的侧向受力与磨损。
（3）油量控制机构为齿条-齿圈式，调节精度高、重复性好，适合对排放要求较严格的机型。
（4）滚轮体高度h采用螺钉调节，供油提前角调整方便，无需拆卸泵体。
四、合成式喷油泵及其柱塞偶件型号辨识
1. 合成式喷油泵型号辨识方法
合成式喷油泵的型号标识通常包含泵体系列代号、缸数、柱塞直径及设计变型等信息，其编码规则如图6所示。一般格式为：
示例：I号系列、四缸、柱塞直径为7 mm的喷油泵，型号标识为“I-4-7”。
图6 柴油机合成式喷油泵型号的辨识方法
2. 柱塞偶件型号辨识方法
柱塞偶件的型号通常由柱塞直径、斜槽螺旋方向及供油特性参数构成，其辨识规则如图7所示。主要识别要点包括：
（1）柱塞直径（mm）：直接决定最大循环供油量。
（2）螺旋斜槽方向：左旋或右旋，决定了柱塞旋转方向与供油量增减的关系，必须与调速器及调节机构匹配。
（3）斜槽形式：螺旋槽、直槽或组合槽，影响供油特性曲线形状。
（4）供油预行程或有效行程标记：用于区分不同供油正时要求的变型。
在更换柱塞偶件时，必须严格按照原型号选购，不得仅凭外观尺寸判断，因不同型号柱塞即使直径相同，其螺旋斜槽导程和相位也可能不同，强行安装将导致供油特性严重偏离设计值。
图7 柴油机柱塞偶件型号的辨识方法
总结
国产I、II、III号系列与A、B、P、Z系列柱塞式喷油泵通过系列化设计，以有限的泵体规格和传动机构，配合不同直径的柱塞，覆盖了从60 mm³/循环到600 mm³/循环的宽广供油量范围，满足了中、小功率柴油机从单缸数千瓦到多缸数十千瓦的匹配需求。I号系列泵采用上下分体式泵体、拨叉式油量调节机构和垫块式滚轮体高度调整方案，结构紧凑、制造成本较低，适用于中低功率、缸数较多的柴油机。B型泵则采用整体式泵体、齿杆式调节机构和螺钉式滚轮体高度调整方案，泵体刚度好、调节精度高、供油提前角调整便捷，适用于中等功率及对供油均匀性和排放性能要求较高的机型。两者在分泵原理上基本一致，但在调节机构、滚轮体调整方式和泵体结构上存在显著差异。合成式喷油泵及柱塞偶件均有系统的型号辨识规则，使用和维修时应严格依照型号编码选购配件，确保供油系统性能与发动机原设计参数一致，从而保障柴油机的动力性、经济性和排放合规性。
----------------
以上信息来源于互联网行业新闻，特此声明！
若有违反相关法律或者侵犯版权，请通知我们！
温馨提示：未经我方许可，请勿随意转载信息！
如果希望了解更多有关柴油发电机组技术数据与产品资料，请电话联系销售宣传部门或访问我们官网：https://www.11fdj.com
- 上一篇：典型机械式调速器的构造与工作原理
- 下一篇：低噪音发电机组的原理、噪声计算及降噪设计
