摘要：油量调节机构的作用是根据柴油发电机负荷和转速的变化相应地改变喷油泵的供油量并保证各缸的供油量一致。由喷油泵的工作原理可知，喷油泵的供油量可通过转动柱塞以改变柱塞的有效行程的办法来改变。油量调节机构一般有拨叉式、齿条齿圈式、钢球销式三种形式。本文系统阐述柱塞式燃油泵的结构组成及三种油量调节机构的分类与特点，为柴油发电机组的燃油系统维护与检修提供技术指导。
一、柱塞式燃油泵结构组成
1. 泵体
（1）为整体式，中间有水平隔壁分成上室和下室两部分。上室安装分泵和油量控制机构，下室安装传动机构并装有适量的机油用于润滑传动部件。泵体整体式结构刚性好，可有效保证各分泵的安装精度和相对位置。
（2）上室有安装柱塞副的垂直孔，中间开有纵向低压油道，使各柱塞套与周围的环形油腔互相连通。油道一端安装进油管接头，另一端用螺塞堵住。上室正面两端分别设有一个放气螺钉，需要时可放出低压油道内的空气，确保燃油系统无气阻。
（3）中间水平隔壁上有垂直孔，用于安装滚轮传动部件。在下室内存放润滑油以润滑传动机构，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，打开检视口盖可以检查和调整各缸供油量和相邻两缸的供油间隔角。
2. 分泵
（1）分泵是喷油泵的泵油机构，其个数与气缸数相等，各分泵的结构完全相同。这种一缸一分泵的设计保证了各缸供油的独立性。
（2）分泵主要包括柱塞偶件（柱塞与柱塞套）、柱塞弹簧、弹簧上座、弹簧下座、出油阀偶件（出油阀与出油阀座）、出油阀弹簧和出油阀紧座等部件。柱塞偶件是分泵的核心精密部件，柱塞与柱塞套的配合间隙仅为0.001～0.004mm，是经过配对研磨达到要求的，不能互换。
3. 油量控制机构
用于根据柴油机负荷和转速的变化相应转动柱塞以改变喷油泵的供油量，并对各缸供油的均匀性进行调整。B型泵采用齿杆式油量控制机构即齿条齿圈式，通过供油齿条的轴向移动驱动柱塞旋转，实现供油量的改变。
4. 传动机构
（1）传动机构用于驱动喷油泵，调整其供油提前角，由凸轮轴、滚轮传动部件等组成。凸轮轴支承在两端的圆锥轴承上，其前端装有联轴器与发动机正时齿轮连接，后端与调速器相连。为保证在相当于一个工作循环的曲轴转角内各缸都喷油一次，四冲程柴油机喷油泵的凸轮轴转速应等于曲轴转速的1/2。
（2）滚轮传动部件是由滚轮体、滚轮、滚轮销、调整螺钉和锁紧螺母等零部件组成。其高度采用螺钉调节，通过调整螺钉的旋入深度改变滚轮体的有效高度从而调整供油提前角。滚轮销长度大于滚轮直径，卡在泵体上的滚轮传动部件导向孔的直槽里，使滚轮体只能上下移动不能转动，保证了滚轮与凸轮的准确接触。滚轮体的高度H直接影响供油开始时刻，H越大供油开始越早。
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图1 柱塞式燃油泵剖面图 |
图2 喷油泵滚轮传动部件 |
二、燃油泵油量控制机构的分类
1. 拨叉式油量调节机构
（1）拨叉式油量调节机构的结构如图3所示。其特点是柱塞的下端压套着调节臂，调节臂的端头插入固定在供油拉杆的拨叉的凹槽内。拨叉数与分泵数相同，供油拉杆装在泵体的导向套管中，其轴向位置受驾驶人或调速器控制。移动供油拉杆，柱塞就相对柱塞套转动从而调节供油量。
（2）该机构结构简单、制造成本低，各缸供油均匀性的调整较为方便，松开拨叉固定螺钉即可单独调整各缸供油量。其缺点是拨叉与调节臂之间存在磨损，长期使用后可能导致供油量偏差增大。拨叉式油量调节机构多用于中小功率柴油机。
图3 柴油机燃油泵拨叉式油量调节机构
2. 齿条齿圈式油量调节机构
（1）齿条齿圈式油量调节机构的结构如图4所示。其特点是柱塞下端有条状凸块伸入控制套筒的缺口内，控制套筒则套在柱塞套的外面，控制套筒的上部用紧固螺钉锁紧一个齿圈，齿圈与供油齿条相啮合，供油齿条的轴向位置由调速器控制。移动供油齿条时，齿圈连同控制套筒带动柱塞相对于不动的柱塞套转动以改变供油量。
（2）当需要调整某个缸的供油量时，先松开齿圈的紧固螺钉，然后转动控制套筒并带动柱塞相对于齿圈转动一个角度即相对柱塞套，再将齿圈固定。这种调整方式精度较高，且各缸供油量的调整互不影响。齿条齿圈式油量调节机构广泛应用于中大型柴油机，特别是B型泵和P型泵，其传动精度高、调整方便、工作可靠。
图4 柴油机燃油泵齿条齿圈式油量调节机构.
3. 钢球销式油量调节机构
（1）在国外的喷油泵上还有采用钢球销式的油量调节机构，其结构如图5所示。钢球销式机构通过钢球与斜槽的配合来实现柱塞的旋转，其结构更加紧凑，运动副的磨损较小。
（2）该机构通常采用钢球销代替拨叉或齿圈，安装在供油拉杆与柱塞调节臂之间。供油拉杆移动时，钢球销沿斜槽滚动使柱塞产生旋转运动。钢球销式机构的优点是摩擦力小、动作灵敏，适用于高速柴油机，但其制造成本较高，在国内应用较少。
图5 柴油机燃油泵钢球销式油量调节机构
三、油量调节机构的调整方法
油量调节机构的调整是喷油泵调试中最关键的环节之一，直接关系到各缸供油的均匀性和柴油机的运转平稳性。调整工作必须在专用试验台上进行，并严格遵循规定的步骤和技术要求。
1. 调整前的准备与试验台设定
（1）调整前应确保喷油泵在试验台上预热至正常工作温度40～50℃，以保证燃油的粘度和流动性处于稳定状态，避免温度变化引起的测量误差。预热时间通常不少于30分钟。
（2）检查试验台燃油温度是否稳定在40±2℃范围内，燃油压力是否在规定值通常0.15～0.20MPa。若试验台参数不稳定，调整结果将不可靠。
（3）确认所有高压油管、喷油器和回油管路连接正确、密封良好，无泄漏现象。将各缸喷油器的回油管分别引入带刻度的容器中以便测量各缸的供油量。
（4）将供油拉杆或供油齿条固定在最大供油位置，对于有调速器的喷油泵应将调速器限位螺钉调至最大供油位置，然后进行供油量的初调和复调。
2. 拨叉式油量调节机构的调整方法
（1）对拨叉式机构，调整各缸供油量时松开拨叉固定螺钉，使用合适的内六角扳手，然后移动拨叉在供油拉杆上的位置。
（2）拨叉向柱塞调节臂方向移动，柱塞的有效行程增大供油量增加；反向移动则供油量减少。调整量应逐次进行，每次调整后锁紧固定螺钉然后在试验台上测量该缸的供油量。
（3）调整各缸时应先将某一缸通常为第一缸的供油量调整至标准值作为基准，然后依次调整其他各缸使各缸供油量偏差不超过±3%。调整时应在供油拉杆的同一轴向位置进行以保证各缸供油拉杆行程一致。
（4）调整完成后应重新检查各缸供油量，并在供油拉杆的最大、中间和最小三个位置分别测量，确保在整个供油范围内各缸供油量均匀性均满足要求。拨叉固定螺钉的锁紧力矩通常为10～15N·m，过紧可能损坏拨叉或拉杆螺纹，过松则可能在运行中松动。
3. 齿条齿圈式油量调节机构的调整方法
（1）对齿条齿圈式机构，调整时先松开齿圈紧固螺钉通常为内六角螺钉，用专用工具转动控制套筒使柱塞相对柱塞套转过一定角度，此时齿圈不动，从而改变该缸的供油量。
（2）顺时针转动控制套筒从柱塞顶部看可增大供油量，逆时针转动则减小供油量。调整量的判断需要结合试验台上的供油量测量结果，每次调整后重新锁紧固螺钉并复测供油量。
（3）齿圈紧固螺钉的拧紧力矩通常为8～12N·m，过紧会使齿圈变形影响啮合精度，过松则齿圈可能在运行中松动造成供油量漂移。调整完成后应检查供油齿条在整个行程内的运动是否灵活，无卡滞现象。
（4）对于齿条齿圈式机构，各缸供油量的调整互不影响因各缸控制套筒独立，调整顺序可从任一缸开始。但为了操作方便，通常从第一缸开始依次调整各缸。
（5）供油量调整后应在试验台上重新测量各缸供油量，通常以200次或500次喷油量计量，各缸供油量偏差不应超过±3%。若偏差过大应重新调整直至满足要求。测量时喷油器回油量也应记录，正常回油量不应超过喷油量的10%～15%。
4. 钢球销式油量调节机构的调整方法
（1）钢球销式机构的调整方法与拨叉式类似。通过改变供油拉杆上钢球销的位置或调整斜槽的角度来实现各缸供油量的独立调节。
（2）松开钢球销的固定装置后移动钢球销在供油拉杆上的位置即可改变该缸柱塞的初始转角。调整完成后锁紧固定装置并复测供油量。
（3）由于钢球销式机构在国内应用较少，具体的调整参数应参照该喷油泵的专用技术手册执行。
5. 调整后的综合检查与验证
（1）各缸供油量调整完成后应在供油齿条（拉杆）的多个位置，即怠速、中速、额定转速对应的供油位置测量供油量，确保在整个工作范围内各缸供油量均匀性均满足要求，偏差不超过±3%。
（2）检查供油齿条（拉杆）的运动灵活性，确保从最小供油位置到最大供油位置全程无卡滞。齿条运动阻力应均匀，无突增或跳动现象。若发现卡滞应检查齿圈与控制套筒的配合、柱塞凸块与控制套筒缺口的配合是否良好。
（3）检查各缸供油始点的一致性，在试验台上测量各缸供油提前角，偏差不应超过±0.5°曲轴转角。供油始点不一致会导致各缸工作不均匀，即使供油量相同也会产生运转不稳。
（4）完成调整后应在喷油泵上做好调整标记，包括供油拉杆或齿条的位置标记和各缸控制套筒的位置标记，以便在日后维护或故障排查时参考。所有锁紧螺母和螺钉应点漆标记便于检查是否松动。
6. 调整中的常见问题与处理
（1）若某缸供油量无法调整至标准值范围，可能原因包括柱塞偶件严重磨损导致内泄漏增大、出油阀密封不良、控制套筒或齿圈卡滞。应检查并更换相关零件后再行调整。
（2）若调整后各缸供油量偏差仍过大超过±3%，应检查试验台的测量精度和喷油器的工作状态。喷油器开启压力不一致或滴漏也会影响供油量的测量结果。
（3）调整过程中若发现供油齿条运动阻力过大，应检查齿圈与齿条的啮合间隙、柱塞凸块与控制套筒缺口的配合间隙是否合适。必要时可对齿圈或控制套筒进行选配更换，不得强行调整。
结语
柱塞式喷油泵的油量调节机构是柴油机燃油供给系统中控制供油量的关键部件，其作用是根据柴油发电机负荷和转速的变化相应地改变喷油泵的供油量并保证各缸的供油量一致。柱塞式燃油泵为整体式泵体结构，由上室安装分泵和油量控制机构和下室安装传动机构并装有适量机油组成。油量调节机构主要有三种形式：拨叉式调节臂插入拨叉凹槽，靠供油拉杆移动调节，结构简单但易磨损；齿条齿圈式齿圈带动控制套筒转动柱塞，精度高，广泛应用于B型泵和P型泵。在调整各缸供油均匀性时应在试验台上进行，油温控制在40～50℃，各缸供油量偏差不超过±3%。拨油量调节机构的正确调整对柴油机的功率发挥、运转平稳性和燃油经济性具有重要影响。掌握三种油量调节机构的结构特点和调整方法，可有效指导喷油泵的检修和维护工作。
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