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噴油泵的工作原理

來源 :      發布時間: 2014-09-30
       吸油過程:柱塞由凸輪軸的凸輪驅動,當凸輪的凸起部分離開柱塞時,柱塞在柱塞彈簧的作用下下移,油腔容積增大,壓力減小;當柱塞套上的徑向進油孔露出時,低壓油腔中的燃油便順著進油孔流入泵腔。
       泵油過程:當凸輪的凸起部分將柱塞頂起時,泵腔內的容積減小,壓力增大,燃油順著柱塞套上的徑向油孔流回低壓油腔;當柱塞上行到將柱塞套上的徑向油孔完全堵上時,泵腔上的壓力迅速增加;當此壓力克服出油閥彈簧的預緊力時,出油閥上移;當出油閥上的減壓環帶離開閥座時,高壓柴油便泵到高壓油管中,經噴油器噴入氣缸中。
       回油過程:隨著柱塞的繼續上移,當柱塞上的斜槽與柱塞套上的徑向油孔相通時,泵腔中的燃油便通過柱塞上的軸向油道,斜油道及柱塞套上的油孔流回到低壓油腔,泵油停止。
       以柱塞式噴油泵為例看“泵”是怎樣工作的:
       噴油泵要有動力源才能運轉,它下部的凸輪軸是由發動機曲軸齒輪帶動的。
       噴油泵的關鍵零件是柱塞,如果以醫院常見的注射器做比喻,那么可移動的塞子就稱為柱塞,針筒就稱為柱塞套,假設在針簡里面安裝一只彈簧頂著柱塞一端,柱塞另一端接觸凸輪軸,當凸輪軸回轉一周,柱塞就會在柱塞套內上下移動一次,這就是噴油泵柱塞的基本運動方式。
       柱塞與柱塞套是加工十分精密的配套件。柱塞身上有一道傾斜槽,柱塞套上有小孔稱為吸入口,這個吸入口充滿著柴油,當柱塞傾斜槽對著吸入口時,柴油進入柱塞套內,柱塞被凸輪軸頂至一定高度時,柱塞傾斜槽與吸入口錯開,吸入口被封閉,使柴油既不能吸入也不能被壓出,柱塞繼續上升時壓迫柴油,柴油壓力到一定程度就會頂開單向閥蜂擁而出進入噴油嘴,再從噴油嘴進入氣缸燃燒室。
       這里特別要指出的是,柴油機都有進油管和回油管,進油管容易理解,那么回油管干什么用呢?原來柱塞每次排出一定量的柴油,只有一部分噴入氣缸,其余部分則由回油孔泄走,并利用增減泄走的回油量來調節噴油量。
       當柱塞上升至“上止點”后往下移動,柱塞傾斜槽又會與吸入口相遇,柴油又被吸進柱塞套里面,再次重復上述的動作。直列式噴油泵每一組柱塞系統對應一個氣缸,4個氣缸就有4組柱塞系統,因此體積比較大,多用在中型以上汽車。例如公共汽車和大貨車上的柴油機一般用直列式噴油泵。
       轎車及輕型汽車柴油機上的噴油泵一般是分配型,具有體積小重量輕,零件少構造簡單的優點。它用兩組柱塞系統(或者一組柱塞系統)加壓,柴油分別送入各個噴油嘴。
       它的基本工作原理就是在泵里面有兩組對置柱塞安裝在葉輪上,葉輪被發動機帶動轉動時,柱塞也隨之轉動,由于凸輪環的凸起部分壓動柱塞,使柱塞發揮象泵的作用一樣向葉輪中央的送油孔壓送柴油,這時送出去的柴油充滿了分配器入口處,然后按各氣缸順序排列噴射。
       由于兩組柱塞系統(或者一組柱塞系統)的動作轉數與氣缸數目成比例增加,因此該種噴油泵受到汽缸數目及最高轉速的限制。
       隨著柴油機技術的發展,又興起一種單體式噴油泵形式(稱為單體泵或者泵噴嘴),它實際上是將上述兩種型式的噴油泵“化整為零”,發動機每個氣缸燃油噴射由各自的獨立噴射單元(單體泵或者泵噴嘴)來完成。
       對于單體泵而言,噴油泵與噴油嘴之間用一根很短的高壓油管相連,而對于泵噴嘴而言,噴油泵與噴油嘴組合為一體,直接安裝在柴油機氣缸蓋上,由頂置凸輪軸驅動。它們的最大優點是能夠減輕或者消除在柴油流動和噴射的過程中,在高壓油管內所形成的壓力波影響。因為這個壓力波會妨礙著噴油系統與負荷、轉速的良好匹配,并會隨著高壓管的長度增長而增大。
       因此,縮短高壓油管的長度(噴油泵的設計思想)或干脆不要高壓油管(泵噴嘴的設計思想),減少柱塞與噴油嘴之間的高壓容積,可以得到接近于凸輪輪廓線所規定的供油規律。尤其是泵噴嘴,早在十幾年前已經應用在通用汽車上,如今有電子技術的精確控制,使其性能得以提高。
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