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1、1,WFMS/PEG | 威望于品质 孚信于用户 2021/7/6 | 版权所有,未经书面授权不得转载,直列柱塞泵原理与结构,2,目录,1.供油系统组成及功用 2.喷油泵总成的组成 3.喷油泵的组成 3.1喷油泵的组成 3.2泵油原理 3.3预行程 3.4柱塞偶件 3.5出油阀偶件 3.6凸轮轴 3.7滚轮 3.8油量控制机构 3.9喷油泵的工作能力 3.10特性曲线 4.供油量基准系统,3,1.供油系统的组成,柴油箱,输油泵,喷油泵,提前器,联轴器,喷油器,高压油管,回油管,低压油管,滤清器,调速器,4,供油系统的功用,（1）随着柴油机的负荷大小能将柴油定时、定量、均匀地供给柴油机。 （2）
2、随着外界阻力的大小变化，能自动调节供油量，确保柴油机按一定的转速稳定运行。 （3）使柴油提高到足够的压力，使其雾化与燃烧室良好配合，获得最佳的燃烧过程。,5,2.喷油泵总成的组成,喷油泵 调速器 提前器 联轴器 输油泵 增压补偿器 电磁阀,6,PW2000+RQV-K,7,PW2000+RSV,8,3.喷油泵概述,喷油泵是柴油机的心脏 喷油泵的作用：把燃油由低压变成高压，然后按各缸发火次序定时、定量、定压且均匀地通过喷油器，把雾状的燃油喷入燃烧室内。 定时-影响动力性经济性排放指标 定量-影响动力性经济性排放指标 定压-影响动力性经济性排放指标 均匀-柴油机工作稳定性,9,喷油泵的结构,10,
3、喷油泵的结构,泵体 凸轮轴泵油系安装其上，起支撑作用 泵油系（包括柱塞偶件，出油阀偶件，出油阀接头） 柱塞负责泵油，出油阀和出油阀弹簧负责输油 挺柱 传递动力 柱塞弹簧 控制油泵的最高转速 凸轮轴 驱动柱塞运动 油量控制机构 调整油量,11,喷油泵的结构,12,喷油泵的结构,泵体 凸轮轴泵油系安装其上，起支撑作用 泵油系（包括柱塞偶件，出油阀偶件，出油阀接头） 柱塞负责泵油，出油阀和出油阀弹簧负责输油 挺柱 传递动力 柱塞弹簧 控制油泵的最高转速 凸轮轴 驱动柱塞运动 油量控制机构 调整油量,13,3.1油泵工作原理,泵体部分：供油原理（充油压供油回油） 充 油：凸轮从上止点向下止点转动，柱塞
4、在柱塞弹簧作用力下下行至进回油孔上边缘以下时，进回油孔打开，来自输油泵的低压燃油进入柱塞上腔，形成充油过程。直到凸轮转到下止点时结束。 压供油：凸轮由下止点向上止点转动，挺柱推动柱塞上行，压缩燃油。当柱塞顶面关闭进回油孔后，油腔压力迅速提高，达到出油阀开启压力后打开出油阀，通过高压油管向发动机供油。直到柱塞斜槽与回油孔接通为止。 回 油：当柱塞斜槽与进回油孔接通后，高压燃油通过进回油孔流出油腔，油腔内压力迅速降低。当压力降到一定程度后，出油阀落座，供油结束。回油过程将一直持续到柱塞套油腔内压力与油道内压力相等为止。,14,3.2 预行程,a)下止点 b) 供油开始点 c) 上止点 h1：柱塞总
5、行程 h2：预行程 图3、供油原理,15,柱塞泵油过程,预行程：柱塞由下止点开始升起到进回油孔关闭 减压行程：柱塞向上运动，从进回油孔关闭到出油阀上升使减压带脱开阀座导向孔，即高压油供油开始点 有效行程：从高压油供油开始到柱塞斜槽打开回油孔即停止供油 剩余行程：柱塞从回油孔打开的停止供油点开始到上止点,16,下止点 开始供油 停止供油 上止点,17,3.3柱塞偶件,柱塞偶件一般由柱塞套和柱塞组 成，不同偶件之间不可互换。是 喷油系统中三对偶件之一。零件 精度高，中孔圆度为0.001，直线 度为0.001，间隙为0.001-0.003。 直接承受高压。要求材料耐磨和 高强度。,18,柱塞套,两节
6、或三节外圆 分体法兰柱塞套 整体法兰柱塞套,19,控油槽,单斜槽 双斜槽 螺旋槽 斜直槽 下螺旋槽 上螺旋槽 上下螺旋槽,20,螺旋槽,螺旋槽展开是一条直线，用导程定义,21,斜槽,斜槽展开是一条三角函数曲线，用角度定义,22,3.4出油阀偶件,出油阀偶件一般由阀芯和阀座组成，是喷油系统中三队偶件之一。不同偶件之间不可互换。对控制高压系统的残余压力喷油时刻喷油规律速度特性等都起着关键的作用，快速卸压功能，防止二次喷射 等容阀 应用最为广泛的出油阀 等压阀 严格排放法规，要求高喷射压力和高喷油速率，更易产生二次喷射，当喷射压力超过90MPa，使用等压阀 阻尼阀 通常是等容阀上装一阻尼阀，兼顾高低
7、速性能要求。,23,三种出油阀,等容阀 等压阀 阻尼阀,24,等容阀,原理：供油时出油阀打开，当柱塞有效行程结束，回油孔打开时，高压腔内压力下降，出油阀在弹簧与油压作用下开始落座，当减压环带下边缘进入座孔，高压腔与油管隔断，阀芯继续下降直至落座，走过一段距离即减压行程，从而还给油管一些容积，油管中压力迅速下降。 优点：结构简单；缺点：高低速适应性差，减压不足会产生二次喷射，减压过度低速易形成气泡 参数：减压容积 减压带直径 减压升程,25,等容阀工作原理,进油阶段 出油阀关闭,供油阶段 出油阀开启,供油结束 出油阀关闭,回油卸压 回油阀开启,卸压结束 回油阀关闭,26,阻尼阀,通常是等容阀上装
8、一阻尼阀，也有单独用一阻尼阀的 原理：压油过程中，阻尼阀打开，阻尼孔不起作用，回油过程中，阻尼阀先于等容阀落座，阻尼孔控制燃油的回流。 优点：可以兼顾高低速性能要求 参数：阻尼阀升程 阻尼孔直径,27,阻尼阀工作原理,28,等压阀,阀芯上装有一个单向阀 原理：供油过程中不起作用，回油时打开并使油管内保持一定的残余压力。 优点：制止气泡产生，变速变负荷下工作能力好，低速工况稳定。缺点：中低速时油量大，易冒黑烟，调速器上用负校正。 参数：开启压力和关闭压力，节流孔直径,29,等压阀工作原理,进油阶段 出油阀关闭,供油阶段 出油阀开启,供油结束 出油阀关闭,回油卸压 回油阀开启,卸压结束 回油阀关闭
9、,30,等压阀工作原理,31,3.5凸轮轴,凸轮型线 影响供油速率和供油规律 凹弧凸轮，切线凸轮，凸弧凸轮 对称和不对称 对称又分桃形和扇形,32,升程,33,供油速率,34,许用泵端压力,35,最高转速,36,3.6挺柱部件-滚轮,随着喷油泵泵端压力的不断增加，滚轮与凸 轮的接触应力相应增加，滚轮宽度不断加大； 滚轮与凸轮接触工作时，存在边缘应力效应，即滚轮两端应力最大； 采用鼓形滚轮后，滚轮中部的接触应力有少量增加，但两端的应力却大大降低；,37,3.7油量控制机构,供油量大小的调节 a. 转动柱塞，调整柱塞的角度，改变柱塞的有效行程，即可可调整油量的大小。 b.实际调整中，根据需要，左右
10、转动柱塞套的角度则会使这缸的油量增加或较少。,38,油量控制斜槽,柱塞上、下运动一次的供油量（即所谓单缸每循环供油量）决定于柱塞顶面关闭柱塞套进、回油孔到柱塞控制槽打开柱塞套回油孔的柱塞行程。改变这一行程的大小就能改变单缸每循环供油量的大小。由于凸轮轴上凸轮的型线对于一台喷油泵来说是固定不变的，因此在凸轮旋转过程中，柱塞的行程是一定的,控制槽,柱塞顶面,进、回油孔,39,油量调节原理,柱塞的圆柱面上开有控制斜槽，当柱塞相对于柱塞套转过一定的角度时，柱塞斜槽相对于进回油孔的供油行程将发生改变，如图所示。供油行程的改变则会导致供油量的改变，所以旋转柱塞就可以调节油量,供油开始,柱塞旋转,回油开始,
11、h3：有效供油行程 h：柱塞旋转后供油行程的改变量,柱塞套,柱塞芯,40,柱塞转动油量调节,拉动拉杆作往复运动，拉杆槽带动油量控制套筒作旋转运动，进而带动柱塞芯作旋转运动,油量控制套筒,拉杆,柱塞扁位,41,柱塞套旋转调节,旋转柱塞法兰套，改变柱塞套与芯的位置,柱塞法兰套,42,油量控制机构,油量调节机构 a.齿杆齿条 b.拉杆,43,拉杆结构,油量控制套筒、拉杆形式,油量控制套筒,柱塞扁位,拉 杆,柱塞扁位,油量控制套筒,拉 杆,44,齿杆结构,柱塞扁位,齿 条,齿 圈,齿轮、齿条形式,齿 圈,齿 条,柱塞扁位,45,喷油泵调整参数,凸轮轴间隙 预行程 各缸供油夹角 齿杆或拉杆灵活性检查 供
12、油量调整:包括绝对值和各缸之间供油量的相对值 出油阀开启压力 挺柱体间隙 齿杆零位,46,3.8喷油泵的工作能力,1最大循环供油量 2最高平均供油速率 3最大许用泵端压力 4最高转速,47,最大循环供油量,相关的参数：柱塞直径 预行程 供油延续角 出油阀减压容积 计算最大循环供油量的规定：在标准切线凸轮上以最高柱塞速度时相应的凸轮升程小0.3mm处为供油终点，取7度凸轮转角的供油延续角内的供油量。 计算的是几何供油量与实际供油量有区别，对比各系列油泵的工作能力,48,最高平均供油速率,喷油泵在供油延续角内每度的平均供油量 油泵对发动机性能的影响主要通过供油速率来实现，供油速率可表达为： 供油速
13、率=挺柱上升速度柱塞截面积,49,最大许用泵端压力,最大许用泵端压力,50,最高转速,最高转速一是挺柱与凸轮脱开，二是最高泵端压力限制,51,3.9喷油泵的曲线,速度特性曲线 供油特性曲线 调速特性曲线 提前器特性曲线,52,速度特性,速度特性：指喷油泵油量控制机构齿杆或拉杆位置固定不变时，油泵每循环供油量随油泵转速的变化曲线。 影响因素：出油阀类型，柱塞直径，进回油孔的数目，柱塞直径与进回油孔直径之间的比值，喷油压力的大小，喷油器的结构,53,速度特性曲线,54,供油特性,供油特性：指喷油泵在固定转速下，供油量与齿杆行程之间的关系曲线。 影响因素：斜率与柱塞直径和斜槽角度有关。,55,供油特性曲线,56,调速特性,调速特性：指喷油泵带调速器时，固定操纵手柄，增加油泵转速，超过调速器起作用转速到停油转速这段区间的供油量或齿杆行程与喷油泵转速的关系曲线。 影响因素：调速器的性能和柱塞斜槽角度,57,调速特性曲线,58,提前器特性,指提前器相对提前角与转速的关系曲线。,59,