2337 柴油機(jī)噴油泵工藝規(guī)程及夾具設(shè)計

2337 柴油機(jī)噴油泵工藝規(guī)程及夾具設(shè)計,柴油機(jī),油泵,工藝,規(guī)程,夾具,設(shè)計 產(chǎn)品型號 出油閥座 零件圖號 4四川理工學(xué)院 機(jī)械加工工藝過程卡片產(chǎn)品名稱 出油閥座 零件名稱 出油閥座 共 1 頁 第 1 頁材 料 牌 號 45Mn 毛 坯 種 類 鍛件 毛坯外形尺寸 L=450 每毛坯件數(shù) 1 每 臺 件 數(shù) 1 備 注工 時 工序號工 名序 稱工 序 內(nèi) 容車間工段設(shè) 備 工 藝 裝 備準(zhǔn)終 單件1 鋸 鋸 Φ45 圓鋼 備料 0.5min2 粗車 粗車 Φ45mm 端面及外圓 機(jī)加工 C620-1 端面車刀、外圓車刀 0.98min3 精車 粗車 Φ45mm 端面及外圓 機(jī)加工 C620-1 端面車刀、外圓車刀 3.3min4 鉆 鉆 Φ17 內(nèi)孔 機(jī)加工 Z525 Φ15 麻花鉆 5 min5 锪 將 Φ15 孔擴(kuò)到 Φ17 機(jī)加工 Z525 Φ17 锪孔鉆 3 min6 檢設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期）標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 09.06.021柴油機(jī)噴油泵工藝規(guī)程及夾具設(shè)計概論噴油泵是柴油機(jī)燃料供給系中最重要的 組成部分，它的性能和狀態(tài)的好壞，對柴油機(jī)的工作有著十分重大的影響，因此人們常稱它是柴油機(jī)的心臟。噴油泵的功用是根據(jù)柴油機(jī)不同的使用工況，按著一定的要求，將燃料通過噴油器供入各個氣缸。國外生產(chǎn)柴油機(jī)噴油泵最早，最大的廠家是西德波許（Bosch）公司。它是從 1886 年就開始生產(chǎn)柴油噴射系的產(chǎn)品，現(xiàn)在仍就生產(chǎn)大量各種系列的多缸噴油泵，為世界許多國家的柴油機(jī)配套。英國，美國，法國和日本等國家在生產(chǎn)噴油泵的初期，大都首先購買西德波許公司的專利，后來才逐漸發(fā)展各自的產(chǎn)第一章 柴油機(jī)噴油泵的設(shè)計1 .1 對噴油泵的要求根據(jù)柴油機(jī)可燃混合氣形成的特點(diǎn)和燃燒過程的需要，噴油泵應(yīng)能滿足如下的要求。1.1.1 供油量 噴油泵的供油量應(yīng)能滿足配套柴油機(jī)在各種工況下的需要，同時還要求保證的供油要均勻。因此，它不但要有與之相適應(yīng)的柱塞行程和柱塞直徑，而且還要有可靠的供油量調(diào)整機(jī)構(gòu)，以滿足上述要求。1.1.2 供油時間 根據(jù)發(fā)動機(jī)的要求，噴油泵要準(zhǔn)確的按規(guī)定的時間（供油提前角）向汽缸供油，且各缸的供油提前角應(yīng)該一致，其誤差不得大于 0，5 度凸輪軸轉(zhuǎn)角。 汽車用柴油機(jī)，除要求噴油泵有原始的供油提前角外，還要求供油提前角能隨著轉(zhuǎn)速的改變而變化。因此常采用專門的供油提前角自動調(diào)節(jié)器。 為了保證柴油機(jī)的工作性能，還要求噴油泵有一定的噴油泵延續(xù)時間，這要靠選擇合適的凸輪外形和相應(yīng)尺寸的柱塞相互匹配。1.2 壓力 根據(jù)柴油機(jī)燃燒室的型式和混合氣的形成方法的不同，噴油泵必須向噴油器供給相當(dāng)高壓力的燃油，以保證噴霧性能良好。對于予燃室式和渦流式燃燒室的發(fā)動機(jī)，噴油的最高壓力（峰值壓力）約為 210——350 公斤/厘米 2，直接噴2射式燃燒室發(fā)動機(jī)的最高噴油壓力可達(dá) 300 公斤/厘米以上。為了承受這樣高壓力而不過分滲漏，設(shè)計柱塞時必須考慮變形最小，并用選配和互研等最精密的加工方法來保證柱塞付的緊密配合。第二章 柴油機(jī) P 型噴油泵的設(shè)計幾十年來，柱塞式噴油泵雖然有些改進(jìn)和發(fā)展，但在結(jié)構(gòu)上仍是大同小異，沒有什么根本上的變革。近年來，由于柴油機(jī)不斷的強(qiáng)化（增壓和擴(kuò)大缸徑）和高速化，因而對噴油泵提出了新的要求，即在不擴(kuò)大噴油泵的外形和主要安裝尺寸的情況下，要求有較大的循環(huán)供油量。這樣就必須使噴油泵進(jìn)行強(qiáng)化，從而擴(kuò)大對柴油機(jī)的適應(yīng)范圍。到了六十年代初期，國外研制成功了 P 型噴油泵。P 型噴油泵基本上脫離了柱塞式噴油泵的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)：采用不開側(cè)窗口的箱式封閉泵體，大大的提高了泵體的剛度，使其能承受更高的噴油壓力而不至變形，以適應(yīng)高速高功率柴油機(jī)的需要。其柱塞套，出油閥偶件以及出油閥緊座等用一個帶法蘭的鋼套裝在一起，成為一個整體部件，用螺釘將法蘭直接固定在泵體上，形成懸掛式的結(jié)構(gòu)，從而改善了柱塞套筒，出油閥偶件以及泵體的受力狀態(tài)，其油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是在角鋼型的拉桿上開有方槽，使之與控制套筒上的滾珠球相齒合來控制油量，供油量和供油始點(diǎn)時間的調(diào)整是分別從外面轉(zhuǎn)動法蘭套和改變法蘭套下面墊片數(shù)的辦法進(jìn)行的而且可在噴油泵運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下轉(zhuǎn)動柱塞法蘭套對供油量進(jìn)行調(diào)整，噴油泵采用了強(qiáng)制式潤滑系統(tǒng)，并與發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)相連接。在 P 型泵的基礎(chǔ)上，近幾年國外又發(fā)展 FM 強(qiáng)化型噴油泵。它除具有 P 型泵的特點(diǎn)外，在結(jié)構(gòu)上又進(jìn)行了改進(jìn)。噴油泵的泵油部件的結(jié)構(gòu)能使在維修油泵時直接將偶件，彈簧座，柱塞彈簧和挺柱體從泵體上面抽出而不必拆卸凸輪軸的缺點(diǎn)。此設(shè)計方案的特點(diǎn)是柱塞下端用特殊的嵌卡方式，上彈簧座和柱塞彈簧的定位是通過一只內(nèi)彈性鎖環(huán) 9。出油閥設(shè)計的特點(diǎn)是密封帶位于減壓帶下面，這樣可使出油閥在關(guān)閉時有緩沖作用，從而能特別適應(yīng)于較高的峰值壓力。出油閥體法蘭上平面開有一環(huán)形槽，相應(yīng)的在此環(huán)形槽內(nèi)裝有同樣形狀的3軟件高壓密封墊片，因而可以防止因出油閥墊片穴蝕而引起高壓油的泄露問題。在緊靠出油閥處，柱塞套孔上都有一段加大的直徑，以使柱塞和套筒間形成較大的間隙，防止柱塞發(fā)生卡住的現(xiàn)象。2.1 柱塞式噴油泵的工作原理和構(gòu)造2.1.1 噴油泵的工作原理柱塞式噴油泵是利用柱塞在柱塞套內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動吸入燃油，并強(qiáng)制將燃油增壓經(jīng)噴油器噴入汽缸。為了能使燃油以很細(xì)微的霧狀噴入汽缸，要求噴油泵產(chǎn)生相當(dāng)高的噴油壓力，這一高壓是由柱塞的高速運(yùn)動和柱塞偶件的精密配合來實(shí)現(xiàn)的。近代噴油泵的最高噴油壓力可大 1000 公斤/厘米左右。柱塞式噴油泵的噴油過程如圖 4-7 所示。柱塞 1 的圓柱形外表面上鉉有直線型（或螺旋型）的斜槽 3，斜槽與柱塞頂面以油孔相通。柱塞套 2 上有兩個鉆孔 4 和 8，二者皆與噴油泵泵體上的低壓油腔相通。柱塞與柱塞套成極精密的配合并合稱為柱塞偶件。柱塞偶件上方裝有出油閥偶件（出油閥 6 及出油閥座5）和出油閥彈簧 7。柱塞由凸輪軸驅(qū)動，在柱塞套內(nèi)作直線往復(fù)運(yùn)動，同時還可以繞其軸線進(jìn)行轉(zhuǎn)動。圖 4-7A 表示柱塞下移至油孔 4 和 8 以下位置時，燃油在柱塞的真空吸力以及輸油泵的壓力下充滿柱塞上部空腔，在柱塞從下止點(diǎn)向上移動的 過程中，開始將有一部分燃油被柱塞從油孔 4 和 8 擠回低壓油腔，這一過程直到柱塞的上平面運(yùn)動到二油孔的上邊緣處為止。此時，當(dāng)柱塞再繼續(xù)上升，柱塞上部的燃油壓力將驟然上升，并將壓縮出油閥彈簧 7 使出油閥 6 開始上升。當(dāng)出油閥上的圓形環(huán)帶離開出油閥座 5 的導(dǎo)向孔時候，高壓燃油才能經(jīng)高壓油管供至噴油器。柱塞繼續(xù)上移到圖 4-7C 所示位置時候，斜槽 3 同油孔 8 開始相通，使柱塞的上腔與低壓油腔相通，此時高壓油通過柱塞中心鉆孔，斜槽 3 和油孔 8 回流到泵的低壓油腔。這時由于泵腔油壓急劇下降，出油閥在彈簧的作用下迅速降回原位，油泵停止供油，然后柱塞繼續(xù)上升，直到上升點(diǎn)為止，但此時并不產(chǎn)生供油，因柱塞的上腔與泵的低壓油腔是相互連通的。在上述的整個泵油過程中，柱塞從最下位置移到最上位置時候，柱塞所移動的距離稱為柱塞的全行程。全行程的大小對某種（或系列）的噴油泵來說是不變的，它完全取決于凸輪的升程。柱塞的全行程用 H 表示，它等于預(yù)行程，減壓行程，有效行程，和剩余行程之和。柱塞的各種行程如圖 4-8 所示。預(yù)行程 H1：柱塞從下止點(diǎn)上升到上端面將進(jìn)油孔完全關(guān)閉時所移動的距離4稱為預(yù)行程，它是根據(jù)發(fā)動機(jī)對供油提前角的要求所決定的。因此其值可能因泵而異。減壓行程 H2：從預(yù)行程結(jié)束到出油閥開啟（減壓環(huán)帶開始離開閥座的導(dǎo)向孔時）時柱塞所上升的距離。它決定于出油閥上圓柱形環(huán)帶的尺寸。有效行程 H3：從出油閥開啟到柱塞斜槽的梭邊打開回油孔時柱塞上升的距離叫有效行程。它決定于配套發(fā)動機(jī)的功率（即供油量）和柱塞直徑的大小。剩余行程 H4：從有效行程結(jié)束到柱塞到達(dá)上止點(diǎn)為止，它所上升的距離。它是使柱塞，滾輪體總成等零件從做大的運(yùn)動速度降低到零時所必要的過渡行程。由上可見，并不是在柱塞的全行程內(nèi)都供油，而只有在有效行程中才供油。柱塞的有效行程一般是在柱塞運(yùn)動速度較大的中間一段，因?yàn)橹挥羞@樣才能滿足發(fā)動機(jī)對供油規(guī)律的要求。一般噴油泵在標(biāo)定供油量時，柱塞的全行程h=(3~4.25)h3。噴油泵柱塞每行程泵出的油量稱為循環(huán)供油量。它的大小與柱塞的有效行程有關(guān)，有效行程越大，循環(huán)供油量越大，反之，有效行程越小，循環(huán)供油量越小。因此，當(dāng)需要改變噴油泵對發(fā)動機(jī)的供油量時，必須改變柱塞的有效行程。改變柱塞有效行程的方法是轉(zhuǎn)動柱塞，使柱塞的斜槽與柱塞套上的回油孔 8 在相對位置上發(fā)生變化。如把柱塞按圖 4-7C 中的箭頭方向旋轉(zhuǎn)一個角度柱塞的有效行程就增加。如果朝相反方向轉(zhuǎn)動柱塞，有效行程就減小。這樣便可改變柱塞循環(huán)供油量，當(dāng)柱塞轉(zhuǎn)到如圖 4-6D 時，柱塞在任何高度位置上都不能完全關(guān)閉回油孔 8，這時柱塞的有效行程為零，噴油泵處于停止供油狀態(tài)。2.1.2. 噴油泵的構(gòu)造柱塞式噴油泵主要由分泵，油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，傳動機(jī)構(gòu)和泵體組成。2.1.2.1 分泵分泵是噴油泵的泵油機(jī)構(gòu)，每臺噴油泵（多缸）都由數(shù)個分泵組成，它的數(shù)目與配套發(fā)動機(jī)的缸數(shù)相同。分泵由下列零件組成：柱塞偶件（柱塞 8 和柱塞7） ，柱塞彈簧 18（參閱圖 4-2） ，彈簧下座 19，出油閥偶件（出油閥 12 和閥座10） ，出油閥彈簧 15，減閥器 14 和出油閥緊座 13 等。調(diào)節(jié)臂 22 壓裝在柱塞的下端，其另一端嵌入油量調(diào)節(jié)叉 4 的凹槽內(nèi)。柱塞套 7 裝在噴油泵的上體座孔中。柱塞套上兩個油孔與泵體上低壓油腔相通。為了防止柱塞套產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，用定位螺釘 9 使其定位。5柱塞彈簧 18 支承在噴油泵上體 27 的下端面與彈簧下座 19 之間，而彈簧下座是支承在滾輪提 3 的上端面上。柱塞彈簧的作用是使柱塞和滾輪體部件始終與凸輪表面相接觸，以保證柱塞能及時可靠的下行。因此柱塞彈簧在安裝時需有一定的予緊力。出油閥偶件位于柱塞套的上方，二者的接觸而要求嚴(yán)格密封。擰入出油閥緊座 13 后，通過高壓密封墊 11 將出油閥座 10 與柱塞套壓緊，同時出油閥也被彈簧緊壓在閥座上。密封圈 16 用來防止低壓油從出油閥緊座的螺紋處滲漏。國產(chǎn)系列泵大都采用如上的燃油密封結(jié)構(gòu)，也有許多噴油泵只用一個密封墊圈來同時完成對高，低壓燃油的密封作用。低壓油的密封是靠密封圈壓緊后而與泵體內(nèi)孔緊密貼合來實(shí)現(xiàn)的。 2.2 柱塞偶件柱塞和柱塞套是噴油泵中最精密的偶件之一。它們是采用優(yōu)質(zhì)合金鋼制造的，并通過精密的加工和選配，互研，其配合間隙控制在 0.0015~0.0025 毫米的范圍內(nèi)。規(guī)定的間隙能保證燃油產(chǎn)生高壓和柱塞偶件有必要的潤滑。間隙過大，易產(chǎn)生漏油和壓力不足；間隙過小，偶件的潤滑變得困難，且容易卡死。柱塞和柱塞套在選配互研組成偶件后不得互換。為了保證偶件在各種情況下都較穩(wěn)重而不變形，要求在加工過程中嚴(yán)格的進(jìn)行熱處理，冷處理和時效處理。2.2.1 柱塞柱塞的尺寸和結(jié)構(gòu)型式是多種多樣的，它們對噴油泵的工作性能有很大的影響，與每種柴油機(jī)配套的噴油泵，都有固定尺寸和型式的柱塞。使用中一般不容許更換。2.2.1.1 柱塞直徑噴油泵柱塞的直徑完全取決于配套柴油機(jī)的要求 。它決定于柴油機(jī)的不同功率對循環(huán)供油量的需要和不同燃燒室型式對噴油的續(xù)角的要求。為了達(dá)到一定的循環(huán)供油量，選用的柱塞直徑越大，則有效行程越小。供油速度愈快，而供油延續(xù)角也愈小。在為某種型式柴油機(jī)選配噴油泵柱塞時，一般先選定凸輪的型式，然后根據(jù)柴油機(jī)對循環(huán)供油量和噴油延續(xù)角的要求。初步估算柱塞的直徑。如圖 4-9 為已知凸輪的升程隨轉(zhuǎn)角而變化的曲線，在考慮到保證柱塞有一定的供油速度后，取供油開始點(diǎn)為 A，再根據(jù)供油延續(xù) 角的要求，可決定供油終點(diǎn)為 B，則柱塞的有效行程為 H，然后按要求的循環(huán)供油量 V 就可以按下列公式計算出柱塞的直徑 D。6求循環(huán)供油量 0V最大功率按額定功率 120%來計算的話，已知標(biāo)定功率 =42KW，標(biāo)定工況燃油耗率eN=285g/kw·heg所以，每小時標(biāo)定耗油量 V= · =42×285=11970g/heNg則每小時最大耗油量 =V· =17236.8g/hmaxV2%10即每分鐘每缸為 /4h=71.82g/min由于柴油機(jī)標(biāo)定轉(zhuǎn)速 3000r/min，所以每分鐘循環(huán) 1500 次/min即供油 1500 次/min, =71.82/1500=0.04788g/循環(huán)=0.0576867 /循環(huán)=57.69 /循環(huán)0 3cm3根據(jù)公式 =1/4 hg 再查表 表 4—1（汽車柴油機(jī)染油系）得，V2d?53P柱塞升程 hg=7mm,凸輪升程 7mm,分泵中心距 25mm考慮到供油延續(xù)角 ，取柱塞有效升程為 =2.3mm,則柱塞直徑范圍 d= =5.65mmg?gh?hgV09柱塞行程分為四行程 （汽車柴油機(jī)燃油系） ，根據(jù)上式得，hg 有效行程為 2.3mm，總行62P程 h=7mm,減壓行程決定于出油閥上圓柱形環(huán)帶的尺寸（未確定）圓柱形環(huán)帶即為減壓環(huán)帶 圖 4—29（汽車柴油機(jī)燃油系）75減壓環(huán)帶體積 1/4 h(d 為減壓環(huán)帶直徑)h 為出油閥的減壓行程2d?凸輪（采用切線凸輪）確定凸輪的基圓半徑 ，最大升程 h=7mm0r計算出柱塞直徑后，再選擇數(shù)值相近的標(biāo)準(zhǔn)直徑的柱塞。由于計算和實(shí)際情況的差異最后還必須通過發(fā)動機(jī)的臺架試驗(yàn)，以確定該尺寸的柱塞是否使發(fā)動機(jī)性能最好。在。 。 。 。還要確定最佳的供油提前角。例如 6135Q 型柴油機(jī)所用的 11 號泵，在選配柱塞時，曾。 。直徑為 8，9.5，10 和 11 毫米等幾種柱塞進(jìn)行對比試驗(yàn)，因此，只有二者相互配合才能達(dá)到發(fā)動機(jī)的要求。在使用和修理中，噴油泵一般不允許更換不同直徑的柱塞。如果在特殊的情況下。 。要求發(fā)動機(jī)重新作臺架試驗(yàn)，以確定發(fā)動機(jī)在此情況下的最佳供油提前角，使。 。獲得較好的性能。改變噴油泵的柱塞直徑后，對噴油泵和發(fā)動機(jī)將有如下的影響：7如加大柱塞的直徑會使噴油速率（每度凸輪轉(zhuǎn)角的噴油量）增大，噴油延續(xù)角變小，噴油壓力和高壓系統(tǒng)中的峰值壓力（噴油時所能產(chǎn)生的最高壓力）增大，發(fā)動機(jī)的工作變得粗暴，噴油泵凸輪軸等傳動件負(fù)荷加大。凸輪軸等傳動件的負(fù)荷加大，會使這些零件的磨損加劇和使用壽命降低。因此，在設(shè)計和配套時，應(yīng)盡量選用較小直徑的柱塞，而采用使柱塞能高速運(yùn)動的凸輪來滿足發(fā)動機(jī)對供油規(guī)律的要求。柱塞直徑大小對供油性能的影響如表 4-2 所示。2.2.1.2 柱塞上斜槽的型式斜槽的種類柱塞上的斜槽形狀有螺旋線型和直線型兩種，將帶螺旋槽柱塞的頭部表面展開以后，其控油梭邊在展開圖上為一直線（圖 4-11） 。柱塞每循環(huán)供油量對柱塞轉(zhuǎn)角的變化率稱為調(diào)油系數(shù)，調(diào)油系數(shù)越大，調(diào)油越靈敏。螺旋槽柱塞的調(diào)油系數(shù)為常數(shù)，因此柱塞在各種供油量位置其控油梭邊在展開圖上為局部正弦曲線，因而它的調(diào)油系數(shù)是變化的。國產(chǎn)系列泵柱塞皆采用直線型斜槽，這樣可使斜槽的加工工藝變得簡單一些。按著柱塞上螺旋槽布置形式的不同，基本上可分為三種：上螺旋槽式，下螺旋槽式和上下雙螺旋槽式柱塞，如圖 4-10 所示。在使用中，當(dāng)需要轉(zhuǎn)動柱塞改變循環(huán)供油時，對于不同型式的柱塞就會分別產(chǎn)生供油量始點(diǎn)或終點(diǎn)的改變，或者二者同時改變。它們的應(yīng)用完全取決于配套發(fā)動機(jī)的需要。圖 4-10a 為下螺旋槽式柱塞，其柱塞的頂部為一平面。它屬于供油開始點(diǎn)不變供油終點(diǎn)改變的柱塞。這種柱塞適用于為經(jīng)常以恒定轉(zhuǎn)速工作的柴油機(jī)配套的噴油泵上，如發(fā)電用的柴油機(jī)。此時可按工作轉(zhuǎn)速范圍變化較大的發(fā)動機(jī)上，在高速時調(diào)整高最佳供油提前角之后，就會使發(fā)動機(jī)在低速工作時，因供油提前角過大而產(chǎn)生工作（敲缸）的現(xiàn)象。但是由于這種型式的斜槽加工中工藝較為簡單，所以目前在汽車，拖拉機(jī)的噴油泵上也廣泛使用。由于在汽車柴油機(jī)中，都裝有離心式噴油提前角自動調(diào)節(jié)，所以可克服該種柱塞對供油時間的影響。圖 4-10b 是上螺旋槽式柱塞，它屬于供油始點(diǎn)變化而供油終點(diǎn)不變的柱塞。這種型式適用轉(zhuǎn)速與供油量變化一致的柴油機(jī)，例如船舶用柴油機(jī)。此種柴油機(jī)的工作條件是負(fù)荷增大轉(zhuǎn)速也相應(yīng)提高，部分負(fù)荷工作時柴油機(jī)轉(zhuǎn)速也降低。因此，使供油量，轉(zhuǎn)速和供油提前角在各種工況下都能很好的相互適用。8圖 4-10C 是上下雙螺旋槽式柱塞，它屬于供油始點(diǎn)都變化的柱塞。這種調(diào)節(jié)方式對于負(fù)荷和轉(zhuǎn)速都經(jīng)常發(fā)生變化的柴油機(jī)較為有利，它可使柴油機(jī)的工作比較柔和。但因其結(jié)構(gòu)和加工工藝都較為復(fù)雜，所以在實(shí)際中應(yīng)用不多。螺旋槽旋向 柱塞上的斜槽或螺旋梭邊，按其傾斜的方向可分為左旋和右旋柱塞。它可按下述方法判定，把柱塞置于垂直位置后，觀察柱塞上斜槽（或螺旋梭邊）上升的方向。如果斜槽向左方為上升，則為左旋（圖 4-10A） ；反之，如果斜槽向右方為上升，則為右旋（圖 4-10B） 。對于某種車型的柴油機(jī)噴油泵，所采用柱塞的斜槽方向是固定的，它取決于噴油泵在發(fā)動機(jī)的安裝位置（在左側(cè)或右側(cè)）和噴油泵供油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的類型（撥叉式或齒桿式）的不同，要注意更換柱塞時不要搞錯，否則在試驗(yàn)臺上調(diào)整供油量時就會出現(xiàn)異常的現(xiàn)象。螺旋邊導(dǎo)程或斜槽傾角 螺旋邊的導(dǎo)程是指螺旋槽的梭邊每轉(zhuǎn)一周在柱塞軸向上升的距離，它表示螺旋邊的傾斜程度，與斜槽傾角具有相同的含義。柱塞上斜槽傾角的大小對發(fā)動機(jī)工作的穩(wěn)定性有一定的影響。因?yàn)樵谝苿诱{(diào)節(jié)拉桿改變供油量時，其供油量的變化程度會因柱塞上斜槽傾角的不同而不同。例如，當(dāng)柱塞斜槽傾角過大時，調(diào)節(jié)拉桿即或有不大振動，也會使供油量產(chǎn)生明顯的改變，從而造成發(fā)動機(jī)的扭矩和轉(zhuǎn)速的波動，影響發(fā)動機(jī)工作的穩(wěn)定。同時這樣還會引起調(diào)速器頻繁的產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用，工作也還不穩(wěn)定。反之，當(dāng)傾角過小時是不允許的，因?yàn)樵谶@種情況下，即使要改變很小的供油量，調(diào)速器也必須把調(diào)節(jié)齒桿移動很大的距離，因而也影響了調(diào)速器反應(yīng)的靈敏性。另外，斜槽傾角的大小對于柱塞的磨損和使用壽命也有一定的影響。當(dāng)傾角較小時，柱塞上斜槽的工作梭邊較長，使磨損帶的分布較長，可減輕梭邊的磨損。因此，在選擇柱塞斜槽梭邊傾角時，不僅要保證滿足各種工況對供油量的要求，而且也需要考慮發(fā)動機(jī)工作的穩(wěn)定和柱塞的磨損問題。柱塞斜槽在加工中，必須保證有較高的精度，并要求保持斜槽工作梭邊的直角銳邊。斜槽工作梭邊的精確程度對各缸供油均勻性有著重要的影響柱塞斜槽的傾角與噴油泵所配用的調(diào)速器型式有著密切的關(guān)系，因?yàn)檎{(diào)速器飛塊運(yùn)動的兩個極限決定了供油調(diào)節(jié)拉桿的行程。當(dāng)調(diào)節(jié)拉桿的行程被確定后，柱塞的斜槽傾角也就受到了限制。此時如傾角過小，就會造成調(diào)節(jié)拉桿行程不足的情況，這樣就不能同時即滿足發(fā)動機(jī)最大供油量又滿足最小供油量工9況的要求。為了正確的決定一定直徑柱塞的斜槽傾角，一般是利用柱塞表面展開圖求得，如圖 4-11 所示，假如柱塞直徑 D 和柱塞套上的回油孔徑已經(jīng)確定，S 表示從全負(fù)荷位置至怠速位置柱塞應(yīng)該轉(zhuǎn)動的展開長度，其值是根據(jù)相應(yīng)的調(diào)節(jié)拉桿行程折算出來的。這段拉桿行程是根據(jù)總的拉桿行程并考慮到起動加濃和停油的需要而后選擇的。圖中的水平線表示柱塞頂面的展開線。根據(jù)怠速和全負(fù)荷時循環(huán)供油量可以計算出（公式 4-1）相應(yīng)的柱塞有效行程 H 和 H。然后在怠速和全負(fù)荷位置分別畫出回油孔 B 和 A，再作 A 和 B 二孔的公切線，即求得柱塞斜槽的工作梭邊。根據(jù)作圖即可求出螺旋梭邊的導(dǎo)程或斜槽的傾角。同時在圖中也可確定起動位置和停油時的回油孔位置和相應(yīng)的調(diào)節(jié)拉桿行程。一般選擇在 S/2 處作為柱塞斜槽的設(shè)計基準(zhǔn)和測量基準(zhǔn)，其基準(zhǔn)線的位置與柱塞下部十子形凸緣的中心線相重合（圖中 4-13 中之 5） 。對于帶有調(diào)節(jié)臂的國產(chǎn)系列泵柱塞，要求壓裝調(diào)節(jié)臂時使它與斜槽基準(zhǔn)線有一定的角度。圖 4=12為 II 號泵柱塞調(diào)節(jié)臂的裝配位置。對于帶直切槽的柱塞，為了防止柱塞的轉(zhuǎn)角過大，要求從基準(zhǔn)線至柱塞直切槽的邊緣所占的中心夾角一般不大于 90 度（參閱圖 4-13） 。這一點(diǎn)也限制了斜槽傾角的過小。在噴油泵的裝配時，為了保證達(dá)到設(shè)計要求和裝配調(diào)整的方便，使柱塞和調(diào)節(jié)拉桿能達(dá)到同步，因此在柱塞，可調(diào)齒圈，齒桿上都刻有相應(yīng)的記號（圖4-13） 。其裝配方法如下：用定位螺釘（或定位銷）將柱塞套定位，使其進(jìn)，回油孔的中心線與調(diào)節(jié)齒桿的中心線相垂直；使柱塞上十字凸緣的中心線與柱塞套上油孔的中心線相重合，記號朝外；將調(diào)節(jié)齒桿置放在中間位置，使調(diào)節(jié)齒圈上帶有記號的齒與齒桿上帶記號的齒見相齒合。齒桿的中間位置也是根據(jù)齒桿上的記號確定的，當(dāng)齒桿 上加工有一圈刻線時（在調(diào)速器一側(cè)） ，使其刻線與泵體端面對齊也可保證齒桿在中間位置。若齒桿的前端打有沖坑時，應(yīng)使齒桿處于在沖坑與裝在泵體上的齒桿導(dǎo)套相對應(yīng)的位置。裝合噴油泵時一定要按上述規(guī)定進(jìn)行裝置，否則將給油泵的調(diào)試帶來麻煩。在噴油泵已裝合完畢的情況下，如發(fā)現(xiàn)個別調(diào)節(jié)齒圈與調(diào)節(jié)齒桿齒合位置不對，不必重新拆開。此時，可將調(diào)節(jié)齒圈連同控制套筒一起用螺絲刀子，便可得到二者的正確齒合位置。102.2.1.3 柱塞的結(jié)構(gòu)型式不同的回油通道型式 柱塞在停止供油時，按其燃油回流通道型式的不同，通常有兩種不同結(jié)構(gòu)的柱塞：一種是在柱塞頭部的外表面上開有直切槽（圖 4-14） ；另一種是在柱塞的中鉆有軸向孔和徑心孔（圖 4-15） 。外開槽式的柱塞，因不斷的調(diào)節(jié)供油量而轉(zhuǎn)動的過程中，燃油中的機(jī)械雜質(zhì)較容易進(jìn)入柱塞與套筒的間隙中，使柱塞偶件的磨損加劇，且特別會加速直切槽兩側(cè)邊緣的磨損。另外，柱塞外圓表面開槽后還會使其加工和研磨工藝變得復(fù)雜，而且精度不好保證，很容易使其幾何形狀的偏差超限。較為合理的還是中心鉆孔式柱塞，它不但能防止柱塞轉(zhuǎn)動時機(jī)械雜質(zhì)的侵入，而且因外表面不開槽而增加了柱塞頭部與套筒的支承面積，故柱塞的使用壽命可以延長。雙螺旋槽式柱塞 在柱塞的表面上除開有控制供油量的螺旋槽外，還在其相對的位置另開一個螺旋槽（圖 4-16） 。其目的是為了平衡高壓燃油對柱塞所產(chǎn)生的側(cè)壓力，這樣柱塞就不會因受單向側(cè)壓力的作用而貼緊在柱塞套筒的一側(cè)，因此可以減輕柱塞的磨損和防止柱塞咬死的可能。這種結(jié)構(gòu)對于具有很高峰值壓力的強(qiáng)化型噴油泵是很必要的。另外，增加第二螺旋槽后也可以改善柱塞偶件的潤滑。帶起動槽的柱塞 為了便于柴油機(jī)起動，在柱塞的頂部開設(shè)一短槽（圖4-17） 。由于柴油機(jī)在低速起動時汽缸內(nèi)的溫度較低，柴油不易著火，因此希望當(dāng)活塞壓縮在止點(diǎn)附近使汽缸溫度升高后再將燃油噴入。帶有起動槽的柱塞就可以減小噴油泵的供油提前角，以利于發(fā)動機(jī)的起動。柱塞上的起動槽只有在柱塞處于起動供油位置時，它才與進(jìn)油孔處在相對的位置。此時噴油泵的開始供油時刻，不決定于柱塞上平面的位置，而是當(dāng)起動槽的下端面完全封閉進(jìn)油孔時，供油才開始，這樣可以使供油提前角延遲 4 度！8 度曲軸轉(zhuǎn)角。防漏柱塞 當(dāng)噴油泵采用壓力潤滑時，要嚴(yán)格的防止燃油從柱塞偶件的間隙滲漏到潤滑油中，否則會沖稀潤滑油。當(dāng)沖稀的潤滑油循環(huán)進(jìn)入發(fā)動機(jī)的潤滑系統(tǒng)之后，會破壞對發(fā)動機(jī)運(yùn)動件的潤滑，這是不允許的。為此，通常在柱塞上開有環(huán)形集油槽（圖 4-18） ，使從柱塞偶件間隙泄漏的燃油集聚在環(huán)形槽內(nèi)，因此大部分泄漏的燃油都可從該孔流回低壓油腔，而僅有微量的燃油沿柱塞表面繼續(xù)下泄。這小部分燃油的泄漏是必要的。因?yàn)樗梢员ＷC柱塞偶件下部的潤滑。11一般結(jié)構(gòu)的柱塞，在其下部的導(dǎo)向部分都開有小環(huán)形槽，以儲存燃油對柱塞偶件進(jìn)行潤滑。2.3 柱塞套筒柱塞套筒的結(jié)構(gòu)型式也有很多種。但她們的主要區(qū)別表現(xiàn)在進(jìn)，回油孔的數(shù)目和位置不同。2.3.1 單孔柱塞套筒柱塞套筒上只有一個油孔，它同時承擔(dān)進(jìn)油和回油的雙重任務(wù)。這種套筒對于柱塞偶件的磨損是很不利的，套筒的磨損全集中在油孔的附近，而柱塞的磨損也同時集中在與油孔相對的工作表面上，因此使柱塞和套筒的配合間隙很快增大，從而降低偶件的使用壽命。單孔柱塞套的偶件，由于其漏油部位少，所以密封性較好。在柱塞直徑和配合間隙相同的情況下，它的噴油峰值壓力可以提高，但因在柱塞開始供油之前節(jié)流作用的加速，使供油量隨轉(zhuǎn)速的提高而增加得較多（即使噴油泵的速度特性曲線變陡） ，這對提高發(fā)動機(jī)的適應(yīng)性是不利的。因此，一般只是在柱塞直徑較小的情況下才采用單孔的柱塞套。2.3.2 雙孔柱塞套筒在柱塞套上加工有兩個油孔，其中只有一個油孔承擔(dān)回油的任務(wù)，這種型式的套筒可以使柱塞 偶件的磨損部位分散在不同的位置，即在進(jìn)油和回油時的磨損分別發(fā)生在套筒和柱塞的不同部位上，因此可以延長使用壽命，雙孔柱塞套筒按其油孔的位置不同又可分為平孔和高低孔兩種。平孔的柱塞套是指進(jìn)?；赜涂椎闹行木€處于同一高度上。這種型式的油孔便于加工，可一次鉆成，工藝性較好。高低孔柱塞套筒上的二油孔不在同一高度上，回油孔的位置較低（圖 4-19） 。采用高低孔的柱塞偶件后，可以使柱塞頭部的尺寸增長，從而增加了柱塞的密封長度和提高了密封性。柱塞頭部密封長度增加的數(shù)值正好等于高低孔間的距離。設(shè)柱塞的有效行程為 H。當(dāng)用平孔柱塞套筒時，其柱塞的密封長度為 L。而采用高低孔柱塞套時，在有效行程仍為 H 的情況下，柱塞的密封長度卻為L20，L2，L1 的差即為密封長度的增加量，同時也等于高低孔的距離。由于柱塞套上進(jìn)，回油孔彼此錯開，回油時所泄出的含有氣泡的燃油不會再從進(jìn)油孔重新吸入偶件之中，而從進(jìn)油孔吸進(jìn)的是由輸油泵新輸入的無氣泡的燃油，因此能達(dá)到較精確的計量，不會因空氣混入而引起供油量的不穩(wěn)定。從密封性的角度看，柱塞偶件在配合間隙相同的情況下，單孔柱塞套和高12低孔柱塞套偶件的密封性較好，平孔柱塞的偶件密封性教差。通過快速磨損試驗(yàn)表明，單孔柱塞偶件的初始磨損速率較低，但隨著時間的增加而磨損的速度迅速加快。而雙孔柱塞偶件的磨損速率比較穩(wěn)定。兩種不同結(jié)構(gòu)的雙孔柱塞偶件其磨損的速率幾乎相同。由于平孔柱塞套偶件的密封性較差，在使用中如因磨損使密封性下降產(chǎn)生泵油壓力不足的情況下，可用堵死進(jìn)油孔的方法，提高和恢復(fù)其密封性。此時相當(dāng)于單孔柱塞套的情況。用這種方法修復(fù)的柱塞偶件仍可繼續(xù)工作一段時間，但供油特性將有一定的變化。2.3.3 帶集油槽的柱塞套筒與帶集油槽的柱塞作用相同，在柱塞套內(nèi)孔表面開設(shè)環(huán)形集油槽（圖 4-20）并用回油孔與套筒上的進(jìn)油孔相通。這種柱塞套的加工工藝較為復(fù)雜。采用多種燃料發(fā)動機(jī)的噴油泵，因使用潤滑性差，粘度低的燃料，為了即防止燃料的泄漏又保證柱塞偶件的可靠潤滑，在柱塞套上除設(shè)有防漏的集油槽 1 以外，還增加一個用來潤滑和密封用的環(huán)形槽 2（參閱圖 4-20） 。通入密封槽中的潤滑油是經(jīng)過嚴(yán)格過濾的，并保持有一定的供油壓力。國產(chǎn)紅巖牌 CQ260 型汽車的6140 型柴油機(jī)噴油泵即采用該種型式的柱塞偶件。應(yīng)該指出，在柱塞或柱塞套上采用防漏回油槽結(jié)構(gòu)后，其偶件的密封性會有所下降。2.3.4 懸掛式柱塞偶件普通結(jié)構(gòu)的柱塞套是用出油閥緊座壓裝在泵體內(nèi)，此時柱塞套的大端被軸向夾緊。這樣便在進(jìn)，回油孔的周圍產(chǎn)生很大的局部壓力，使該部位產(chǎn)生較復(fù)雜的變形，因而影響柱塞偶件的工作和使用壽命。典型的懸掛式柱塞結(jié)構(gòu)應(yīng)用在 P 型噴油泵中（參閱圖 4-4） ，柱塞套用法蘭吊掛于泵體內(nèi)。由于懸掛的法蘭位于進(jìn)，回油孔的上方，所以由出油閥緊座旋緊所產(chǎn)生的軸向壓緊力不會引起柱塞套油孔處的變形，其安裝變形只限于很小的局部，并不會傳到與柱塞相配合的精密工作表面處。2.3.5 組合式柱塞偶件組合式柱塞偶件的結(jié)構(gòu)如圖 4-9 所示。它將柱塞套大端部分加長，把出油閥偶件，出油閥彈簧緊座等直接的安裝在柱塞套內(nèi)，形成一個獨(dú)立的泵油組件。由于它可作為整體拆裝，因而使維修和更換較為方便，同時也縮小了泵體的長度和 使結(jié)構(gòu)緊湊年。柱塞套在裝入泵體時，是通過壓板和墊片由緊固螺釘13固定在泵體上，它同樣可防止因夾緊力的作用使柱塞套變形。2.4 柱塞偶件的密封性柱塞偶件的密封性是指將柱塞套上端面完全密封的情況下，柱塞套腔中油壓的保持能力。這是檢查柱塞偶件質(zhì)量的一個重要指標(biāo)。柱塞套腔中燃油壓力下降的原因是由于燃油從其間隙中泄漏的結(jié)果。燃油沿著間隙泄漏的途徑有兩種，一是經(jīng)進(jìn)，回油孔流回噴油泵的進(jìn)油腔，二是漏入凸輪室。試驗(yàn)表明，漏入噴油泵進(jìn)油腔的燃油可比漏入凸輪室的量大 10~25 倍。柱塞偶件的密封性應(yīng)在專用的試驗(yàn)臺上進(jìn)行檢查。一般采用經(jīng)過良好過濾的溫度 20 度，黏度為恩氏 1.85~1.90 的柴油和機(jī)油的混合油進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)有等壓法和降壓法兩種。等壓法：將柱塞和柱塞套筒保持在一定的相對位置下，然后使柱塞套內(nèi)腔的燃油增壓，再測量維持其壓力的持續(xù)時間。降壓法：試驗(yàn)的樣品按等壓法選出。試驗(yàn)時將柱塞套上端面密封，保持柱塞和柱塞套處在一定的相對位置，然后將油壓打到 230 公斤/厘米 2，再測定油壓自 下降到 150 所需要的時間（以秒計） 。如用樣品作比較性試驗(yàn)，則試驗(yàn)用油的溫度和黏度可不加要求。柱塞偶件的密封性是對其徑向間隙的間接表示。徑向間隙不能過大也不能過小，間隙過小，則會因潤滑困難使柱塞的滑動性變差或被卡死。因此要嚴(yán)格按表 4-3 控制徑向間隙的數(shù)值。2.5 柱塞偶件的磨損柱塞偶件雖然采用優(yōu)質(zhì)的材料和精密的加工，但由于高壓燃油的高速流動和燃油中機(jī)械雜質(zhì)的存在，因此在工作中，柱塞和套筒的工作表面都會產(chǎn)生磨損。2.5.1 柱塞的磨損特點(diǎn)柱塞在工作中其表面的磨損是很不均衡的，最大的磨損主要集中在工作表面上。圖 4-21 為雙孔柱塞套偶件的柱塞磨損情況。磨損最嚴(yán)重的部位是柱塞 在最常用油量位置與進(jìn)油口相對的表面上（圖中之一） 其磨損表面呈軸向的擦傷溝痕，完全是因機(jī)械雜質(zhì)進(jìn)入摩擦表面而形的磨料磨損。當(dāng)柱塞上行其端面關(guān)閉，進(jìn)油孔時，燃油中的機(jī)械雜質(zhì)也隨著柱塞向上移動，并以其尖銳的梭角刮削柱塞與套筒的表面。但與此同時雜質(zhì)顆粒本身的梭角也被磨損，其尺寸不斷減小，因而對柱塞偶件的磨損也逐漸減輕，所以靠近頂部的表面磨損較嚴(yán)重，越往下夠痕越輕。14其次，磨損較為嚴(yán)重的部位是柱塞在常用油量位置時與回油孔相對的螺旋線停供邊梭角初的磨損（圖中之 2） ，結(jié)果使螺旋線的直角銳邊磨鈍。這是由于在柱塞螺旋梭邊剛打開回油孔的瞬間，高壓燃油以極高的速度流經(jīng)油孔與停供螺旋梭邊所形成的間隙，其中的雜質(zhì)對其梭邊進(jìn)行強(qiáng)力沖刷的結(jié)果。柱塞過梁處（圖中之 3）也有一定程度的磨損，因?yàn)樵诠┯蜁r該部分的柱塞密封線長度最短，高壓燃油從該處有泄露，機(jī)械雜質(zhì)便可進(jìn)入間隙中，隨之就產(chǎn)生磨損。另外，在柱塞的下梭邊（圖中之 4）的整個圓周梭邊處也有輕微的磨損，這也是機(jī)械雜質(zhì)嵌入間隙的結(jié)果。圖 4-22 為單孔柱塞套筒偶件的柱塞磨損情況。該柱塞的磨損集中在從怠速供油量至標(biāo)定供油量位置的柱塞工作表面上，最大的磨損部位是柱塞在最常用油量位置時與油孔相對的頂面及相應(yīng)的螺旋梭邊處。其磨損的過程和機(jī)理與上述那種柱塞是相同的。在柱塞表面直切槽的兩個梭邊處也有一定的磨損，這是因柱塞轉(zhuǎn)動時有磨料進(jìn)入間隙的結(jié)果。2.5.2 柱塞套筒的磨損柱塞套筒的磨損也是不均勻的，最大的磨損一般產(chǎn)生在進(jìn)油孔和回油孔的附近（圖 4-23） 。進(jìn)油孔處的最大磨損發(fā)生在油孔的正上方，因?yàn)橛椭袡C(jī)械雜質(zhì)在這個位置上卡入間隙的機(jī)會和數(shù)量最多，因而磨損最重?；赜涂滋幍哪p在孔的一側(cè)較重，這與柱塞螺旋槽的旋向有關(guān)。例如采用柱塞時，因停油時柱塞首先打開油孔的左邊，此時的高壓燃油以極高的速度沖刷油孔左邊（如圖 4-23 之 2） ，使磨損教為嚴(yán)重。當(dāng)柱塞將油孔的右邊打開時，油壓已大大降低，因而磨損就較輕。柱塞偶件的磨損除與其結(jié)構(gòu)型式有關(guān)外，更重要的是所使用的燃油清潔的程度，它在很大程度上決定著柱塞偶件的使用壽命。因此要求對使用的燃油必須經(jīng)過嚴(yán)格的過濾和一定時間的沉淀，然后再加入油箱濾芯。通過對柱塞偶件磨損機(jī)理的研究試驗(yàn)表明，如果燃油中機(jī)械雜質(zhì)顆粒的尺寸大小或等于柱塞與套筒的配合間隙時，偶件就不易產(chǎn)生磨損。但是，如果柱塞受單向的側(cè)壓力產(chǎn)生液壓不平衡的情況時，小于間隙尺寸的顆粒也能使柱塞偶件產(chǎn)生磨損，因此時柱塞已被推靠在柱塞套的一側(cè)。實(shí)際的磨損形式也說明，柱塞偶件表面的擦傷溝痕，完全是由于尺寸大于偶件間隙的顆?？ㄔ谥c套15筒之間，并隨著柱塞的上下移動而形成傷痕。圖 4-24 為柱塞偶件磨損的試驗(yàn)曲線，其磨損的程度是以起動轉(zhuǎn)速下（150轉(zhuǎn)/ 分）循環(huán)供油量的下降情況來表示的。曲線 2， 3 表明，當(dāng)雜質(zhì)顆粒的尺寸大于 10 微米時所造成的磨損最快（柱塞偶件的間隙約為 2~3 微米） ，而且還可以看出，當(dāng)這種雜質(zhì)的數(shù)量不到一克時，就足以使柱塞的供油量下降到為零。由此可見，加強(qiáng)燃油的濾清對柱塞的使用壽命的影響是多么重要。另外，從快速磨損試驗(yàn)的過程也可看到這一點(diǎn)，當(dāng)偶件的原始間隙加上磨損的深度（總的間隙）等于雜質(zhì)顆粒直徑時磨損就不再發(fā)展了。2.5.3 柱塞套筒的彈性變形時對其磨損的影響為了保證對高壓油的可靠密封，柱塞偶件在安裝到噴油泵體孔中后，還必須用一定的扭矩旋緊出油閥緊座。此時柱塞套筒將承受相當(dāng)大的軸向負(fù)荷，并引起彈性變形，從而將使柱塞偶件的起合間隙發(fā)生變化。這種變化對柱塞偶件的耐磨性和噴油泵的工作能力有很大的影響。在裝配泵油元件（圖 4-25）后，由于裝配壓緊力的作用，柱塞套筒的變形首先是由于進(jìn)，回油孔的存在而削弱了套筒相應(yīng)部位的截面。其次是由于作用在套筒上呀緊軸向力與泵體對套筒的支承力不在同一圓周上，使套筒承受著彎矩的作用。其彎矩力臂一般為 1.2~2.0 毫米。為了測定套筒的彈性變形，在專門的試驗(yàn)中采用特制的儀器記錄套筒在承受軸向力時斷面尺寸的變化，其測量的結(jié)果表明，套筒的內(nèi)孔沿軸向是這樣變形的，在油孔處的截面上內(nèi)徑縮小。從圖中可見，在壓緊力的作用下，柱塞偶件的密封性也將發(fā)生變化。為了確定套筒中孔彈性變形對柱塞偶件耐磨性的影響，對于套筒變形量不同的柱塞偶件進(jìn)行快速磨損對比試驗(yàn)。套筒變形量較小的泵油元件結(jié)構(gòu)（圖 4-26） ，在出油閥座的下端面開有一個環(huán)形槽。這時閥座的支承面積與套筒支承面積相等，并與套筒的支承面處在同心圓位置。此外，出油閥緊座的承壓面積也應(yīng)該做得與出油閥座和套筒的支承面積相同，并偏向外圓，這樣可不致產(chǎn)生力臂，從而消除扭緊出油閥緊座時產(chǎn)生彎矩的可能性，因此，大大的減小了套筒的變形。試驗(yàn)時選用具有相同配合間隙和相同密封性的柱塞偶件，分別裝在上述兩種不同結(jié)構(gòu)泵油元件的噴油泵中。然后使用混入人造磨料的燃油，對它們進(jìn)行快速磨損對比試驗(yàn)。根據(jù)起動轉(zhuǎn)速下柱塞循環(huán)供油量的變化和柱塞套的磨損量16（以斷面面積表示）可以評定其耐磨性，其試驗(yàn)結(jié)果如圖 4-27 所示。從圖中可見，套筒變形越大，磨損的速度越快，耐磨性越差。這是由于進(jìn)，回油孔處局部間隙的減小，很容易卡住磨料引起表面的磨料磨損，因此將加劇磨損的過程。當(dāng)進(jìn)，回油處的凸起被磨掉后（圖 4-25C） ，由于下部的間隙增大，燃油的泄露量也就增大，因而密封性也將下降。通過上述試驗(yàn)可以說明，采用合理結(jié)構(gòu)的泵油元件，可以減小套筒的變形，從而提高柱塞偶件的壽命。目前在有些噴油泵上，已采用了上述的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，如國產(chǎn) II 號泵的新產(chǎn)品就是這種結(jié)構(gòu)。P 型泵的懸掛式柱塞偶件（參閱圖 4-4）也能防止柱塞套的變形。另外柱塞套的厚度，進(jìn)（回）油孔的數(shù)量和尺寸的大小也都影響著柱塞套壓緊后的變形。因而這些結(jié)構(gòu)因素對柱塞的使用壽命都有影響。柱塞偶件裝入泵體后，為了保證能夠密封，必須施加一定的軸向力將出油閥座緊緊貼合在柱塞套的上端面上。軸向力的大小常以出油閥緊座的扭緊力矩來控制。隨著扭矩的增加（軸向力增加） ，柱塞套內(nèi)徑縮?。ㄓ涂赘浇┑牟涣甲冃我搽S之增加，使柱塞的間隙減小。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，當(dāng)軸向力達(dá)到一定時才能保證柱塞偶件有一定的密封性，如果使軸向力小。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，當(dāng)軸向力達(dá)到一定時才能保證柱塞偶件有一定的密封性，如果使軸向力再增加，反而會因柱塞套的變形（局部間隙增大）使密封性稍有下降。通過對柱塞套的實(shí)測說明，帶有進(jìn)，回油孔的柱塞套其橫斷面在變形后成橢圓形。為了控制這種不良變形，必須控制對出油閥緊座的扭緊力。因此，在裝配噴油泵時，應(yīng)該按著規(guī)定的扭矩扭緊出油閥緊座。試驗(yàn)中還表明，用 3 公斤米的扭矩旋緊出油閥緊座時，柱塞套筒就已出現(xiàn)變形。當(dāng)扭矩為 10~12 公斤米時，柱塞偶件的耐磨性將比使用 14~15 公斤米扭矩的柱塞偶件的耐磨性提高 15~20。2.5.4 柱塞偶件磨損后對工作性能的影響柱塞偶件磨損后會使柱塞的密封性大大的下降，因而對發(fā)動機(jī)的很多工作性能發(fā)生重要的影響，起影響程度如表 4-4 所示。供油時間改變 由于柱塞頭部和柱塞套上進(jìn)油孔邊緣的磨損，在開始供油時燃油會從間隙中回流，使得供油開始時間延遲。同時由于柱塞螺旋停供邊的回油孔處的磨損。在供油中使高壓早泄而提前停止噴油。因此在柱塞偶件磨損后，將引起晚供早停和供油延續(xù)時間減小的現(xiàn)象。17供油量減小 供油延續(xù)時間的減小就相當(dāng)于減小了柱塞的有效行程，因此使供油量下降。另外，因磨損間隙的增大，會使燃油漏失的油量增大，也使供油量減少。供油量的下降會引起發(fā)動機(jī)功率的降低和燃油比耗的增加。起動困難 柱塞偶件磨損后供油量的減少在低速時更為顯著，這是由于此時燃油從磨損間隙中泄露的時間增長而引起的。同時還會使最大的噴油壓力大大降低，從而造成噴霧不良。這樣就會使發(fā)動機(jī)的起動變得困難，嚴(yán)重時甚至根本不能起動。供油量不均 由于各缸柱塞偶件磨損的情況不同，因而使各缸供油量的變化也就不均勻，這樣會造成發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的不平穩(wěn)和功率的不平衡，尤其是在低速情況下此種現(xiàn)象更加嚴(yán)重。噴油泵在工作中如果發(fā)現(xiàn)有上述的不良現(xiàn)象產(chǎn)生時，可以在噴油泵試驗(yàn)臺上進(jìn)行檢查和調(diào)整。當(dāng)柱塞偶件的磨損不太嚴(yán)重時，可以通過調(diào)整恢復(fù)其使用性能。但是，如果偶件的磨損過于嚴(yán)重時，調(diào)整也是無濟(jì)于事的。因?yàn)榇藭r雖然可用轉(zhuǎn)動柱塞的方法增加供油量，但因供油開始時間的滯后，再加上柱塞有效行程的增加，必然造成噴油的延續(xù)時間延長，使噴油結(jié)束過晚，以至把后續(xù)增加的燃油都噴射在柴油機(jī)燃燒過程的后期（緩燃期） ，因而這部分燃油不能得到完全燃燒。所以說，此時盡管增加了供油量，但對發(fā)動機(jī)幾乎沒有什么作用 ，不但不能得到解決功率下降的問題，而且還會因燃燒不完全而造成排氣冒煙，燃燒室積炭，和發(fā)動機(jī)過熱等現(xiàn)象。另外，在柱塞偶件磨損超限的情況下，在試驗(yàn)臺上往往難把高速，中速和怠速供油量均勻。因此，在這種情況下必須更換或修復(fù)柱塞偶件 18第三章 噴油泵的驅(qū)動與正時 3.1 噴油泵的驅(qū)動和聯(lián)軸節(jié)噴油泵通常是由發(fā)動機(jī)曲軸前端的正時齒輪通過一組齒輪驅(qū)動噴油泵。四沖程發(fā)動機(jī)噴油泵的轉(zhuǎn)速為曲軸轉(zhuǎn)速的一半。噴油泵驅(qū)動齒輪和中間齒輪上都刻有正時齒合記號，在發(fā)動機(jī)裝配時間，必須按規(guī)定位置裝好才能保證噴油泵供油正時。汽車噴油泵一般靠底部定位裝在支承上，支座用螺釘固定在發(fā)動機(jī)上，通常用聯(lián)軸節(jié)把驅(qū)動齒輪軸和噴油泵凸輪軸連接起來。聯(lián)軸節(jié)的結(jié)構(gòu)如圖 4-51 所示。它由裝在噴油泵凸輪軸 2 上的從動凸緣盤1（具有兩個凸塊 3） ，中間凸緣盤 3（具有兩個凸塊） ，主動凸緣 4 及夾布膠木盤 7 組成。凸緣盤 3 用兩個螺釘與驅(qū)動軸 6 上的凸緣盤 4 連接，螺釘穿過凸緣盤 4 的弧形孔。中間凸緣盤 3 的凸塊 b 和凸緣盤 1 的凸塊 a 分別插入夾布膠木盤 7 的四個切口中，用銷釘 5 把凸緣盤 4 固緊在驅(qū)動軸上。當(dāng)兩個螺釘放松時，凸緣盤 8 可以通過夾布膠木盤 7 和凸緣盤 1 帶動凸輪軸一起在主動凸緣盤 4 的弧形孔 c 內(nèi)轉(zhuǎn)動一個角度。由此可見，在發(fā)動機(jī)曲軸不動的情況下，通過聯(lián)軸節(jié)可以轉(zhuǎn)動噴油泵凸輪軸，使凸輪軸和曲軸的相對位置發(fā)生變化，從而就改變了發(fā)動機(jī)的供油提前角。這種連軸節(jié)對發(fā)動機(jī)的供油提前角調(diào)整的范圍約為 30度，在凸緣盤 3 和 4 的外圓相對的表面上刻有表示角度的刻線，在“0”刻線的兩側(cè)各有五道刻線，相鄰刻線間的角度差為 3 度。3.2 噴油泵的正時和供油量提前角自動調(diào)節(jié)裝置19噴油泵正時 所謂噴油正時就是保證噴油泵對發(fā)動機(jī)有正確的噴油時刻。噴油時刻是用噴油提前角來表示的，噴油提前角對發(fā)動機(jī)性能影響大。噴油提前角過大，由于燃油是在氣缸內(nèi)空氣溫度較低的情況下噴入，混合氣體形成條件差，著火落后期較長，會引起發(fā)動機(jī)工作粗暴。噴油提前角過小時，將使燃料產(chǎn)生過后燃燒，造成燃燒不完全，功率下降和排氣冒黑煙。因此，為了保證發(fā)動機(jī)有良好的工作性能，必須正確的選定最佳噴油提前角。3.3 噴油泵的特性和校正3.3.1 噴油泵的特性噴油泵的特性是表明在噴油泵和噴油器共同工作時，其循環(huán)供油量隨轉(zhuǎn)速和調(diào)節(jié)桿位置的改變而變化的規(guī)律。了解噴油泵的特性，對正確使用和調(diào)整噴油泵與調(diào)速器有很重要的意義。噴油泵的構(gòu)造不同，其特性也不同，在此只介紹柱塞式（柱塞帶斜槽的）噴油泵的特性。3.3.2 噴油泵的供油特性噴油泵的供油特性是表示其循環(huán)供油量隨調(diào)節(jié)拉桿位置改變而變化的規(guī)律。為了使噴油泵和調(diào)速器相互配合以取得良好的調(diào)速性能，必須了解供油量與油泵調(diào)節(jié)拉桿位置的相互關(guān)系。圖 4-56 表示某種型號噴油泵的供油特性曲線。曲線是通過對噴油泵在實(shí)驗(yàn)臺上實(shí)驗(yàn)而制取的。實(shí)驗(yàn)時保持噴油器的噴油壓力和噴油泵的轉(zhuǎn)速不變，把調(diào)節(jié)拉桿置于不同位置時，測定供油量就可以到上述特性曲線。圖中只繪出兩種轉(zhuǎn)速下的供油特性曲線，可見，噴油泵的循環(huán)供油量隨著調(diào)節(jié)拉桿行程的增加而增大。但是對于不同型號的噴油泵，供油量隨調(diào)節(jié)拉桿行程增加而增大的程度卻是不同的，她與柱塞直徑和斜槽傾角大小等因素有關(guān)。因此供油特性曲線的斜度是不同的。根據(jù)噴油泵的供油特性曲線，可以確定發(fā)動機(jī)在標(biāo)定工況下噴油泵調(diào)節(jié)拉桿的位置，因?yàn)橹腊l(fā)動機(jī)的燃油消耗量后，可根據(jù)有關(guān)公式計算出噴油泵的循環(huán)供油量，因此按油泵的供油特性曲線就可找到對應(yīng)的調(diào)節(jié)拉桿行程。同時還可以根據(jù)怠速油量，起動油量等確定各種工況下調(diào)節(jié)拉桿的行程，從而可確定噴油泵的調(diào)整規(guī)范。20第四章 泵——噴油器的結(jié)構(gòu)和工作原理4.1 泵——噴油器的結(jié)構(gòu)圖 4-63 為蘇制亞斯-204 型發(fā)動機(jī)泵-噴油器的結(jié)構(gòu)。泵體 19 上用壓緊螺帽18 緊固著柱塞套筒 6 和噴油咀 8，柱塞套筒上有上下兩個油孔，這兩個孔定期的使柱塞套筒壓油腔和柱塞套外面的環(huán)狀空腔相通。柱塞套內(nèi)裝有柱塞 5，柱塞下部有環(huán)形切槽。切槽上下端是兩個螺旋形梭邊，上梭邊螺旋角比下梭邊大。環(huán)形切槽通過柱塞上的徑向孔和軸向孔與柱塞套的壓油腔相通。柱塞上端有凸肩伸入挺柱套 23 上。挺柱套被彈簧 17 推向上方，柱塞上方裝有調(diào)節(jié)齒圈 20，并與調(diào)節(jié)齒桿相齒合。噴油咀上有六個直徑為 0。15 毫米的噴孔，其內(nèi)部裝有控制閥 11 和三角薄片止回閥 13，控制閥用彈簧緊壓在控制閥座 12 上。控制閥可以保證噴油開始和終了時比較迅速。止回閥 13 用以當(dāng)控制閥與座不密封時，防止氣體從燃燒室進(jìn)入泵——噴油器內(nèi)腔。泵——噴油器安裝在發(fā)動機(jī)汽缸蓋上（圖 4-64） 。在發(fā)動機(jī)的上部旁側(cè)，設(shè)有驅(qū)動噴油泵的專用凸輪軸。凸輪 1 通過滾柱推桿 2，挺桿 3，搖臂 4 和柱塞挺柱 5 而作用在柱塞上，并可推壓柱塞向下運(yùn)動。柱塞上行是靠彈簧的作用力。泵——噴油器供油量的改變是利用轉(zhuǎn)動柱塞來實(shí)現(xiàn)。移動調(diào)節(jié)齒桿可使柱塞轉(zhuǎn)動。腳踏板通過小軸，杠桿與齒桿相連，當(dāng)加速踏板運(yùn)動時，可保證各缸的泵——噴油器齒桿同時動作。4.2 泵——噴油器的工作原理輸油泵將燃油從油箱中吸出，壓入泵——噴油器進(jìn)油孔 2，經(jīng)濾清進(jìn)入柱塞21套外面的環(huán)形空腔。燃油又從這里經(jīng)油道與回油孔 25 不斷的流回燃油箱。燃油在環(huán)形空腔內(nèi)循環(huán)，不但加強(qiáng)了泵——噴油泵的冷卻作用，并能防止在空腔中聚積氣泡，使之隨時排出。4.3 泵——噴油器的磨損及對工作性能的影響泵——噴油器的主要零件是由特種優(yōu)質(zhì)合金鋼制成的，經(jīng)熱處理后它具有很高的硬度和耐磨性。泵——噴油器的零件有非常高的加工精度。例如，柱塞與柱塞套研磨表面的橢圓度不大于 0.0007 毫米，而錐度規(guī)定為 0.001 毫米。這些零件加工后，按直徑公差范圍分組，最后經(jīng)配對研磨形成不能互換的偶件，其配合的徑向間隙為 0.00075-0.0015 毫米。由于燃油中存在著機(jī)械雜質(zhì)和工作時燃油的高壓高速流動，因此使柱塞和套筒的工作表面都會產(chǎn)生磨損。它們的磨損特點(diǎn)和過程與柱塞式噴油泵的柱塞和套筒的磨損基本相似，柱塞的最大磨損發(fā)生在柱塞切槽經(jīng)常工作的上下梭邊處，使其表面形成大量的縱向溝痕進(jìn)油孔和回油孔附近。4.4 燃油噴射系統(tǒng)的穴蝕4.4.1 穴蝕現(xiàn)象和機(jī)理柴油機(jī)燃油系統(tǒng)中的一些零件產(chǎn)生失效的另外一種形式是穴蝕。所謂穴蝕就是零件工作一定時期后，在其表面上出現(xiàn)蜂窩狀的洞穴，當(dāng)洞穴的面積和深度發(fā)展到一定程度時，便會使零件失去工作效能。零件的穴蝕目前盡管還沒有構(gòu)成影響燃油噴射系壽命的主要危險，但也足以會使某些零件早期損壞，因而也引起了人們的重視。燃油噴射系的零件之所以會產(chǎn)生穴蝕，是由于燃油在噴射過程中，系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)烈的壓力波動，使燃油壓力產(chǎn)生高頻交替的變化，而燃油本身并不能承受壓力，所以在壓力降到零或負(fù)值（真空）時，在燃油中就可能形成空穴。當(dāng)燃油系統(tǒng)中任何一處的壓力下降到等于或低于該溫度下的燃油蒸汽壓力時，氣泡就發(fā)生破裂。在氣泡突然爆破的瞬時能產(chǎn)生非常高的壓力。在空穴的條件下，這種壓力對零件表面造成強(qiáng)烈的不斷沖擊。這一過程的反復(fù)循環(huán)，就促使金屬材料產(chǎn)生疲勞破壞，金屬便從表面上一粒粒的剝落而形成穴蝕破壞。燃油噴射系零件穴蝕是物理破壞和化學(xué)破壞的綜合作用結(jié)果，但實(shí)踐說明，主要的因素是物理破壞。4.4.2 燃油系零件的穴蝕及預(yù)防措施22零件由于設(shè)計或材料的缺陷，穴蝕往往首先在孔穴或裂縫處開始，凡是與燃油相接觸的噴射系統(tǒng)中任何零件均可能出現(xiàn)穴蝕，因而需在容易產(chǎn)生穴蝕的部位采取一定的措施。第五章 調(diào)速器5.1 調(diào)速器的功用調(diào)速器是一種自動調(diào)節(jié)噴油泵供油量的裝置，它能根據(jù)柴油機(jī)負(fù)荷的變化，自動的作相應(yīng)的調(diào)節(jié)，使柴油機(jī)能以較穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，從而保證柴油機(jī)既不會產(chǎn)生超速也不會在怠速時造成熄火。調(diào)速器只裝在柴油機(jī)上，這是由于柴油機(jī)本身工作的特點(diǎn)所決定的。汽車柴油機(jī)是在負(fù)荷和轉(zhuǎn)速經(jīng)常變化的情況下工作。列如，當(dāng)滿載的汽車從上坡轉(zhuǎn)到下坡行駛時，柴油機(jī)的負(fù)荷就會突然下降，在這種情況下若不及時將供油量減小，勢必引起柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的劇增。隨著轉(zhuǎn)速的增加，噴油泵的循環(huán)供油量也將增加（柱塞式噴油泵的速度特性） ，進(jìn)而又促使轉(zhuǎn)速再增加。轉(zhuǎn)速和供油量如此相互循環(huán)作用的結(jié)果，將使柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速猛烈增加，以至達(dá)到柴油機(jī)設(shè)計所允許的最高轉(zhuǎn)速，這種現(xiàn)象叫“超速”或“飛車“。柴油機(jī)超速后，由于混合劑形成時間的不足，不僅會使發(fā)動機(jī)的燃燒惡化，造成冒煙和過熱，而且使質(zhì)量較大的柴油機(jī)往復(fù)運(yùn)動件（活塞，連桿等）的慣性力增大，甚至可能使零件造成損壞以至使整臺發(fā)動機(jī)報廢。為了防止這種危險的情況發(fā)生，柴油機(jī)必須裝設(shè)調(diào)速器。另外，汽車柴油機(jī)在使用中還經(jīng)常需要怠速運(yùn)轉(zhuǎn),如起動暖車，暫短停車等等。這時噴油泵的調(diào)節(jié)拉桿處于最小的供油位置，發(fā)動機(jī)的功率僅用來帶動附件和克服其內(nèi)部零件間的摩擦阻力。但因柴油機(jī)在低速時混合劑形成的條件極差，所以常有產(chǎn)生缺火的現(xiàn)象，或者當(dāng)其內(nèi)部阻力偶有增大的情況，都會使發(fā)23動機(jī)的轉(zhuǎn)速下降。轉(zhuǎn)速和供油量如此相互循環(huán)作用的結(jié)果，將使柴油機(jī)熄火。反之，當(dāng)其內(nèi)部阻力稍有降低時，急速轉(zhuǎn)速又將上升。由此可見，柴油機(jī)在怠速時燃燒和內(nèi)阻不穩(wěn)定的變化，必然導(dǎo)致怠速轉(zhuǎn)速的不穩(wěn)定，并且很容易造成發(fā)動機(jī)熄火。因此柴油機(jī)必須用調(diào)速器來限制最低轉(zhuǎn)速和保持穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。5.2 汽車柴油機(jī)調(diào)速器的類型和發(fā)展情況按著調(diào)速器工作原理的不同，車用柴油機(jī)調(diào)速器可分為下列幾種類型：機(jī)械式，氣動式，復(fù)合式，和液壓式調(diào)速器。復(fù)合式分為氣動——機(jī)械聯(lián)合作用和機(jī)械——液壓復(fù)合式兩種。國外近期已使用了電子調(diào)速器，但它主要應(yīng)用在對調(diào)速器要求極高的發(fā)動機(jī)上。因?yàn)闄C(jī)械式調(diào)速器結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，所以目前在車用柴油機(jī)上應(yīng)用最廣泛。我國中小型高速柴油機(jī)基本上都采用機(jī)械式調(diào)速器。調(diào)速器按其調(diào)節(jié)作用范圍的不同，又分為兩速調(diào)速器和全速調(diào)速器。車用柴油機(jī)多數(shù)采用兩速調(diào)速器，以防止超速和穩(wěn)定最低轉(zhuǎn)速。一般在中型和重型汽車上多采用全速調(diào)速器，它除具有兩速調(diào)速器的作用下，還能對發(fā)動機(jī)工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的其它任何轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，以保證發(fā)動機(jī)在各種轉(zhuǎn)速下都能穩(wěn)定的工作。近代車用柴油機(jī)調(diào)速器在國外已有幾十年的發(fā)展歷史，其中機(jī)械式調(diào)速器應(yīng)用最為廣泛。只有在小型高速柴油機(jī)上使用氣力式調(diào)速器，復(fù)合式調(diào)速器目前應(yīng)用的還不夠普遍。幾十年來機(jī)械式調(diào)速器的性能不斷完善，結(jié)構(gòu)也有所改進(jìn)，但對傳統(tǒng)的機(jī)械離心作用的基本結(jié)構(gòu)卻沒有根本的改革。目前普遍應(yīng)用的機(jī)械式車用柴油機(jī)調(diào)速器基本上可分為三大系列。5.3 調(diào)速器的構(gòu)造與工作原理目前在汽車柴油機(jī)上應(yīng)用最廣泛的還是機(jī)械離心式調(diào)速器，國產(chǎn)車用柴油機(jī)現(xiàn)在全部采用這種調(diào)速器。5.3.1 機(jī)械離心式調(diào)速器機(jī)械離心式調(diào)速器按其調(diào)節(jié)作用范圍的不同又分為兩速調(diào)速器和全速調(diào)速器。5.3.1.1 兩速調(diào)速器兩速調(diào)速器適用于一般條件