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柴油机柱塞式高压油泵的工作原理

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  • 来源:
  • 发布时间:2021-04-15 16:25
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【概要描述】

柴油机柱塞式高压油泵的工作原理

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大家都知道,柴油发动机在做功行程是由喷油器向气缸内喷射高压燃油,由活塞将可燃混合气压燃,那么喷油器所喷射的高压燃油由谁提供的呢?以及高压燃油又是如何产生的呢?下面我们来学习一下:柱塞式喷油泵的组成及工作原理。        

喷油泵是柴油供给系中最重要的零件,被称为柴油机的“心脏”。        

功用:根据柴油发动机的负荷,定时定量地向喷油器输送高压柴油。柴油机上最常用的是:柱塞式喷油泵        

一、喷油泵的组成

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泵体

泵油机构

供油量调节机构

驱动机构

喷油提前器

润滑系统

 

1.泵体

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泵体是喷油泵的骨架,支撑着喷油泵的所有零部件,要求有一定的刚度、强度、密封性。        

泵体分为组合式和整体式两种。

组合式有上下两部分,用螺栓连接在一起。上体安装分泵,下体安装驱动件和油量调节件。        

整体式泵体可使刚度加大,在较高的喷油压力下工作而不变形。        

2.泵油机构

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作用:向高压油管、喷油器供油;

组成:柱塞偶件、柱塞弹簧、出油阀偶件、出油阀弹簧        

(1)柱塞偶件

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柱塞和柱塞套是一对精密偶件,间隙极小,约在0.0018-0.003mm,经配对研磨后不能互换;        

柱塞套上部有进、回油孔,均与泵上体内低压油腔相通        

柱塞下部加工有榫舌,由于进行供油量调节。

柱塞头部圆柱面上开有斜切槽,并通过中心油道与顶部相通,其目的是改变循环供油量。        

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柱塞头部圆柱面上的斜切槽:有直切槽和螺旋槽两种。´其旋向又有多种,向左上升的称左旋向右上升称右旋;切槽直接与柱塞顶相连的称为上置 切槽通过直槽与柱塞顶相连的成为下置 两者兼有的称为双置。´不同切槽其供油开始与结束时间、供油速率都不相同。        

(2)出油阀偶件

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出油阀和出油阀座也是一对精密偶件,间隙极小,约在0.006-0.016mm,经配对研磨后不能互换;        

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出油阀 —  密封锥面、减压环带

出油阀座—内密封锥面、内圆柱面

密封锥面作用:圆锥面与阀座严密配合,其作用是在停供时,将高压油管与柱塞上端空腔隔绝,防止高压油管内的油倒流入喷油泵内。        

减压环带作用:出油阀下落时,减压环落座,管内增容减压,使喷油泵停油干脆,防止二次喷射和滴漏现象。        

(3)泵油原理

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柱塞下行

a从上止点到柱塞顶平面露出径向油孔之前。(部分真空)        

b从柱塞顶平面露出径向油孔运行到下止点为止。(进油过程)        

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柱塞上行

a从下止点到柱塞头部封闭进回油孔之前。(回油)        

b从柱塞顶平面封闭进回油孔到柱塞斜槽露出径向孔之前。油压迅速升高(供油)        

c从柱塞斜切槽与进回油孔相连通起,到柱塞上行至上止点。(断油)        

出油阀工作过程演示

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柱塞进油口关闭,出油阀受压

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出油阀锥面离开阀座

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减压环带仍在环槽中

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减压环带即将离开阀座,出油阀即将打开

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减压环带离开阀座,出油阀打开,高压油进入油管        

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喷油器仍然关闭,高压油管内压力继续增加

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喷油器仍关闭,高压油管内压力继续增加

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喷油器即将开启,燃油即将喷入燃烧室

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喷油器开启,燃油进入燃烧室

有效行程

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供油有效行程:柱塞顶面封闭柱塞套径向油孔至柱塞斜槽露出径向油孔前柱塞上移的行程,用hc 表示。hc 决定了喷油泵每循环供油量(Δ g )。        

3.供油量调节机构

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种类:拨叉式、齿杆式。

拨叉式组成:调节拉杆、拨叉、柱塞调节臂。

齿杆式组成:油量调节齿杆、 调节齿圈、控制套筒、        

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调节供油量方法:拉动调节齿杆—带动调节齿圈转动--转动柱塞--改变 hc--改变循环供油量Δ g 。        

4.驱动机构

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凸轮轴 (凸轮数目与柱塞偶件数相同,各凸轮按作功顺序错开一定角度)        

挺柱体部件(将凸轮的运动平稳地传递给柱塞,并且可以适量调整柱塞的供油时间)        

螺钉调节式挺柱体部件

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通过改变调整螺钉的伸出长度,可以改变供油时间。        

5.喷油提前角

柴油机的喷油提前角是指从喷油器喷油到活塞行至上止点时所转过的曲轴转角。        

过早喷油,会导致压缩负功增加、油耗上升、产生敲缸现象。        

供油提前角自动调节的组成(主要针对车用柴油发动机)        

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如图:喷油提前器装于喷油泵凸轮轴的前端,主要由主动盘、从动盘组成。主动盘接受发动机传来的驱动力,提前器弹簧使主动盘与从动盘形成弹性连接,能相互转动一定角度。        

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(1)当柴油机转速达设定值时:两个飞块的离心力很小,仅转动一个角度△θ,达到弹簧的张力与飞块的离心力平衡,此时,主动盘变与从动盘同步旋转。供油提前角等于初始角加上Δθ。        

(2)当柴油机转速再升高时:飞块克服弹簧力进一步张开,从动盘相对于主动盘又沿旋转方向向前转动一个角度,这样,随转速的升高,提前角不断增大,直到最大转速。        

(3)当柴油机转速降低时,飞块收拢,从动盘便在弹簧力的作用下相对于主动盘后退一个角度,供油提前角便相应减小。        

6.润滑系统

1.柱塞偶件和出油阀偶件,靠流过的燃油润滑(有的专门在引入一路滑油)。        

2.驱动机构以及油量调节机构,都是靠喷油泵底部的机油进行飞溅润滑。        

重点:

A 柱塞式喷油泵的组成;

B 泵油机构的组成及泵油原理;

C 供油量调节机构的组成及工作原理;

D 喷油提前角自动调节的组成和工作原理。

 

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