转子分配式喷油泵

5．9　转子分配式喷油泵

转子分配式喷油泵简称分配泵，按其结构不同，分为径向压缩式分配泵和轴向压缩式分配泵两种。

5．9．1　径向压缩式分配泵

径向压缩式分配泵是20世纪50年代后期研制出的产品。图5－44为四缸柴油机径向压缩式转子分配泵的工作原理图，主要由以下几部分组成：

（1）滑片式二级输油泵10。它使燃油适当增压，以保证分配泵必要的进油量，并通过调压阀控制输油泵的出口压力。

图5－44　转子分配泵的工作原理

1—传动连接器　2—离心飞块　3—柱塞　4—滚柱座　5—滚柱　6—内凸轮　7—供油提前角自动调节机构　8—分配转子　9—分配套筒　10－滑片式二级输油泵　11－喷油器12—弹簧　13—调压阀　14—滑柱　15—调压弹簧　16—分配泵外壳17—油量控制阀

（2）高压泵。它是分配泵的关键组成部件，由分配泵外壳16、分配套筒9、内凸轮6和旋转的分配转子8、柱塞3和滚柱5等零件组成，起进油、泵油和配油的作用。

（3）油量控制阀17。它的作用是根据柴油机负荷的变化，改变供油量。

（4）供油提前角自动调节机构7。利用二级输油泵输出油压的高低，通过活塞使内凸轮转动一定的角度，使供油提前角随转速或负荷的变化自动提前或退后，以改善柴油机的性能。

从滤清器来的清洁柴油被滑片式二级输油泵10泵入分配泵的高压泵头。柴油经分配套筒9的轴向油道流入分配转子8的环槽。在此油流分为两支：其一路流往供油提前角自动调节机构7，用以调节供油提前角；另一路流往油量控制阀17，以改变供油量。从油量控制阀出来的燃油经分配泵外壳16、分配套筒和分配转子的径向油道，进入分配转子的轴向中心油道，再流入两个柱塞3之间的空腔内，以上这段油路为低压油路。燃油受到柱塞的压缩后产生高压，高压燃油沿分配转子中心油道和分配孔流向喷油器，这段油路为高压油路。

分配泵的进油过程与配油过程如图5－45所示。

图5－45　分配泵的进油与配油

1—内凸轮　2—进油道　3—进油孔　4—分配孔　5—出油孔

在分配转子的一个断面上均匀分布四个进油孔3，只有当任一进油孔与分配套筒上的进油道2对上时〔图5－45（a）〕，柴油才能流入转子的轴向油道。由此可见，转子每转一周进油四次。在转子的另一断面上有一分配孔4，而分配套筒在该断面上均匀分布四个出油孔5，只有当分配孔与套筒上某一出油孔对上时，高压油才能流入喷油器。同样，转子每转一周可出油四次。分配泵的进油与出油过程是交替进行的。当进油道与进油孔对上时，分配孔与出油孔却是错开的，而分配孔与出油孔对上时，进油道与进油孔则是错开的。

结合图5－44和图5－45来分析分配泵的工作过程。分配转子8（图5－44）转动时，带动滚柱座4，滚柱5、柱塞3绕其轴线转动，由于固定的内凸轮凸起的作用，使对置的柱塞被推向转子中心，由于容积的减小使柴油产生高压，此时分配孔4（图5－45）恰好与分配套筒相应的出油孔5对上，高压燃油被送往喷油器。当滚轮越过内凸轮的凸起后，在离心力的作用下，两柱塞被迅速甩向外端，使油腔容积增大形成真空，当分配转子上相应的进油孔与套筒上进油道对上时，柴油便在二级输油泵压力作用下进入柱塞间的空腔。

以上介绍的是四缸柴油机分配泵的进油、泵油与配油过程。当发动机缸数改变时，分配泵的进油孔数、出油孔数及内凸轮的凸起数也相应改变，但工作原理是完全相同的。

径向压缩式分配泵具有零件数目少、结构紧凑、通用性高、防污性好等优点，但由于存在对分配转子和分配套筒、柱塞和柱塞孔的配合精度要求较高，滚柱座结构复杂及内凸轮加工不便等缺点，近年来已较少应用。

5．9．2　轴向压缩式分配泵

轴向压缩式分配泵是德国博世公司于20世纪80年代初期研制的－种新型分配泵（即VE泵）。我国南京汽车制造厂引进的意大利依维柯（IVECO）汽车的柴油发动机装用了此种泵。该泵与前述径向压缩式分配泵的主要区别在于分配转子的运动状态和调速机构不同。

轴向压缩式分配泵主要由驱动机构、第二级叶片式输油泵、高压泵头、供油提前角自动调节机构和调速器等组成。1．驱动机构

如图5－46所示，其动力的输入是经分配泵驱动轴27、调速器驱动齿轮22及安装在驱动轴右端的联轴节23（主动叉）实现的。叶片式输油泵24的转子用键与驱动轴联接。

图5－46　轴向压缩式分配泵的柴油供给系

1—调压阀　2－离心飞块总成　3－操纵杆　4－调速弹簧　5－滑动套筒　6－停车操纵杆　7－溢流喉管　8－预调杠杆　9－最大供油量调节螺钉　10－张力杠杆　11—起动杠杆　12－张力杠杆限位销钉13－喷油器14－分配套筒　15－出油阀总成　16－分配转子　17—油量控制滑套　18－分配转子回位机构　19－供油提前角自动调节油缸　20—凸轮盘21－滚轮机构　22－调速器驱动齿轮　23－联轴节　24－叶片式输油泵　25—燃油箱　26－膜片式输油泵　27－分配泵驱动轴　28－燃油细滤器29－溢流阀M₁－预调杠杆轴　　M₂－起动杠杆轴　A－供油提前角油量自动调节机构

2．高压泵头

如图5－47所示，由凸轮盘18（端面凸轮）、滚轮机构19、凸轮盘回位机构16、联轴节（从动叉）、分配转子14、分配套筒13和泵头壳体等组合而成，起进油、泵油和配油作用。凸轮盘18左端面上的凸轮的数目，与发动机缸数相对应。

图5－47　轴向压缩式分配泵

1－操纵杆　2－高速调节螺钉　3－调速弹簧　4－怠速凋节螺钉　5－溢流喉管　6－预调杠杆7－最大供油量调节螺钉　8－张力杠杆　9－起动杠杆　10－高压泵头　11－出油阀压紧座12－出油阀总成　13－分配套筒　14－分配转子　15－油量控制滑套　16－凸轮盘回位机构17－供油提前角自动调节油缸　18－凸轮盘　19－滚轮机构　20－调速器驱动齿轮21－叶片式输油泵　22－离心飞块总成　23－滑动套筒　M₁－预调杠杆轴

供油提前角自动调节机构安装在泵体下部，由油缸17和滚轮机构19联合作用而完成调节功能。图5－48为供油提前角自动调节机构的剖面示意图，在滚轮架2上装有滚轮1，其数目与气缸数相同。滚轮架通过传力销6、连接销5与油缸活塞4连接。活塞移动时，拨动滚轮架绕其轴线转动（滚轮架不受驱动轴转动的影响）。油缸右腔经孔道与泵腔相通，油缸左腔经孔道与精滤器相通。

3．供油过程

如图5－49所示，分配转子16的右端均布4个转子轴向槽，在与泵体至出油阀的通道12相对应的分配转子断面上，均布4个转子分配孔。当泵体进油道2与转子轴向槽相通时，转子分配孔与出油阀通道隔绝，即从分配转子轴向看，转子轴向槽7与转子分配孔13相错45°（4缸发动机）。油量控制滑套15在调速器起动杠杆1的作用下，可在分配转子16上滑动。

图5－48　供油提前角自动调节机构的剖面示意图

1－滚轮　2－滚轮架　3－滚轮轴　4－活塞　5－连接销

6－传力销　7－弹簧　8－油缸

图5－49　供油过程

1－起动杠杆　2－泵体进油道　3－电磁阀　

4－线圈　5－进油阀弹簧　6－进油阀

7－转子轴向槽　8－压缩室　9－转子纵向油道

10－出油阀　11－分配套筒　12－泵体至出油阀的通道

13－转子分配孔　14－转子泄油孔

15－油量控制滑套　16－分配转子

　图5－50　泵油过程

（图注见图5－49）

如图5－46所示，分配泵驱动轴转动时，经联轴节23带动凸轮盘20和分配转子16同步转动。在转动过程中，当凸轮盘端面上的凸峰与滚轮相抵触时，凸轮盘和分配转于推力作用向右移至极限位置。当凸轮转过，凸轮盘在分配转子回位机构18的作用下左移，直至端面凸轮凹部与滚轮相抵靠为止。分配转子连续转动，凸轮盘不断左右移动，分配转子每转一周，凸轮盘左右移动4次（4缸发动机）。

如图5－49所示，分配转子16左移为供油过程，此时，转子分配孔13（4个孔）与出油阀通道（4个孔）隔绝，转子泄油孔14被油量控制滑套15封死，压缩室8的容积增大，产生真空度。被叶片式输油泵输送到泵腔内的柴油，在真空度作用下经泵体进油道2，进油阀6转子轴向槽7进入压缩室并充满转子纵向油道9。

4．泵油过程

如图5－50所示，分配转子右移为泵油过程。当分配转子开始右移时，转子轴向槽7与泵体进油道2隔绝，转子泄油孔14仍被封死。转子分配孔13与泵体至出油阀的通道12相通。随着分配转子的右移，压缩室8的容积不断减小，柴油压力不断升高。当油压升高至足以克服出油阀弹簧力而使出油阀10右移开启时，柴油经泵体至出油阀的通道12、出油阀10及油管被送入喷油器。喷油器压力为（12．25±0．5）MPa。

5．停止泵油过程

轴向压缩式分配泵的每循环最大供油量取决于分配转子的直径和最大有效行程，如图5－46中h₁所示。对于规格已定的分配泵，其分配转子直径已定。如图5－51所示，故在使用中，泵油量大小的调节是靠驾驶员通过加速踏板控制调速器，使油量控制滑套15移动来实现的。在泵油过程中，当分配转子16向右移至转子泄油孔14露出油量控制滑套巧的右端面时，被压缩的柴油迅速流向低压泵腔，使压缩室8、转子纵向油道9及泵体至出油阀的通道12中的油压下降。出油阀10在出油阀弹簧17的作用下迅速左移关闭，停止向喷油器供油。停止泵油过程持续到分配转子向右行程的终点。

图5－51　停止泵油过程　　

17－出油阀弹簧（其他图注同图5－49）

图5－52　发动机停转

（图注同图5－49）

6．泵油提前角自动调节过程

发动机在常用转速下工作时，如图5－46所示，叶片式输油泵24中输送到泵腔内的低压柴油，经孔道A进入供油提前角自动调节油缸19右腔。油缸活塞受到低压柴油向左的推力与向右的油缸左腔弹簧力及精滤后的柴油压力之合力相平衡。当发动机转速升高时，叶片式输油泵的转速随之增加，泵腔内的柴油压力上升。如图5－48所示，油缸中活塞4两端受力平衡，活塞左移，经连接销5、传力销6推动滚轮架2绕其轴线顺时针转动－个角度（与凸轮盘的转向相反），使凸轮盘端面凸峰提前某一角度作用于滚轮1，从而使分配转子向右移动的时刻提前，完成了泵油提前作用；反之，活塞右移，使滚轮架2逆时针转动一个角度，则泵油提前角减小。

7．发动机停转

如图5－52所示。当需要发动机停转时，可转动控制电磁阀3的旋钮，使电路触点断开，线圈4对进油阀6的吸力消失，在进油阀弹簧5的作用下，进油阀下移，使泵体进油道2关闭，停止供油，则发动机熄火。起动发动机时，先将电磁阀3的触点接通，进油阀6在线圈4的吸力作用下克服弹簧力上移，泵体进油道2畅通，开始供油。

在轴向压缩式喷油泵泵体的上部装有增压补偿器（图5－53），其作用根据增压压力的大小，自动加大或减少各缸的供油量，以提高发动机的功率和降低燃料消耗，并减少有害气体的产生。

在补偿器下体6和补偿器盖4之间装有橡胶膜片5，橡胶膜片把补偿器分成上、下两腔。上腔通过管路与进气管相通，进气管中由废气涡轮增压器所形成的空气压力作用在膜片上表面。下腔经通气孔8与大气相通，弹簧9向上的弹力作用在膜片下支承板7上。膜片与补偿器阀芯10相固连，补偿器阀阀芯下部有一上小下大的锥形体。补偿杠杆2上端的悬臂体与锥形体相靠，补偿杠杆下端抵靠在张力杠杆11上。补偿杠杆可绕销轴1转动。

图5－53　增压补偿器

1－销轴　2－补偿杠杆　3－膜片上支承板　4－补偿器盖　5－膜片　6－补偿器下体　7－膜片下支承板　8－通气孔　9－弹簧　10－补偿器阀芯　11－张力杠杆　12－油量控制滑套　13－调速弹簧

当进气管中增压压力升高时，补偿器上腔压力大于弹簧9的弹力，使膜片连同补偿器阀芯10向下运动。补偿器下腔的空气经通气孔逸入大气中，与阀芯锥形体相接触的补偿杠杆绕销轴顺时针转动，张力杠杆在调速弹簧13的作用下绕其转轴逆时针方向摆动，从而拨动油量控制套筒12右移，使供油量适当增加，发动机功率加大。反之，发动机功率相应减小。

上述供油量补偿过程是根据进气管中增压压力的大小而自动进行的。它避免了柴油发动机在低速运转时，因增压压力低，空气量不足而造成的燃烧不充分、燃料经济性下降及产生有害排放物的弊端。同时使发动机在高速运转时可获得较大功率并提高了燃料经济性。

轴向压缩式分配泵除具有径向压缩式分配泵的优点外，由于其分配转子兼有泵油和配油作用，故这种喷油泵零件数量少、质量小、故障少。另外，端面凸轮易于加工、精度易得到保证，加之泵体上装有压力补偿器，其动力性和经济性要比径向压缩式分配泵优异得多。