第二章 柴油发动机燃油供给系统喷油泵
第一节 喷油泵概述
柴油发动机的动力性和经济性主要依赖于喷油泵的技术状态，虽然喷油泵和柴油发动机在出厂时做过匹配调试，但在使用中的无数次调试对保持柴油发动机的动力性、节约能源及降低排放具有非常重要意义。近年来各行业引进了国外许多先进柴油发动机及以柴油发动机为动力的新设备，车用发动机也日趋柴油化和小型化，同时结构复杂、性能优良的新型喷油泵不断增加。为了更好地进行喷油泵的维修和调试工作，必须对喷油泵的分类、型号的编制规则以及喷油泵的工作原理有一个系统的了解。
一、喷油泵的作用
喷油泵是柴油发动机燃油供给系统中最重要的组成部分，其作用是把燃油由低压变成高压，喷油泵使高压油路中的油压提高到100kPa以上，这个高压就是喷油泵建立的。那么，为什么要将油压提高到这么高呢？燃油压力的提高是为了使燃油通过喷油器呈雾状喷入燃烧室，与空气混合而形成可燃混合气。
①根据发动机不同工作情况的要求，随时改变喷油泵的供油量，并保证向各缸均匀供油。
②保证按规定时刻开始供油，并按选定的发火顺序和必要的供油规律供油。
③向喷油器提供足够高压力的燃油，以保证喷油雾化性良好，油压的建立和供油停止都必须迅速，防止喷油器滴漏。
综上所述，喷油泵的功用就是根据发动机的工作需求，将一定量的燃油，以足够高的压力，在准确的时间内供入气缸。
二、喷油泵的要求
多缸柴油发动机的喷油泵还应保证各缸的供油顺序与柴油发动机的工作顺序相对应，各缸供油间隔角度偏差不能大于2°；各缸供油量应均匀一致，不均匀度在额定工况下不大于4％；满足喷油开启和延续时间最佳；满足规定的喷射压力，且在规定喷射压力下不渗漏；满足与调速器匹配的要求。
三、喷油泵的分类
喷油泵和燃油喷射系统有许多种，目前常见的喷油泵按结构和工作原理的不同有以下几种。
（一）喷油泵按结构分类
（1）空气喷射式 是最早的喷油泵。
（2）机械喷射式 它又分为常压式、蓄压式和柱塞式。
（3）滑阀式 单体泵和多缸柱塞式泵（直列、V型）。
（4）分配式 转子分配式喷油泵，是借助柱塞往复运动泵油（增压）的同时，依靠转子或柱塞本身转动来实现向各缸分配供油。此种泵是20世纪50年代后期才出现的一种新型泵，它具有体积小、重量轻、成本低、使用方便等优点。但其可靠性、耐久性差，维修不方便。
（二）喷油泵按工作原理分类
喷油泵按工作原理分类，如图2-1所示。
图2-1 喷油泵按工作原理分类
1.分列式喷油泵
分列式喷油泵总成的特点是不带凸轮轴，由发动机凸轮轴驱动，一般用于单缸或双缸柴油发动机上，少数也用于三缸柴油发动机。以博世PF为代表，大小可分为不同尺寸系列。分列式喷油泵具备以下优点。
①因泵体的刚度好，可以用很短的油管，因此，能承受很高的泵端压力，可以减小高压系统中的有害容积。因此，喷射压力峰值可达100MPa，最高可达150MPa，明显高于合成式喷油泵。
②功率覆盖面广，单缸功率最小可达1kW，最大可达1000kW。
2.合成式喷油泵
合成式喷油泵带有凸轮轴，柱塞呈直列，柱塞数目与发动机数目相同。按大小可分为不同尺寸系列，其主要参数见表2-1。
表2-1 合成式喷油泵主要参数
（1）整体式 A、B、AD（AW）、ZW为泵体开有侧窗式，而MW、P、P7、P9、BQ为整体全封闭式，有利于增强泵体强度与喷油速率。
（2）上下分体式 我国自行设计的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型泵为上下分体式。
3.分配泵
分配泵主要用于中、小型高速柴油发动机上，与直列泵相比具有外形小、重量轻、噪声低等优点。根据结构，可分为转子式分配泵和单柱塞分配泵。
（1）转子式分配泵 主要以英国CAV公司生产的DPA型、DPS型分配泵为代表，同时还有法国西格玛公司的PRS型分配泵。主要特点是由固定的内凸轮及旋转的径向对置柱塞进行泵油，由单一的分配转子和分配套把高压燃油定时、定量地分配给柴油发动机各缸，油量控制采用进油计量。
（2）单柱塞分配泵 以德国博世公司的VE型分配泵为代表，VE型分配泵的特点是单个柱塞在端面凸轮的作用下，既做往复运动，又做旋转运动，因此单个柱塞既有泵油作用，又有分配泵供油作用。
（三）国内常见的喷油泵
国内常见喷油泵有国产系列泵与进口泵两大类。国产的车用柴油发动机目前几乎全部采用柱塞式喷油泵。为了以较少的泵型适应柴油发动机范围很大的功率变化，一般将喷油泵分成不同的系列，每种系列又可配置一定直径尺寸范围的柱塞偶件，从而适应柴油发动机一定功率范围变化的需要。国产系列泵分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、A、B、P、Z型。
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型系列泵的结构特点是泵体为上下分开的组合式，采用拨叉式油量调节机构，挺杆高度采用垫块调节，结构紧凑，常配以全程式调速器。但这类喷油泵泵体刚性较差，容易变形，调节机构不够灵活，个别零件易磨损，影响了整个油泵的使用寿命。
A、B型系列泵为整体式泵体、齿杆式油量调节机构。挺杆分为螺钉调节式和垫片调节式两种。这类泵的特点是油量调节机构灵活、精确且耐用。由于齿杆的安装位置较高，使这类泵方便配置类型众多的调速器，以适应不同用途的车型和不同调速器要求的需要。目前这类系列的喷油泵应用最为广泛。
P型系列泵也为整体式泵体，但结构不同于传统的柱塞泵，它取消了泵体侧边开的窗口，属密封性泵。柱塞、出油阀等泵油元件可全部装在钢质的凸缘衬套内并作为一个整体从上方插入泵体，用螺母紧固在泵体上。供油量调整是依靠旋转泵体上的衬套凸缘来实现的。这类泵具有极好的刚性，经久耐用。但整体式柱塞、出油阀偶件价格较贵，更换一次，费用是A、B型系列泵的数倍，因此对P型系列泵的平时保养要给予高度重视。另外这类泵的拆修较复杂，要求维修人员有较高的技术水平。
Z型系列泵属于大型喷油泵，所配柴油发动机型较少，一般维修单位难以涉及。
四、喷油泵的型号
（一）国产喷油泵型号编制规则
1.国产分列式喷油泵型号编制规则
1——喷油泵型号。
2——喷油泵特征代号：F表示分列式（不带凸轮轴）。
3——安装方式：M表示平底安装式；D表示弧形底安装式；Z表示端面法兰及弧形底组合安装式；缺位表示法兰安装式。
4——喷油泵分泵数。
5——柱塞式喷油泵系列代号（0，Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ）。
6——柱塞式喷油泵变形设计代号。
7——柱塞直径（mm）的10倍。
8——柱塞油量控制斜槽（或螺旋槽）旋向：Y表示右旋；Z表示左旋。
9——柱塞油量控制斜槽（或螺旋槽）位置：S表示上油量控制槽；A表示下油量控制槽；缺位表示上、下油量控制槽。
10——设计编号（以三位数表示）。
2.国产合成式喷油泵型号编制规则
1——喷油泵型号。
2——合成式。
3——法兰式固定。
4——分泵数。
5——泵尺寸代号：A表示A型泵；B表示B型泵。
6——柱塞直径的10倍（mm）。
7——柱塞螺旋槽特征代号。
8——调速器与输油泵位置代号：P表示无调速器，无输油泵；Q表示无调速器，有输油泵；R表示有调速器及输油泵，调速器装在喷油泵左侧；S表示有调速器及输油泵，调速器装在喷油泵右侧；T表示有调速器无输油泵，调速器装在喷油泵左侧；U表示有调速器无输油泵，调速器装在喷油泵右侧。
9——喷油泵设计编号。
3.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号喷油泵型号编制规则
1——喷油泵型号。
2——Ⅱ号喷油泵。
3——分泵数。
4——发动机使用多种燃料。
5——柱塞螺旋特征代号：R表示右旋。
6——柱塞直径（mm）的10倍。
7——供油自动提前器位置代号：F表示前置。
8——调速器位置代号：Z表示后置。
9——喷油泵设计编号。
4.国产分配式喷油泵型号编制规则
1——喷油泵型号。
2——分配泵代号：PD表示单柱塞式；PZ表示转子式。
3——分泵数。
4——分配式喷油泵系列代号。
5——柱塞直径（mm）的10倍；螺旋特征代号为右旋。
6——调速器型式：Y表示液压式；D表示电控式；J表示机械式。
7——喷油泵转速（r/min）。
8——驱动轴转向（从驱动端看）：Y表示右旋；Z表示左旋。
9——喷油泵设计编号（以两位数表示）。
5.柱塞偶件型号编制规则
1——柱塞偶件代号。
2——油量控制槽位置：S表示上螺旋槽；A表示下螺旋槽。
3——油量控制槽旋向：Y表示螺旋槽（后斜槽）右旋；Z表示螺旋槽（或斜槽）左旋。
4——柱塞直径（mm）的10倍。
5——喷油泵系列代号。
6——油量控制槽参数特征代号（以一位数表示）。
7——设计编号（以两位数表示）。
6.出油阀偶件型号的编制规则
1——出油阀偶件代号。
2——密封型式：Z表示锥面密封型式；P表示平面密封型式。
3——出油阀圆柱工作面直径（mm）。
4——喷油泵系列代号。
5——设计编号（以两位数表示）
（二）进口喷油泵型号编制规则
1.德国博世（Bosch）公司喷油泵型号编制规则
（1）直列式喷油泵
1——PE表示托架安装；PES表示法兰安装。
2——分泵数：2、3、4、5、6、8、9、10、12。
3——Z为系列型号：M、A、MW、P、HI、P10、ZW、P9、CW等，HI型为电控可变预行程泵。
4——W表示强化型变形。
5——M表示可使用多种燃油。
6——柱塞直径（mm），以1/10表示。
7——设计变型代号：A表示第一次；B表示第二次；C表示第三次。
8——以数字表示凸轮轴装配位置和喷油次序，还表示有无调速器、提前器和输油泵，以及这些部件的安装位置。
9——凸轮轴旋向（从油泵驱动端看）：R表示顺时针；L表示逆时针。
10——表示不同调整的字母，应用时从字母“Z”倒排，只在型号相同、标定工况、预行程及其他调整不同时采用。
（2）分列式喷油泵
1——PFE、PFM表示不带滚轮体；PF（R）表示不带（带）滚轮体。
2——分泵数：1、2、3。
3——A为喷油泵系列型号。PFELA、PFR…K、PFMIP、PE…Z、PF（R）…C、PF（R）…W、PF（R）…D、PF…E、PF（R）…H等。
4——柱塞直径（mm），以1/10表示。
5——设计变型代号为A、B、C。
6——结构形式：00表示法兰长轴与齿杆平行；03表示法兰长轴与齿杆垂直。
电控分列式泵的系列型号为EUP。
（3）分配式喷油泵
1——分配式喷油泵。
2——型号。
3——分泵数。
4——柱塞直径（mm），以1/10表示。
5——机械式调速器。
6——最高全负荷转速（r/min）。
7——设计变型代号。
8——旋转方向（从油泵驱动端看）：R表示顺时针；L表示逆时针。
9——1表示设计标志数字。
2.日本喷油泵型号编制规则
1——NP表示日本柴油发动机机器公司制造；ND表示日本电装公司制造。
2——P表示高压喷油泵。
3——E表示带凸轮轴；F表示无凸轮轴。
4——S表示有装法兰盘；无S表示用底部圆弧面安装。
5——××表示分泵数。
6——A表示PE-A型喷油泵；B表示PE-B型喷油泵；P表示PE-P型喷油泵。
7——×××表示柱塞直径（mm）的10倍。
8——B表示设计代号。
9——1表示无输油泵，凸轮轴标志在左侧；2表示无输油泵，凸轮轴标志在右侧；3表示有输油泵，凸轮轴标志在左侧；4表示有输油泵，凸轮轴标志在右侧。
10——0表示无调速器；1表示调速器在左侧；2表示调速器在右侧。
11——0表示无供油自动提前器；1表示供油自动提前器在左侧；2表示供油自动提前器在右侧。
12——R表示从喷油泵传动侧看，喷油泵右转；L表示从喷油泵传动侧看，喷油泵左转。
13——×表示输出泵安装标志符号；/3表示开装输油泵孔，在此装盖板；/4表示输油泵有两个装配位置，中右侧盖板；/5表示输油泵有两个装配位置，中左侧盖板；/6表示输油泵有两个装配位置，中两侧盖板；N51表示设计代号。