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柴油机的VE型分配泵结构与工作原理 |
前言：VE型分配泵是单柱塞式高压燃油喷射泵，它的结构特点是用一组供油元件通过分配机构定时定量地将燃油分别供给柴油发电机各气缸。VE型分配泵集喷油泵、调速器、输油泵和供油提前器等机构于一身，是封闭的一个整体。VE型分配式喷油泵结构紧凑、体积小、重量轻。具有高速性能好、使用可靠、功能齐全、安装布置方便等优点。
一、VE型分配泵特点
VE型分配泵是单柱塞式高压燃油喷射泵，它的结构特点是用一组供油元件通过分配机构定时定量地将燃油分别供给柴油机各气缸。VE型分配泵集喷油泵、调速器、输油泵和供油提前器等机构于一身，是封闭的一个整体。VE型分配式喷油泵结构紧凑、体积小、重量轻。具有高速性能好、使用可靠、功能齐全、安装布置方便等优点。
VE型分配泵，可分别用于分隔式燃烧室柴油机、直喷式柴油机、直喷增压式柴油机、直喷增压中冷式柴油机，并可根据用户的需要，配全程、两极和其它变型调速器以及各种附加装置，如正、负扭矩校正装置，部分负荷提前机构，增压补偿器，海拔高度补偿器，低温起动装置、油门位置传感器、转速传感器等。
主要参数如下：
（1）旋转方向：左旋、右旋(从油泵驱动端或发兰端看)
（2）柱塞直径：8mm～14mm(根据发动机需要)
（3）凸轮升程：1.8mm~3.3mm(根据发动机需要)
（4）最大供油量：140mm3/循环
（5）最大泵端压力：95MPa
（6）最高转速：3000r/min(根据发动机需要)
（7）调速器：机械离心式(全程式或两极式)
（8）提前器：液压活塞式
（9）冷起动：电磁式或手动式
（10）停油：电磁式或手动式
（11）输油泵型式：滑片式
（12）润滑方式：燃油润滑
（13）安装方式：法兰(三角形或菱形)
二、VE型分配泵结构与工作原理
VE型分配泵可分别用于分隔式燃烧室柴油发电机、直喷式柴油发电机、直喷增压式柴油发电机、直喷增压中冷式柴油发电机，并可根据用户的需要，配全程、两极和其它变型调速器以及各种附加装置，如正、负扭矩校正装置，部分负荷提前机构，增压补偿器，海拔高度补偿器，低温起动装置、油门位置传感器、转速传感器等。
1、结构
VE型分配泵的外形如图1所示，部件结构如图2所示，从左到右依次为传动轴、输油泵、传动齿轮、滚轮座及滚轮、端面凸轮、柱塞、控制套、分配套、泵头和电磁阀停油装置等。泵的上部分为调速器，下部分为提前器。
2、工作原理
分配泵的传动轴转动时，带动输油泵将燃油从油箱里吸出，经过燃油滤清器过滤，去掉燃油中的杂质，进入油水分离器，分离出燃油中的水分，然后被吸入输油泵，输油泵输出燃油的压力与VE泵的转速成正比，并可以通过调压阀来调节燃油压力，使燃油限制在规定压力下。
具有一定压力的燃油经过电磁阀控制由进油口进入柱塞腔，同时一部分燃油进入提前机构控制提前器活塞的位移，过剩的燃油经过回油螺钉（回油电磁阀）节流孔回到进油油路和油箱。传动轴旋转带动十字块，十字块又带动端面凸轮旋转，通过端面凸轮的定位销带动分配柱塞旋转。
柱塞弹簧和弹簧下座将分配柱塞压在端面凸轮上。当传动轴旋转时，端面凸轮在十字块作用下作旋转运动，同时在滚轮作用下做往复运动。分配柱塞的旋转运动起分配作用，往复运动起泵油作用。进入柱塞腔中的燃油在分配柱塞往复运动下产生高压，然后通过分配套、出油阀、喷油嘴喷入气缸。
传动轴的转动又通过减振块带动齿轮、飞块座及飞块旋转，飞块的离心力推动调速滑套及调速支架部件，当转速变化时通过调速支架的运动改变控制套相对溢流孔的位置，从而改变供油行程，调节供油量，以满足发动机不同工况时的需要。供油的终止是由控制套和分配柱塞上的溢流孔的位置来决定的，当该溢流孔露出控制套的端面时，燃油从溢流孔泄漏，供油结束。
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图1 VE型分配泵模型图 |
图2 喷油泵柱塞驱动机构组成图 |
三、供油分配过程
柴油发电机VE型转子分配泵由一个分配柱塞向多个气缸供油，其供油分配过程如下：
1、进油过程
如图3所示。滚轮由平面凸轮的凸起部分移到最低位置时，柱塞弹簧由右向左推移，在柱塞接近终点位置时，柱塞上部的进油槽与柱塞套筒上的进油孔相通，柴油经电磁阀下部的油道流人柱塞右端的压油腔内。
2、压油与配油过程
如图4所示。随着滚轮由平面凸轮的最低处向凸起的部分移动，柱塞在旋转的同时，也自左向右运动。当进油孔关闭后，柱塞即开始压缩压油腔内的燃油使之压力升高，此时柱塞上的配油孔与柱塞套上的出油孔之一相通，高压油即经出油孔和出油阀流向喷油器。
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图3 喷油泵进油过程示意图 |
图4 喷油泵压油和配油过程示意图 |
3、供油结束
如图5所示。柱塞在平面凸轮的推动下继续右移，柱塞左端的泄油孔与分配泵内腔相通时，高压油立即经泄油孔流回主泵内腔中，柴油压力立即下降，供油停止。从柱塞上的配油槽与出油孔相通起，直至泄油孔与分配泵内腔相通，为有效的供油过程。
4、压力平衡过程
如图6所示。供油结束后，柱塞继续旋转，当柱塞上的压力平衡槽与分配油路相通时，分配油路中的柴油与分配泵内腔油压相同，这样可以保证各缸供油的均匀性。
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图5 喷油泵供油结束示意图 |
图6 喷油泵压力平衡示意图 |
四、工作过程
1、起动工况
操纵杆置于高速位置。调速弹簧预紧力最大，怠速弹簧被压缩不起作用，同时通过杠杆机构使控制套移到最大有效行程位置，提供比标定更多的油量，便于起动。
2、怠速工况
操纵杆置于怠速位置。调速弹簧预紧力几乎为零，飞锤低速旋转向外张开，通过调速滑套把起动杠杆和张力杆推离油量限位销，通过活动销顺时针旋转，通过球头销带动滑套向减油方向移动，直到柴油机转速降低到使飞锤的离心力与怠速弹簧力相平衡，油泵即在怠速工况运行。
3、标定工况
操纵杆置于高速限位螺钉，这是刚度最强的调速弹簧预紧力最大。怠速弹簧被压到极限位置不起作用，张力杆也同时被拉倒与油量限位销相接触的位置。此时，由于油泵转速高，飞锤产生的轴向力很大，能轻易克服起动弹簧力的作用，通过油量调节套把起动杆推到与张力杆相接触的位置，这时，飞锤的离心力的轴向分力产生的力矩与弹簧力产生的反力矩相平衡。油泵即在标定工况下运行。
4、高速控制
当柴油机再标定工况下卸载时，转速升高，油泵转速也超过标定转速，飞锤离心力产生的力矩大于起动弹簧产生的反力矩，调速器起作用。调速滑套推起动杆、张力杆一起以活动销子为支点顺时针转动，张力杆脱离油量限位销，供油量开始减小。
总结：
综上所述，VE泵的工作原理简单的可述为：传动轴由柴油机定时齿轮驱动，带动油泵中的输油泵工作，使油泵内充油并保持一定的压力；油压随转速升高而增大并使提前器工作；同时传动轴带动飞锤座部件旋转，飞锤旋转产生的张力推动调速滑套升压调速支架部件，使调速支架上的球头销产生位移，从而拔动控制套来回移动以达到控制供油量大小的目的；而传动轴的叉形又带动端面凸轮在滚轮座上作旋转和往复运动，从而使柱塞产生高压油并向各缸分配燃油。
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