【文章內(nèi)容簡介】 0b 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。 圖 410C 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 410A）；反之， 如果斜槽向右方為上升，則為右旋（圖 410B）。 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 411 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 41）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 413 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 413）。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 413）。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。 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414）；另一種是在柱塞的中鉆有軸向孔和徑心孔（圖 415）。 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 416）。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417）。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 418），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。 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。 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。 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。 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)。回油孔的中心線處于同一高度上。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 419）。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。 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 420）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 420）。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。 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 44），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。 組 合式柱塞偶件 組合式柱塞偶件的結(jié)構(gòu)如圖 49 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。 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 ~ 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43 控制徑向間隙的數(shù)值。 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。 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 421 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