高壓燃油幫浦 (HPFP)

高壓燃油幫浦 (HPFP) 為柱塞式,由凸輪軸透過燃油幫浦驅動齒輪驅動。該泵浦由八個泵浦段組成,組合在一個公共的鋁製外殼 10 中,並由一個公共的凸輪軸 16 驅動。

除了高壓幫浦外,該裝置還整合了固定在凸輪軸前端的自動噴油提前離合器、位於外殼 12 內的速度調節器以及燃油預供幫浦 13。

高壓燃油泵剖視圖
高壓燃油幫浦:
1 — 自動噴油提前離合器;2 — 環形螺帽;3 — 彈簧墊圈;4 — 軸承蓋;5 — 襯套;
6 — 限位螺絲;7 — 密封圈;8 — 齒條;9 — 旁通閥;10 — 殼體;11 — 手動注油泵;
12 — 調速器殼體;13 — 注油泵;14 — 下蓋;15 — 蓋墊;16 — 凸輪軸;
17 — 墊圈;18 — 圓錐滾子軸承;19 — 密封圈;20 — 油封;21 — 調整襯片;
22 — 凸輪軸支架;23 — 蓋墊;24 — 側蓋;25 — 蓋緊固螺絲;26 — 推桿彈簧上板;
27 — 緊固螺絲;28 — 柱塞套緊固螺絲;29 — 殼體嵌件;30 — 排氣塞;31 — 接頭;
32 — 拉緊螺栓;33 — 接頭拆卸器;34 — 閥門止動器;35 — 密封墊圈;36 — 蓋形螺帽;37 — 連接接頭;
38 — 排出口閥彈簧;39 — 排出口閥;40 — 墊片;41 — 排出口閥座;42 — 柱塞套;
43 — 齒環;44 — 鎖緊螺絲;45 — 齒環襯套;46 — 柱塞;47 — 推桿彈簧;48 — 推桿彈簧下板;
49 — 調整螺栓;50 — 鎖緊螺帽;51 — 柱塞從動件;52 — 滾軸;53 — 滾筒襯套;54 — 從動滾輪;55 — 鎖緊螺絲。

柱塞組件與排出口閥

柱塞組件是各幫浦段的主要工作部件。柱塞和套筒採用高精度加工,並使用選擇性(尺寸選擇性)組裝方法進行配合。工廠選定的柱塞對無法進一步拆卸:零件只能成套更換。

每個燃油幫浦都配備相同尺寸組的柱塞對。

燃油供應調節:柱塞的下部有兩個導引凸起,與旋轉套筒 45 上的凹槽相配合。齒圈 43 固定在旋轉套筒上,並與燃油幫浦的齒條 8 嚙合。齒條由調節器驅動;這同時帶動所有旋轉套筒旋轉,從而帶動所有八個泵段套筒內的柱塞旋轉。在螺絲 44 鬆開的情況下,旋轉套筒 45 相對於齒輪環 43 的角位移調節流向每個泵浦段的燃油量。

排油閥:排油閥 39 由彈簧 38 壓緊閥座 41,用於在柱塞向下運動期間分離排油管和吸油管。排油閥與柱塞組件一樣,依液壓密度分為兩組。燃油幫浦僅配備其中一組的排油閥。與柱塞組件一樣,禁止在運作過程中拆卸閥座組件。

噴油幫浦工作原理

在幫浦軸凸輪 16 和彈簧 47 的作用下,柱塞在套筒內做往復運動。當柱塞向上移動時,燃油最初會回流到供油通道,直到柱塞末端的上緣堵塞入口。燃油開始被壓縮,當壓力達到10–18 kgf/cm²時,供油閥打開,燃油進入高壓燃油管路,流向噴油嘴。隨著柱塞繼續運動,壓力不斷升高,當壓力達到200 kgf/cm²時,噴油嘴噴射燃油。

每個柱塞行程中各部分的供油量取決於噴射行程的長度,而噴射行程的長度可以透過旋轉柱塞相對於其套筒的位置來改變,即透過改變柱塞螺旋切斷邊緣相對於套筒出口的位置來改變。因此,供油量的計量是透過改變供油的結束位置,而非開始位置來控制的。

噴油幫浦維修

零件清洗

幫浦清洗步驟:

  1. 清洗所有外表面,直到污垢完全清除。
  2. 拆下螺絲,取下幫浦的側蓋和底蓋,以及調節器蓋及其內部所有零件。
  3. 徹底清潔所有裸露的內部空腔。

清洗液成分(加熱至70–90°C):

  • 泵體:純鹼 — 0.1–0.2%,重鉻酸鈉 — 0.05–0.1%。
  • 有色金屬零件:(黃銅、青銅、鋁):乳化劑 — 3.5%,液態玻璃 — 0.15%。
  • 對於鋼和鑄鐵零件:磷酸三鈉 — 1.0–1.5%,硝酸鈉 — 0.5–1.0%,三乙醇胺 — 1.0–2.0%。

檢查與缺陷偵測

檢查參數:

  • 凸輪軸軸向行程 — 0.01–0.07 mm(透過墊片 21 進行調整)。
  • 「幫浦齒條—齒環」嚙合間隙 — 不超過 0.25 mm
  • 最大啟動燃油流量 — 不小於180 mm³/循環,80 min⁻¹。
  • 排氣閥密封性 — 在1.7–2.0 kgf/cm²壓力下測試2分鐘(不允許洩漏)。

間隙控制參數:

  • 挺桿與泵體之間的間隙 — 不超過0.2 mm(標稱值0.020–0.063 mm)。
  • 滾輪—襯套—挺桿軸線的總間隙 — 不超過0.3 mm
  • 凸輪軸支撐連接處的間隙 — 不超過0.18 mm
  • 齒條與齒條襯套之間的間隙 — 不超過0.24 mm
噴油提前聯軸器拉拔器
圖 2. 噴油提前聯軸器拉拔器: 1 — 拉拔器;2 — 棘輪;3 — 噴油提前離合器
輸油閥座拉拔器
圖 3. 輸油閥座拉拔器:
1 — 輸油閥座;2 — 心軸;3 — 套筒;4 — 偏心輪;5 — 手柄

拆卸燃油噴射幫浦

拆卸順序:

  1. 使用專用扳手鬆開固定自動離合器的螺帽 2,然後使用拉拔器拆下離合器 1(圖 2)。
  2. 鬆開固定燃油噴射幫浦的三個螺栓,然後拆下幫浦和側蓋 24。
  3. 鬆開蓋形螺帽 36,拆下連接接頭 37 和鎖緊螺帽 33。
  4. 旋下接頭 31,然後拆下附彈簧的排放閥閥座 38。
  5. 使用拉拔器(圖 3),將帶有排放閥的閥座從泵體上拆下。
  6. 使用專用裝置(圖 4),壓縮彈簧並用鑷子取下柱塞彈簧的下片。
  7. 旋下柱塞襯套的固定螺絲 28,然後將柱塞組件從幫浦殼中取出。
  8. 稍微壓縮彈簧 47,並將其與上片 26、齒輪輪緣襯套 45 和齒輪輪緣 43 一起從泵殼中取出。
  9. 從泵浦殼內的導軌中取出柱塞 51。

重要提示!為維持原廠配置,建議拆卸幫浦的各個部分,並確保所有零件都牢固地固定在各部分上。

禁止拆卸:

  • 柱塞組件;
  • 出水閥零件;
  • 凸輪軸中間支撐的上半部和下半部。
挺桿彈簧壓縮器
圖 4. 挺桿彈簧壓縮器:
1 — 推桿板;2 — 推桿彈簧;3 — 槓桿

噴油泵總成

組裝順序:

  1. 將中間支撐安裝到軸上,然後壓入不含外圈的前後滾子軸承。每個軸承必須用內圈加厚部分抵住軸肩。
  2. 將密封件壓入前蓋和調節器殼體,使其與端面齊平。
  3. 在配合面上塗抹密封膏後,將調節器殼體用螺絲固定到燃油泵殼體上,然後使用沖子安裝凸輪軸組件。
  4. 旋緊支撐鎖緊螺絲。將調節器殼體安裝螺絲和支撐螺絲用螺栓固定到位。
  5. 安裝前蓋,保護密封唇免受鍵槽損壞。
  6. 檢查凸輪軸:軸承蓋螺絲鎖緊後,凸輪軸應能用手輕鬆轉動,無明顯卡滯或抖動。在 5–6 kgf 的力作用下,軸的軸向間隙應在 0.01–0.07 mm 範圍內(可用墊片 21 進行調節)。
  7. 鑄造殼體和前蓋緊固螺絲。
  8. 安裝挺桿;挺桿組件(含螺絲)的高度應為 37.3–37.5 mm。
  9. 將帶齒圈套筒、上蓋板和彈簧的齒圈安裝到殼體中。環形齒輪的中心齒應位於齒條的中心槽內,環形齒輪的槽口與泵體上的緊定螺絲孔應位於同一平面內。
  10. 安裝柱塞對並鎖緊柱塞襯套的緊定螺絲。柱塞凸起處標有線,必須正對柱塞套筒上的定位螺絲凹槽。
  11. 旋緊定位螺絲後,齒條的行程應至少為25 mm,且移動順暢,無明顯阻力。
  12. 使用裝置(圖 4),壓縮彈簧並插入下彈簧片,檢查柱塞行程餘量,在柱塞推桿處於最高位置時,餘量應至少為0.6 mm
  13. 安裝排放閥和接頭,並使用扭力扳手以10–12 kgf·m的扭力鎖緊。
  14. 擰緊每個接頭後,檢查齒條的移動順暢度和齒條的自由間隙,齒條靜止時,齒條的自由間隙應不超過0.25 mm
  15. 安裝增壓幫浦、底蓋和側蓋、連接接頭和蓋形螺帽。安裝並旋緊鎖緊螺帽。

建議:組裝好燃油噴射幫浦後,請依照製造商的規格在試驗台上進行調整,包括檢查燃油噴射的啟動情況、各段噴射的均勻性以及速度控制器的運作。

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