柱塞与柱塞套是喷油泵最重要的精密偶件之一，它具有建立高压与控制供油量的重要作用，柱塞直径d_p和有效供油行程h_e可按以下方法计算：首先，根据柴油机标定工况点燃油消耗率和功率算出柴油机每缸所需的每循环喷油量（mm³/循环），即

式中，P_e为柴油机标定功率（kW）；b_e为标定功率点燃油消耗率[g/（kW·h）]；n为柴油机转速（r/min）；i为柴油机气缸数；ρ_f为燃油密度（g/cm³）；τ为柴油机的冲程数。

需要特别指出的是，这里V_b表示的每循环喷油量，其意义与式（3-5）中的q相当，只不过q是根据喷油规律下面积求得的，有理论上间接求取意味，V_b则由实际燃油消耗率求得，更接近实测结果，故本章起一律改用V_b，另外式（2-50）中的g_b亦为每循环供油量，不过采用的是重量单位（kg/循环），而这里V_b的单位是mm³/循环，特提醒读者注意其区别不要混淆。

喷油泵柱塞在有效行程h_e内的几何供油量V_p[即为式（3-2）中的q_p]应当大于V_b，即有

V_p=V_b+ΔV₁+ΔV₂≈V_b+ΔV₁（5-3）

式中，ΔV₁为高压油路内，在最大泵端峰值压力与针阀开启压力的压差作用下的燃油压缩量；ΔV₂为喷油泵柱塞套与高压油管的变形量，在粗略计算中可以略去不计，即

式中，p_Pmax是最大允许泵端压力（MPa）；p_op喷油器针阀开启压力（MPa）；∑V是高压油路总容积（对于采用泵-管-嘴系统的中小功率柴油机，∑V=1500～2000mm³）；E是燃油弹性模量，其值为2000～2500MPa。

求出V_p以后，再参照喷油泵最大循环供油量V_max（V_p要适当小于V_max），并根据柴油机的特点（燃烧室的形式以及是否增压，等等），即可在相应的表格（表5-1或表5-2）中选择所需的喷油泵系列与型号，其柱塞直径d_p和有效行程h_e则可按下式计算：(www.daowen.com)

式中，η_f为喷油泵的供油系数，其值主要与进回油孔的节流作用有关，一般η_f=1.00～1.25，对节流作用较大者，取大值。

定义柱塞直径d_p与有效行程h_e之比为m₁，根据统计m₁=4.0～6.0，将d_p/h_e=m₁代入式（5-5）后，可得柱塞直径d_p为

对计算值圆整，最后确定柱塞直径d_p，再根据m₁或式（5-5）反算出有效行程h_e。

如图5-13所示，柱塞直径增大，供油和喷油速率增大，在相同供油量情况下，有效行程减小，供油和喷油持续期缩短，从而缩短柴油机的燃烧期，使其性能得到改善。但加大柱塞直径后，初期喷油量大，柴油机运转粗暴，同时凸轮承受接触应力也增加。

图5-13 不同柱塞直径对喷油规律的影响

柴油机D×S=135mm×140mm，n=1500r/min