分配式喷油泵简称为分配泵，在第1章有关柴油机燃料供给与调节系统的分类中已经说明，分配泵是用一个或少量（一对或两对）柱塞实现对多缸柴油机供油的喷油泵，它们主要用于小缸径高速柴油机，特别是轿车和轻型载重车的柴油机。分配泵的种类很多，历史也比较久远，例如英国的CAV-Lucas公司早在50多年以前就推出了DPA径向柱塞分配泵，用在当时的雪铁龙（Citroën）、福特（Ford）、雷诺（Renault）等轿车和福克森（Ferguson）拖拉机（即我国丰收—35型拖拉机）柴油机上。其后，Bosch公司又相继推出了采用轴向柱塞的VE分配泵和径向柱塞的VR分配泵，其中VE泵逐渐取代了CAV分配泵的地位，成为在轿车与轻型载货车领域应用得最为广泛的品种。

与直列泵相比，分配泵的主要优点为（以VE泵为例，其他分配泵情况大体相同）：

（1）体积小，重量轻，零件数少，制造成本低。这是因为直列泵柱塞副数目必须与柴油机缸数相同，而VE分配泵只有一副柱塞，即可实现对3～6缸（最常用的是4缸）柴油机的供油与分配任务，因此比多缸直列泵省去多副柱塞及其相关零件（如柱塞弹簧、弹簧座与挺柱部件等），从而大大地降低了制造成本。

（2）结构紧凑，高速性好。分配泵除高压部分以外，还将输油泵、提前器和调速器等主要部件十分紧凑地布置在泵室内部，由于零件尺寸与惯性力小，且凸轮升程也较小（VE泵的端面凸轮升程只有2.2～3.5mm），有利于提高转速，故VE泵的最高转速可以达到2000～2500r/min，能够满足4000～5000r/min轿车柴油机的需求。

（3）供油均匀性好，调整与保养方便。分配泵各缸之间供油均匀性主要取决于制造精度，这在大量生产的条件下是易于保证的，而直列式多缸泵虽然可以对各缸分别进行调整，但要同时保证高低负荷下（特别是怠速工况）的油量均匀性是比较困难的。此外，分配泵利用充满在泵壳内的柴油润滑所有运动件，无需另外的润滑油道，更便于油泵的维护与保养。

（4）附加装置齐全，易于实现电控。VE分配泵通过变型，能装上各种附加装置，如增压补偿、大气压力补偿、扭矩校正、速度特性校正等装置，满足各种柴油机在不同工况下的需要，而且VE分配泵只有一副柱塞，油量控制的阻力小，加上已存在利用液力原理的供油自动提前装置和利用电磁原理的停油装置，在此基础上更容易实现电子控制，这也是目前电控分配泵比电控直列泵更为普及的原因之一。

第1章中也已说明，分配泵除了按柱塞工作原理不同有轴向柱塞（VE）分配泵和径向柱塞（VR）分配泵两种以外，还可按照控制方式不同分为机械控制（m）与电控（e）两类。在电控方式中又有位置控制式（em）和时间控制式（即电磁阀控制，mv）两种。目前，Bosch公司的VR分配泵全部为采用电磁阀的电控方式，而VE分配泵则各种控制方式（机械控制、位置控制阀式与时间控制式电控）皆有（图1-22～图1-24）。对于Bosch公司的产品，上述分类可以通过其油泵的编码来识别，例如，VE4/9F2200L12，其中V表示分配泵，E表示轴向柱塞（R表示径向柱塞），4表示柴油机缸数（此数字限于3～6），9表示柱塞直径（此数字限于8～12，mm），F表示采用机械控制的离心式调速器（E表示电控，M表示采用高压电磁阀控制），2200表示油泵转速（此数字不高于2500，单位为r/min），L表示从泵驱动轴方向看旋转方向为左旋，即逆时针方向（R表示右旋），12表示设计编号。本章介绍的主要是机械控制式VE分配泵，有关电控VE泵与VR泵的内容则在第8章中介绍。

图5-33所示为VE分配泵的结构，早期的分配泵主要用于分隔式燃烧室柴油机（图1-14），供油压力较低，只有30～40MPa，以后逐步用于直喷式柴油机，随着结构与材料的改进，供油压力已提高至120～140MPa，其配套工作能力目前也提高到每缸25～30kW的水平。

图5-33 轴向柱塞VE分配泵结构

1—滑片式输油泵 2—调速器驱动齿轮 3—供油提前器 4—端面凸轮盘 5—油量调节套 6—轴向柱塞 7—出油阀 8—电磁阀停油装置 9—调节杠杆组 10—溢流量孔 11—手动停油装置 12—调速弹簧 13—转速调节手柄 14—调速器滑套 15—飞锤 16—调压阀

图5-34 VE分配泵系统工作原理图

1—油箱（属低压系统） 2—调速器 3—驾驶员踏板 4—电磁停油阀（ELAB） 5—喷油器 6—驱动轴 7—低压部分（带有压力调节阀和回油阀的滑片式输油泵） 8—高压部分（柱塞与柱塞套，端面凸轮与滚轮等） 9—出油阀 10—供油提前器 11—柴油机

图5-34所示为整个VE分配泵系统的工作原理图，由图可见（同时参考图5-33），燃油从油箱1经带有油水分离器后的滤清器（图中未表示），由滑片式输油泵7吸入（若油泵与油箱的高度差太大，则需另外增加装在油箱上或油箱内的前置式输油泵）后建立一定的油压输出，输油泵的油量由高压部分8供给柴油机以外，大部分多余的燃油用来润滑与冷却泵体内的机件后，经回油阀返回油箱，低压部分7中的滑片式输油泵与高压部分8中的柱塞在驱动轴6的带动下一同旋转，柱塞在同时完成往复和旋转运动的过程中，实现压缩与分配燃油的功能，高压燃油经分配头内的出油阀9和喷油器5喷入柴油机11的气缸，油泵的供油量由调速器2、供油始点由供油提前器10控制，柴油机的停油则由电磁阀4（ELAB）执行。应当说明的是，该图为了说明VE泵内部各系统的划分，突出了油泵本身而对于整个燃料供给系统则作了较多的简化。以下将分别对图中的低压部分7、高压部分8和供油提前器10作一介绍，而调速器2则移至第7章中与直列泵的机械式调速器一并说明。

图5-35 VE分配泵的低压部分

a）结构布置图 b）实物外形图 1—驱动轴 2—进油 3—压力调节阀 4—滑片泵的偏心环 5—支承环 6—调速器驱动齿轮 7—驱动爪（驱动与柱塞相连的端面凸轮） 8—泵体 9—回油阀 10—出油

如图5-35a所示为VE分配泵低压部分的结构布置图，图5-35b为其中驱动机构与滑片泵组合的实物外形图。由图可见，VE分配泵低压部分的主要部件为滑片式输油泵，其功能是吸油、压油和供油；压力调节阀，其功能是调节油压大小，保持油压的稳定；回油阀，其功能是使冷却内部零件的多余燃油经管道返回油箱。

图5-36所示为分配泵的滑片式输油泵，它的转子10用半月键7装在驱动轴8的轴端，因而两者是同心的，工作时转子在安装于泵体5上的一个偏心环2（偏心距e=1.5mm）内旋转，此时离心力使转子槽内的滑片9（一般为4个）向外甩开，使其外端紧贴偏心环的内表面，起到密封作用，燃油从进油口4经泵腔的腰形孔流入泵体并进入相邻滑片与转子、偏心环以及两面端盖所形成的楔形空间，随着转子的旋转，燃油被带到出油口6旁的腰形孔，由于偏心e的作用，楔形空间的容积不断减小，燃油因此被压缩而产生一定的压力（高速时可达0.6～0.8MPa），并从出油口压入泵室内，同时另有一部分燃油通过输油泵上的第二个通道流向压力调节阀（图5-35a中的3），以保持供油压力的稳定。由于以上4个楔形容积随着转子的转动不断变化，从而保持输油泵供油的连续进行。当转速较低时，滑片的离心力太小，不易形成良好的密封空间，有时也在滑片槽底部引进压力油或加装弹簧，以改善低速时的密封性。滑片式输油泵具有结构紧凑、体积小、流量大的特点，正好能满足分配泵对于输油压力要比直列式喷油泵高（分配泵的柱塞在柴油机同一转速下动作次数多，进油时间短，故要求有较高的供油压力）和供油量要求较多（为了更好地将泵室内的热量带走）的要求。

低压部分的压力调节阀和回油阀的结构分别如图5-37a和图5-37b所示。前者是一个以弹簧2压紧的圆柱形滑阀3，当输油泵压力过高（输油泵压力与转速成正比，以后将要说明可以利用这个特性来调节分配泵的供油提前角，但转速过高时可能导致供油压力过大）时，滑阀3打开回油孔4使输油泵压力边来的燃油5经油道6返回吸油边以保持压力不超过一定水平，压力的大小则决定于弹簧2的预紧力，可以用拧动阀体上的螺纹加以调节；后者由带有回油节流孔5的阀体1和滤网2组成，安装在分配泵调速器部分壳体的最高处（便于去除燃油中的气泡），滑片式输油泵供应给分配泵内腔多余的燃油，在冷却油泵内部的机件后，通过节流孔5和回油道6返回油箱并将热量带走。由于节流孔对于燃油的流动有一定的阻力，从而使分配泵内腔保持一定的压力。以后将要讲到，为了调节供油正时，分配泵要求其内部的压力与油泵转速保持一定的准确关系，因此设计时必须使回油阀节流孔与压力调节阀之间进行仔细的匹配。必要时（当转速低并需要较高的内腔压力时），可以用较小的调压阀（球阀）来代替节流孔。

图5-36 滑片式输油泵

1—分配泵内腔 2—偏心环 3—楔形容积 4—进油口（吸油边） 5—泵体 6—出油口（压力边） 7—半月键 8—驱动轴 9—滑片 10—转子

图5-37 压力调节阀与回油阀

a）压力调节阀 1—阀体 2—弹簧 3—滑阀 4—回油孔 5—输油泵来的燃油 6—返回输油泵的燃油 b）回油阀 1—阀体 2—滤网 3—泵体 4—分配泵内腔的回油 5—回油节流孔 6—返回油箱的燃油

图5-38所示为VE分配泵高压部分（含驱动机构）的结构布置图；图5-39则为其相关零件的实物外形图。

图5-38 VE分配泵高压部分的结构布置图

1—驱动轴 2—滚轮座圈 3—驱动盘 4—端面凸轮 5—滚轮 6—端面凸轮盘 7—弹簧座 8—柱塞弹簧 9—油量调节套 10—柱塞 11—分配头 12—出油阀 13—通往高压油管的燃油 OT—柱塞上止点 UT—柱塞下止点

图5-39 VE分配泵高压部分的有关零件图

1—驱动轴 2—调速器驱动齿轮 3—驱动爪 4—驱动盘 5—滚轮座圈 6—端面凸轮上的驱动爪 7—端面凸轮盘 8—端面凸轮 9—柱塞尾部 10—柱塞 11—弹簧座 12—油量调节套 13—柱塞弹簧 14—导向销 15—分配头 16—出油阀紧帽

VE分配泵高压部分的功能是产生燃油喷射所需的高压并将高压燃油依次分配给柴油机的相应气缸，其主要零件包括柱塞、柱塞套（又称分配套）、端面凸轮、滚轮与滚轮座、柱塞弹簧和出油阀等。这些零件在图5-38和图5-39上均有所表示，其中图5-39上序号为9～16的零件组成的部件称为分配头，其立体剖面图如图5-40所示。

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图5-40 VE泵分配头组件的立体剖面图

1—油量调节套 2—柱塞套 3—分配头 4—压紧螺帽 5—柱塞 6—放气螺塞 7—出油阀紧帽

由图5-38和图5-39可见，驱动轴1的旋转运动经驱动爪（图5-39中的3）、驱动盘（图5-39中的4）和端面凸轮盘上的驱动爪（图5-39中的6），直接传给端面凸轮盘（图5-38中的6，即图5-39中的7），驱动盘又称连轴节，驱动轴与端面凸轮盘的传动爪，同时插入驱动盘（图5-38中的3，即5-39中的4）的4个凹槽内，这样，端面凸轮盘便能与驱动轴一同旋转，端面凸轮盘上的凸轮数目应与柴油机气缸数目相当，当缸数较多（4缸或6缸）时，每个凸轮（包括升起与降落段）所占的范围只占整个圆周的1/4（对于4缸）或1/6（对于6缸），因此凸轮的升程不可能太大（过去为1.5～3.2mm，目前通过对于凸轮与滚轮结构设计和材料的改进已提高至2.2～3.5mm）。柱塞10尾部的圆柱表面9（图5-39）装在端面凸轮盘的内孔中，并用定位销锁住，因此柱塞也与端面凸轮盘一同旋转并被柱塞回位弹簧（图5-38中的8，即图5-39中的13）压紧在滚轮5上，滚轮装在固定在泵体上的滚轮座圈2（两者均见图5-38）上，滚轮的数目一般与柴油机的缸数，即端面凸轮的凸起数目相同（这是指3缸、4缸、5缸，而6缸柴油机则为4个滚轮），为了防止弹簧压力偏心并保证各个滚轮受力均匀，对于两根柱塞弹簧的高度应进行仔细选配，各个滚轮的中心与外圆顶端也应保持在同一平面上，两者的高度公差均应控制在±0.1mm之内。为了减小滚轮与凸轮表面的接触应力，滚轮也应像直列泵那样，做成带有凸度为8～10μm的鼓形。由于滚轮座圈相对于机体是固定的，因此当驱动轴带动端面凸轮旋转时，柱塞也一道作往复加旋转的运动（在凸轮和滚轮作用下向上止点方向，即图上的右方运动，在弹簧作用下返回），并与分配头中的柱塞套（图5-40中的2）等零件共同完成泵油与配油的任务。

从以上分配泵柱塞的功能来看，它的结构比直列式柱塞泵要复杂得多。如图5-41所示即为VE分配泵柱塞的结构简图。由图可见，其功能由两段来完成：前半段上有头部的进油槽2和中部的分配孔3等，它们分别与柱塞套上的吸油通道与分配通道相对应，以完成泵油与配油的功能；后半段上有回油孔6，它与油量调节套7相配合，起到控制供油量的作用。另外，柱塞头部的环槽1是控制柱塞预行程的，柱塞中部的压力平衡槽8则是用来改善各缸供油均匀性的，两者的功能将在以后介绍分配泵的工作原理时一并予以说明。

图5-41 VE分配泵的柱塞简图

1—环槽 2—进油槽 3—分配孔 4—分配槽 5—中心孔 6—回油孔 7—油量调节套 8—压力平衡槽

图5-42 VE分配泵的工作原理

a）进油过程 b）预行程 1—分配头 2—进油孔 3—柱塞 4—柱塞套 5—进油槽 6—柱塞顶部空间 7—控制预行程的环槽 8—分配槽 h_v—预行程 OT—上止点 UT—下止点

以下就以4缸VE分配泵为例，说明其柱塞副泵油与配油的工作原理。对于4缸分配泵而言，其凸轮和柱塞旋转一周应当完成4次供油循环，如图5-42所示只是其中的一个循环（占90°凸轮转角），其中，图5-42a为进油过程，这时柱塞由上止点向下止点运动（虽然分配泵一般呈水平布置，人们仍按习惯将柱塞运动到顶部空间最小的位置即图中最右位置称为上止点，最左位置称为下止点），燃油经过分配套上的进油孔2和柱塞头部的进油槽5（进油槽数目与缸数相等）吸入柱塞顶部空间6；图5-42b为泵油过程的预行程阶段，随着柱塞的运动，当它到达下止点后，其进油槽关闭，而分配槽则与柱塞套上的出油口（数目也与缸数相等）相通，此后柱塞从下止点向上止点的运动，柱塞顶部空间的燃油开始受到压缩，但由于柱塞顶部有一个控制预行程槽的环槽7（图5-41中的1），因此燃油仍能通过这个环槽（环槽是通过进油槽与柱塞顶部空间连通的）返回进油口，因而不能建立起较高的油压，只有当柱塞上移到环槽完全关闭以后，柱塞顶部空间的压力才迅速增高，因此从柱塞下止点到环槽关闭段距离，构成了柱塞的预行程h_V；图5-42c所示为有效行程h_N，它是从柱塞环槽关闭后继续向上止点运动，直至其回油孔露出油量调节套10的行程，这时柱塞顶部空间的高压燃油经柱塞中心孔与分配槽进入柱塞套上相应的出油道9，再经分配头上的相应出油阀，送往连接该气缸的高压油管与喷油器（图中未表示）。改变油量调节套的位置，就能改变有效行程的大小，即供油的终点位置，从而达到调节供油量的目的；图5-42d所示为剩余行程h_R，这时虽然柱塞仍向上止点运动，但因为柱塞上的回油孔11已被油量调节套10打开，柱塞顶部空间已经卸压，出油阀也已关闭，因此燃油不能再流向喷油器，而是经回油孔流回分配泵内部空腔，这个过程一直持续到柱塞达到上止点为此，由于不再对气缸供油，故称为剩余行程。至此，柱塞已完成一个缸的供油循环，当柱塞再次下行时，即开始对下一气缸的供油过程。

图5-42 VE分配泵的工作原理（续）

c）有效行程d）剩余行程 9—通往出油阀的油道 10—油量调节套 11—回油孔 h_N—有效行程 h_R—剩余行程

图5-43 压力平衡槽的工作原理

1—柱塞 2—压力平衡槽

图5-43所示为柱塞上压力平衡槽2（即图5-41中的8）的工作原理，它总是开在分配槽背面呈180°处并通过环槽与泵室内腔相通，在柱塞旋转过程中，它也依次与柱塞套上通往出油阀的油道相通，只不过与分配槽连通的时间相差180°凸轮转角。采用这种结构的原因是当柱塞回油孔打开时，燃油的高速溢流会使从柱塞顶部空间到出油阀的高压油路中产生过度卸压的“抽空”现象，这样在下一次再进油时（特别在高速工况进油时间较短的情况下）会出现进油不足而影响供油量或造成各缸供油量不均的现象，通过压力平衡槽，使各缸的高压油道在不供油时，依次与泵室内腔相通，以补充进油并使各油道保持与泵室内腔相同的压力，从而能克服可能出现的供油不足或各缸供油不均的现象，因此在有些资料中，也将压力平衡槽称为“预先充油槽”或简称“充油槽”。

图5-44所示为VE分配泵中采用的两种出油阀，图5-44a为阻尼式出油阀，图5-44b所示为等压式出油阀，其结构与工作原理和直列式喷油泵基本上相同，此处不再赘述。同样，随着喷油压力的提高，等压式出油阀的应用也日益广泛，在VE分配泵中，它一般将系统残压控制在6MPa左右，以防止出现二次喷射与“气穴”等异常现象。

图5-44 VE分配泵的出油阀

a）带阻尼阀的等容式出油阀 1—出油阀紧帽 2—阻尼阀 3—出油阀弹簧 4—出油阀座 5—出油阀芯 6—减压带 b）等压式出油阀 1—出油阀紧帽 2—减容器 3—出油阀弹簧 4—出油阀 5—等压阀钢球 6—弹簧座 7—等压阀弹簧 8—调节套 9—阀座 10—调节垫片

在以上介绍的高压部分的分配头（图5-40）中含有柱塞、柱塞套、油量调节套和出油阀等精密偶件，它们在高压下也应当保持密封，不过即使有少量的泄漏不仅是难以避免的，甚至还对这些配合表面润滑有利。但应当注意，这些零部件在加工与装配时均经过仔细的选配与调整，因此在维修时需将分配头作为一个整体加以更换，不应只是更换其中某一两个零件。同样，分配泵的凸轮也是针对不同机型具体设计的，不能随意用在其他机型上。

图5-45所示为VE分配泵按液压工作原理的供油提前器的结构布置图，图5-46所示则为其工作原理图。由图可见，整个正时装置，即液压提前器由提前器柱塞（图5-45中的5，即图5-46中的7）、正时销4和提前器弹簧9（图5-46）等零件组成。它安装在分配泵的下部，其轴线方向与分配泵轴线相垂直，两端用盖子6（图5-46）封闭。提前器柱塞一边通过进油孔5（图5-46）与泵室内腔的燃油相通，另一边则由弹簧顶住，当柴油机停机，分配泵不工作时，提前器柱塞停止在如图5-46a所示的停机位置上，提前器不对供油提前角起作用，而当柴油机和分配泵开始工作时，由于滑片式输油泵供油压力随其转速而上升的特性，分配泵室内腔的压力开始升高，而且在工作转速范围内基本上保持与油泵转速成正比，当转速高于一定数值（例如300r/min）时，提前器柱塞顶部的油压就会克服弹簧的作用力，将柱塞推向左方，并通过滑块（图5-45中的3，即图5-46中的8）和正时销4使滚轮座圈（图5-45中的1，即图5-46中的2）按顺时针方向（从油泵后部看）转过一定的角度，从而改变了滚轮座圈和端面凸轮盘6（图5-45）的相对位置，即改变了供油正时（增大了供油提前角），而且转速越高，油压越大，滚轮座圈转过的角度也越大，这就满足了柴油机供油提前角应随转速提高而加大的要求。VE分配泵液压提前装置的最大提前角度为12°凸轮转角，即24°曲轴转角。另外，提前器柱塞上进油孔5（图5-46）前面有一段小孔，其功能是在油压变化过程中产生节流作用，使提前器柱塞在保持动态平衡的过程中减少抖动，以保证喷油泵工作的稳定性。

图5-45 VE分配泵液压提前器的结构布置图

1—滚轮座圈 2—滚轮 3—滑块 4—正时销 5—提前器柱塞 6—端面凸轮盘 7—分配泵柱塞

图5-47所示为VE分配泵的调速器与电磁阀停油装置。电磁阀5的功能是：起动时通过驾驶员的开关与相应电路以较大电流迅速接通电磁阀打开进油通道，工作时用较小电流（增加电路中的电阻）保持电磁阀开启，停油时则切断电流，以电磁阀中的弹簧力使其密封锥的衔铁关闭进油通道。另外，分配泵还有机械停油装置，它是利用手动杠杆（图5-33中的11）并通过调速器的杠杆系统推动油量调节套筒来实现的。至于如图5-47中所示的调速器2及其杠杆系统3，还有图上未表示的各种附加装置（如扭矩校正、增压补偿、大气压力补偿和冷起动补偿等）均在以后有关调速器的章节中再作介绍。

图5-46 VE分配泵液压提前器的工作原理图

a）停机位置 b）运行位置 1—壳体 2—滚轮座圈 3—滚轮 4—正时销 5—提前器柱塞的进油孔 6—提前器盖 7—提前器柱塞 8—滑块 9—提前器弹簧

图5-47 VE分配泵的调速器与电磁阀停油装置

1—转速调节手柄 2—离心式调速器 3—调速器杠杆 4—油量调节套 5—电磁阀停油装置