5.1 燃油供给系统的构造
5.1.1 喷油器
柴油机的燃料是在压缩过程接近终了时喷入汽缸内的。喷油器的作用是将燃料雾化成细粒，并使它们适当地分布在燃烧室中，形成良好的可燃混合气。因此，对喷油器的基本要求是：有一定的喷射压力、一定的射程、一定的喷雾锥角、喷雾良好，在喷油终了时能迅速停油、不发生滴油现象。
目前，中小功率柴油机常采用闭式喷油器。闭式喷油器在不喷油时，喷孔被一个受强力弹簧压紧的针阀所关闭，将燃烧室与高压油腔隔开。在燃油喷入燃烧室前，一定要克服弹簧的弹力，才能把针阀打开。也就是说，燃油要有一定的压力才能开始喷射。这样才能保证燃油的雾化质量，能够迅速切断燃油的供给，不发生燃油滴漏现象。这对于低速小负荷运转时尤为重要。其主要类型有孔式和轴针式两种。
（1）孔式喷油器
孔式喷油器主要用于直接喷射式柴油机中。由于喷孔数可有几个且孔径小，因此，它能喷出几个锥角不大、射程较远的喷柱。一般喷油孔的数目为2～8个，喷孔直径为0.15～0.50mm。喷孔数目与方向取决于各种燃烧室对于雾化质量的要求与喷油器在燃烧室内的布置。例如6135G型柴油机的燃烧室是ω形，混合气的形成主要是将燃油直接喷射在燃烧室空间而实现的，故采用4孔闭式喷油器。喷孔直径为0.35mm，喷射角为150°，针阀开启压力为17.5MPa，喷柱形状与ω形燃烧室相适应。
孔式喷油器的结构如图5-2所示，主要由针阀、针阀体、挺杆、调压弹簧、调整螺钉和喷油器体等零件组成。
图5-2 孔式喷油器的结构
1—回油管螺栓；2—衬垫；3—调压螺钉护帽；4—垫圈；5—调压螺钉；6—调压弹簧垫圈；7—调压弹簧；8—挺杆；9—喷油器体；10—紧固螺套；11—针阀；12—针阀体；13—铜锥体；14—定位销；15—塑料护盖；16—进油管接头；17—滤芯；18—衬垫；19—胶木护套；20—针阀承压锥面；21—针阀密封锥面；22—针阀体油孔
喷油器的主要零件是用优质合金钢制成的针阀和针阀体，两者合称为针阀偶件（又称喷油嘴偶件）。针阀上部的圆柱表面与针阀体相应的内圆柱表面作高精度的滑动配合，配合间隙约为0.001～0.0025mm。此间隙必须在规定的范围内。若间隙过大，则可能产生漏油而使油压下降，影响喷雾质量；若间隙过小，则针阀不能自由滑动。针阀中下部的锥面全部露出在针阀体的环形油腔中，其作用是承受由油压造成的轴向推力而使针阀上升，所以此锥面称为承压锥面。针阀下端的锥面与针阀体上相应的内锥面配合，以实现喷油器内腔的密封，称为密封锥面。针阀上部的圆柱面及下端的锥面同针阀体上相应的配合面是经过精磨后再相互研磨而保证其配合精度的。因此，选配和研磨好的一副针阀偶件是不能互换的。
装在喷油器体上部的调压弹簧通过挺杆使针阀紧压在针阀体的密封锥面上，使其喷孔关闭。只有当油压上升到足以克服调压弹簧的弹力时，针阀才能升起而开始喷油。喷射开始时的喷油压力取决于调压弹簧的弹力，它可用调压螺钉调节。
高压燃油从进油管接头经滤芯、喷油器体中的油道进入针阀体上端的环形槽内。此槽与针阀体下部的环状空间用两个斜孔连通。流经下部空腔的高压柴油对针阀锥面产生向上的轴向推力，当此力克服了调压弹簧和针阀与针阀体间的摩擦力（此力很小）后，针阀上移，开启喷孔[如图5-2（b）所示]，于是高压燃油便从针阀体下端的喷孔喷入燃烧室内。针阀的升程受到喷油器体下端面的限制，这样有利于很快地切断燃油。当喷油泵停止供油时，由于高压油管内油压急剧下降，针阀在调压弹簧的作用下迅速将喷孔关闭，停止供油。
在喷油器工作期间会有少量燃油从针阀和针阀体的配合面间的间隙漏出。这部分燃油对针阀可起润滑作用，并沿着挺杆周围的空隙上升，通过回油管螺栓1上的孔进入回油管，流回到燃油箱中。为防止细小杂物堵塞喷孔，在高压油管接头上装有缝隙式滤芯。
喷油器用两个固定螺钉固定在汽缸盖上的喷油器座孔内，用铜锥体密封，防止漏气。安装时，喷油器头部应伸出汽缸体平面一段距离（各种机器均有具体规定）。为此，可在铜锥体与喷油器间加垫片或用更换铜锥体的方法来调整。
国产135系列柴油机均采用孔式喷油器。其特点是：喷孔直径小、雾化质量好，但其精度要求高，给小孔加工带来一定困难，使用中喷孔容易被积炭阻塞。
（2）轴针式喷油器
轴针式喷油器多用于涡流室式和预燃室式柴油机中，其结构如图5-3所示。这种喷油器的工作原理与孔式喷油器相似。其结构特点是针阀在下端的密封锥面以下伸出一个倒圆锥体形的轴针。轴针伸出喷孔外面，使喷孔呈圆环状的狭缝。这样，喷油时喷柱将呈空心的圆锥形或圆柱形[如图5-3（b）、（c）所示]。喷孔断面大小与喷柱的角度形状取决于轴针的形状和升程，因此要求轴针的形状加工得很精确。
图5-3 轴针式喷油器
1—罩帽；2—调压螺钉；3—锁紧螺母；4—弹簧罩；5—调压弹簧；6—喷油器体；7—挺杆；8—喷油器螺母；9—针阀；10—针阀体；11—进油口；12—回油管接头
常见的轴针式喷油器大多只有一个或两个喷孔，喷孔直径一般为1～3mm，由于喷孔直径较大，喷油压力较低，一般喷油压力在10～13MPa，便于制造加工，同时工作中轴针在喷孔内往复运动，可清除孔中的积炭，提高了工作可靠性。
（3）喷油器型号的辨识
喷油器型号的辨识方法如图5-4所示。
图5-4 喷油器型号的辨识方法
例如，PF110SL28喷油器表示的含义为：法兰固定式、有效装配长度为110mm、无放气螺钉和有滤油器的喷油器。
5.1.2 喷油泵
喷油泵（又称高压油泵）是柴油机燃油供给系中最重要的部件之一，其作用是根据柴油机的工作要求，在规定的时刻将定量的柴油以一定的高压送往喷油器。对喷油泵的基本要求主要有以下几个方面。
①严格按照规定的供油时刻开始供油，并有一定的供油延续时间。
②根据柴油机负荷的大小供给相应的油量。负荷大时，供油量增多；负荷小时，供油量应相应地减少。
③根据柴油机燃烧室的形式和混合气形成方式的不同，喷油泵必须向喷油器供给一定压力的柴油，以获得良好的喷雾质量。
④供油开始和结束要求迅速干脆，防止供油停止后喷油器滴油或出现不正常喷射，影响喷油器的使用寿命。
对于多缸柴油机的喷油泵，还要求各缸的供油次序应符合选定的发动机发火次序，各缸的供油时刻、供油量和供油压力等参数尽量相同，以保证各缸工作的均匀性。
喷油泵的结构形式很多，按作用原理的不同，大体可分为四类：柱塞式喷油泵、分配式喷油泵、泵-喷嘴和PT泵。目前，在柴油发电机组中应用最广泛的是柱塞式喷油泵。这种喷油泵结构简单紧凑、便于维修、使用可靠、供油量调节比较精确。
5.1.2.1 柱塞式喷油泵的基本构造
柱塞式喷油泵是利用柱塞在柱塞套筒内作往复运动进行吸油和压油。柱塞与柱塞套合称为柱塞偶件（或柱塞副），每一柱塞副只向一个汽缸供油。根据其构造不同，柱塞式喷油泵又分为单体式和整体式两种。单体式喷油泵的所有零件都装在泵体中，其喷油泵凸轮通常和配气凸轮做在一根轴上，调速器装在机体内。这种喷油泵主要用于单缸或两缸柴油机。整体式喷油泵是把几组泵油元件（分泵）共同装入一个泵体内，由一根喷油泵凸轮轴驱动所构成的总泵。柱塞式喷油泵通常由泵体、泵油机构、油量控制机构及传动机构等组成。
泵油机构是喷油泵的主体，在多缸泵中又称为分泵，图5-5为一个分泵的结构图。泵油机构主要由柱塞偶件（柱塞7和柱塞套筒6）和出油阀偶件（出油阀3和出油阀座4）组成。柱塞为一光滑的圆柱体，在上部铣有斜槽，槽中钻有径向孔并与中心的轴向孔连通。柱塞下部固定有调节臂13，可通过它转动柱塞。在柱塞套筒不同高度上钻有两个小孔，上面的为进油孔，下面的为回油孔。两孔均与泵体中的低压油腔相通。柱塞上部有出油阀3，由出油阀弹簧2压紧在出油阀座4上。柱塞下端与装在滚轮体10中的垫块相接触。柱塞弹簧8通过弹簧座9将柱塞推向下方，并使滚轮12保持与凸轮轴上的凸轮11相接触。喷油泵凸轮轴由曲轴驱动。对于四冲程柴油机，曲轴转两周，喷油泵凸轮轴转一周。
图5-5 柱塞式喷油泵分泵
1—出油阀紧座；2—出油阀弹簧；3—出油阀；4—出油阀座；5—垫片；6—柱塞套筒；7—柱塞；8—柱塞弹簧；9—弹簧座；10—滚轮体；11—凸轮；12—滚轮；13—调节臂；14—供油拉杆；15—调节叉；16—夹紧螺钉；17—垫片；18—定位螺钉
5.1.2.2 柱塞式喷油泵的工作原理
①进油过程 当喷油泵凸轮轴由曲轴驱动旋转时，如果凸轮的凸起部分尚未与滚轮相接触，柱塞则在柱塞弹簧8的作用下处于最下端位置。这时柴油从低压油腔经进油孔流入柱塞上方的柱塞套筒内。
②压油与供油过程 随着凸轮的凸起部分与滚轮相接触，柱塞开始上移，直至柱塞上端面将进油孔完全遮蔽时，柱塞上部成为密闭的空间。随着柱塞继续上升，柴油受到压缩，油压迅速升高。柱塞上部的出油阀在油压达到一定值时即被顶开，高压的柴油即经高压油管流向喷油器。当柱塞继续上行，喷油泵继续供油。
③停止供油过程 当柱塞上行到斜槽的上边沿与回油孔的下边沿相通时，供油过程即告结束。随后回油孔与斜槽相通，柱塞上部的高压油即通过柱塞中心的油孔和斜槽中的径向孔流入低压油腔，柴油压力迅速降低，出油阀在出油阀弹簧2的作用下落入出油阀座，这时喷油泵停止向喷油器供油。当凸轮的最高点越过滚柱后，随着凸轮的转动，柱塞在柱塞弹簧8的作用下逐渐下落，当柱塞上端低于进油孔时，柴油又开始流入套筒内。
柱塞自开始供油到供油停止这一段距离称为有效压油行程，简称有效行程。显然，改变有效压油行程也就是改变了供油量。由喷油泵的工作过程可知：喷油泵凸轮轴每转一转，泵油机构通过喷油器可向燃烧室供油一次。
为了深入了解柱塞式喷油泵的工作原理与特点，下面逐项说明这种喷油泵是如何满足柴油机的工作要求的。
（1）定时供油的保证
喷油提前角是影响柴油机性能的重要参数，不同类型的柴油机对喷油提前角的大小有不同的要求。喷油泵必须严格保证在规定的时刻开始供油。
喷油器一般在压缩上止点前向燃烧室喷油。由于喷油器伸入燃烧室内，喷油时刻在一般条件下难以观察和测定，因此对于每种柴油机只规定供油提前角。所谓供油提前角是指喷油泵开始向高压油管供油时刻至压缩上止点这段时间，用曲轴转角θ（℃A）来表示。当转动曲轴时，同时观察出油阀出口处的油面，当油面开始波动的瞬间即为供油开始时刻。
从工作过程可知：供油开始是在柱塞上端面完全遮蔽进油孔时，此时所对应的曲轴转角即为供油提前角。实际上这一角度主要取决于喷油泵凸轮轴上的齿轮与曲轴驱动齿轮的相对位置。通常在这两个齿轮上做有记号，当喷油泵往机体上安装时，必须将记号对准。
对于多缸喷油泵，如喷油泵凸轮轴位置已定，而有些缸的供油时刻有差别时，则需要对各分泵的调节机构进行调整。调整的方法因结构不同而异。
（2）供油量的调节
喷油泵向喷油器供给的柴油量主要取决于柱塞的有效行程和柱塞的直径，其数值等于柱塞开始压油时，回油孔处斜槽的下边缘至回油孔下边缘的距离（图5-6中的ha）。此距离愈长，有效行程愈长，则供油量愈大，而这一距离的长短则可通过转动柱塞加以改变。油量控制机构就是根据柴油机负荷的大小，转动柱塞来调节供油量，使其与负荷相适应。
图5-6 改变供油行程示意图
油量控制机构有两种形式：齿杆式和拨叉式。
①齿杆式油量控制机构目前应用广泛，其结构如图5-7所示。柱塞下端有条状凸块伸入套筒2的缺口内，套筒2则松套在柱塞套筒5的外面。套筒2的上部用固紧螺钉6锁紧一个可调齿圈3，可调齿圈3与齿杆4相啮合。移动齿杆4即可改变供油量。当需要调整某缸供油量时，先松开可调齿圈3的固紧螺钉6，然后转动套筒2，带动柱塞相对于齿圈转动一定角度，再将齿圈固定即可。这种油量控制机构传动平稳、工作可靠，但结构较复杂。
图5-7 齿杆式油量控制机构
1—柱塞；2—套筒；3—可调齿圈；4—齿杆；5—柱塞套筒；6—固紧螺钉
②拨叉式油量控制机构（如图5-8所示）主要由供油拉杆5、调节叉10和调节臂1等组成。当供油拉杆5移动时，固定在拉杆上的调节叉10随即拨动调节臂1，使柱塞2随之一起转动，从而改变供油量。柱塞2仅转动很小角度就能使供油量改变很大，因此拨叉式油量控制机构对供油量的调节十分灵敏。其结构简单、制造容易，适用于中小型柴油机。
图5-8 拨叉式油量控制机构
1—调节臂；2—柱塞；3—柱塞套筒；4—螺钉；5—供油拉杆；6—停油摇臂；7—停油挡钉；8—传动板；9—停油销子；10—调节叉
在柱塞直径一定时，有效行程愈长，供油量愈大，喷油延续时间愈长。喷油延续时间过长，则会由于后期喷入的燃料不能充分燃烧而使柴油机性能恶化。因此，供油量较大的柴油机，必须选用较大的柱塞直径。
对于多缸喷油泵，如各缸的供油量不一致时，必须进行调整。调整的方法因结构不同而异。如采用拨叉式油量控制机构，则可通过改变调节叉在拉杆上的位置来调整供油量。
（3）供油压力的保证
为了得到良好的雾化质量，柴油机的喷油压力高达12～100MPa。要建立这么高的燃油压力，柱塞上部油腔及与喷油器连通的部分必须有良好的密封性，这就要求柱塞与柱塞套筒之间有很高的配合精度，通常它们之间的间隙仅有0.0015～0.0025mm。因此，柱塞偶件（副）都是通过成对选配并进行研磨而成，偶件中的任一零件不能与其他零件互换。
喷油泵柱塞偶件的密封性是保证较高供油压力的基本条件，而实际的喷油压力则由喷油器的调节弹簧所限定。调整该调压弹簧的预紧力就可以改变喷油压力的高低。
（4）供油干脆
供油干脆即供油迅速开始和断然结束。在柱塞偶件的上端面上，装有另一副精密偶件（出油阀与出油阀座），称为出油阀副，其结构如图5-9所示。出油阀的主要作用就是使喷油泵供油开始及时迅速而停油干脆利落。
图5-9 出油阀及阀座
1—出油阀；2—阀座；3—减压环带
出油阀上部有一圆锥面，出油阀弹簧将此锥面压紧在出油阀座上，使柱塞上部空间与高压油管隔断。锥面下部有一圆柱形的环带3称为减压环带，减压环带与出油阀座的内孔精密配合，也具有密封作用。减压环带下面的阀杆上铣有四个直槽，使断面呈十字形。十字部分在出油阀升降时起导向作用，而四个沟槽则是柴油的通路。
当柱塞开始压油至柴油压力超过出油阀弹簧弹力时，出油阀开始升起，但并不出油，当出油阀升至减压环带下边缘离开出油阀座孔时，高压柴油才通过十字槽、高压油管流向喷油器，使供油迅速开始。
当柱塞斜槽边缘与回油孔接通时，高压柴油即倒流入低压油腔内。出油阀在出油阀弹簧及高压柴油的共同作用下迅速下落，高压油管中的油压迅速降低。
当减压环带的下边缘进入出油阀座的内孔时，柱塞上部的油腔即与高压油管隔断。随着出油阀的继续下落直至圆锥面落座，出油阀上方的高压油腔让出了一部分容积，因而高压油管中的油腔容积突然增大，油压又迅速降低，喷油立即停止，这就保证了喷油后期燃油的雾化质量，同时防止出现二次喷射和滴漏现象。此外，由于出油阀锥面与阀座配合严密，使高压油管中能保留一定量的柴油和保持一定的剩余压力，使下次供油比较迅速，且供油量较为均匀稳定。如减压环带磨损或间隙过大，使密封不良，就会导致柴油机工作性能恶化。出油阀副也是成对进行选配并精细研磨而成的偶件，在使用时不能随意更换。
5.1.2.3 国产系列柱塞式喷油泵
我国中、小功率柴油机采用的柱塞式喷油泵已初步形成了系列。由于柴油机的单缸功率变化范围很大，从几千瓦到几十千瓦不等，若按照不同功率设计不同的喷油泵，就会使喷油泵的尺寸规格相种类太多，制造和使用维修都十分困难。因此，将喷油泵分成几个系列。同一系列中可以选用不同的柱塞直径，得到不同的最大循环供油量，以满足柴油机不同功率的要求，而不必改变喷油泵的其他结构。这样就只需要生产几种形式的喷油泵，来适应功率范围较广的柴油机，给生产和使用带来许多方便。目前，国产柱塞式喷油泵一般分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号系列和A、B、P、Z系列泵，前者采用上下分体式泵体、拨叉式油量调节机构和带调整垫块的挺柱，单缸循环供油量覆盖了60～330mm/循环的范围；后者采用整体式泵体、齿杆式油量调节机构和带调整螺钉的挺柱，单缸循环供油量覆盖了60～600mm/循环的范围。而后者应用较多。表5-1是柱塞式喷油泵系列产品的主要性能。
表5-1 国产柱塞式喷油泵系列产品的主要性能
下面重点介绍Ⅰ号泵和B型泵的构造及其特点。
（1）Ⅰ号喷油泵
如图5-10所示，为四缸柴油机Ⅰ号喷油泵的总体构造图。由分泵、油量控制机构、传动机构和泵体四部分组成。
图5-10 Ⅰ号喷油泵总体构造图
1—高压油管接头；2—出油阀；3—出油阀座；4—进油螺钉；5—套筒；6—柱塞；7—柱塞弹簧；8—油门拉杆；9—调节臂；10—凸轮轴；11—固定接盘；12—输油泵偏心轮；13—输油泵；14—进油螺钉；15—放油螺塞；16—手油泵；17—驱动盘；18—从动盘；19—壳体；20—滑套；21—校正弹簧；22—油量调整螺钉；23—怠速限位螺钉；24—高速限位螺钉；25—调速手柄；26—调速弹簧；27—飞球
①分泵 其构造如图5-11所示。在柱塞13上部的圆柱面上铣有45°的左向斜槽，槽中钻有小孔，与柱塞中心的小孔相通。柱塞中部有一浅的小环槽，可储存少量柴油，以润滑柱塞与柱塞套筒之间的摩擦面。柱塞套筒14上有两个在同一高度上的小孔，靠近斜槽一边的为回油孔6，另一边为进油孔11。在柱塞套筒装入泵体后，为了保证这两个油孔的正确位置，同时，为防止柱塞套筒在工作时发生转动，在柱塞套筒上部铣有小槽，并且用定位螺钉4加以定位。柱塞套筒的上部为出油阀偶件（出油阀9和出油阀座10）和出油阀紧座8。出油阀座与柱塞套筒上端面之间的密封是靠加工精度来保证的，并借出油阀紧座通过铜垫圈将出油阀座压紧在柱塞套筒上。出油阀紧座的拧紧力矩为50～70N·m，过大可能压碎垫圈。
图5-11 Ⅰ号喷油泵分泵
1—凸轮轴；2—柱塞斜槽；3—泵盖；4—定位螺钉；5—回油道；6—回油孔；7—出油阀弹簧；8—出油阀紧座；9—出油阀；10—出油阀座；11—进油孔；12—进油道；13—柱塞；14—柱塞套筒；15—柱塞弹簧；16—弹簧座；17—挺柱体；18—垫块；19—滚轮
②油量控制机构 国产Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号系列泵都采用拨叉式油量控制机构，其构造与图5-8相同。对于四缸喷油泵，则在同一供油拉杆上，用螺钉固紧有四个调节叉，各分泵柱塞尾端的调节臂球头，分别放入相应调节叉的槽中，当供油拉杆移动时，使四个柱塞同时转动，从而改变了各缸的供油量。柴油机工作时，供油拉杆由调速器自动控制，根据外界负荷的变化自动调节供油量。如果分泵供油量不合适而需要调节，则可松开该调节叉的锁紧螺钉，使调节叉在供油拉杆上移动一定距离即可。
③传动机构 主要由驱动齿轮、凸轮轴和滚轮体等组成。驱动齿轮由曲轴通过惰齿轮带动。传动机构的主要功用是推动柱塞向上运动，而柱塞下行则是靠柱塞弹簧的弹力。
凸轮轴上的偏心轮用于驱动输油泵。凸轮轴另一端固定有调速器的驱动盘，通过它将动力传给调速器。凸轮轴的两端由锥形滚柱轴承支承。通过一端装于轴承内圈一侧的调整垫片可调整凸轮轴的轴向间隙。调整时，要求凸轮轴转动灵活而最大间隙不超过0.15mm。
滚轮体的构造如图5-12所示。它由滚轮体2、滚轮4及调整垫块1等组成。滚轮内套装有滚轮衬套5，它们之间可相对转动，而滚轮衬套也可在滚轮轴上转动，这样就使各零件磨损较均匀，提高了使用寿命。滚轮体装在喷油泵下体的垂直孔内，滚轮体一侧开有轴向长孔，定位螺钉尾部伸入此孔中，既可防止滚轮体工作时转动，又不致妨碍其上下运动。
图5-12 滚轮体总成
1—调整垫块；2—滚轮体；3—滚轮轴；4—滚轮；5—滚轮衬套；H—滚轮体总成工作高度
滚轮体总成的主要功用是保证供油开始时刻的准确性，对于多缸柴油机而言，还要保证各缸供油时刻的一致性。起保证作用的部位是滚轮下部到调整垫块上平面的高度H。当喷油泵凸轮轴齿轮与曲轴齿轮相对位置一定时，H越大，柱塞关闭进油孔的时刻越早，供油开始时刻也越早。反之，H越小，供油开始时刻越延迟。因此要根据设计和试验定出合适的滚轮体工作高度H，以保证供油开始时刻的准确性。对于多缸机，各分泵的H值应相等。调整垫块在喷油泵出厂时均已调好，不可随意互换。垫块是用耐磨材料制成并进行热处理以提高硬度，因此使用中不易磨损。如长时间使用后磨损较多，可换面使用。
④泵体 喷油泵泵体分上下两部分，喷油泵上体用于安装柱塞偶件及出油阀偶件，下体用于安装凸轮轴、滚轮体和输油泵等。泵体前侧中部开有检视窗孔，以便检查和调整供油量。下部有检视机油面的检视孔。
喷油泵上体中有一条油道，与各柱塞套筒外面的环形油槽相通。环形油槽则与柱塞套筒上的进、回油孔相通。由输油泵供来的低压油通过进油管接头进入油道中。油道中的柴油压力由装在回油管接头内的回油阀控制，一般要求保持在5～10kPa范围内。油压过低，在柱塞下行时，柴油不能迅速通过进油孔进入柱塞上部油腔。当油量过多而使油压升高时，多余的柴油会顶开回油阀流入柴油细滤器中。
（2）B型喷油泵
B型喷油泵固定在柴油机机体一侧的支架上，由柴油机曲轴经正时齿轮驱动。喷油泵凸轮轴和驱动轴用联轴器连接，调速器装在喷油泵的后端，其结构如图5-13所示。
图5-13 6缸B型喷油泵剖面图
1—出油阀紧座；2—出油阀弹簧；3—出油阀偶件；4—套筒定位钉；5—锁紧螺钉；6—油量控制套筒；7—弹簧上座；8—柱塞弹簧；9—弹簧下座；10—油面螺钉；11—油泵体；12—调节齿杆；13—放气螺钉；14—油量限制螺钉；15—柱塞偶件；16—定时调节螺钉；17—定时调节螺母；18—调整垫片；19—滚轮体部件；20—轴盖板部件；21—凸轮轴
①泵体 为整体式，中间有水平隔壁分成上室和下室两部分。上室安装分泵和油量控制机构，下室安装传动机构并装有适量的机油。
上室有安装柱塞副的垂直孔，中间开有纵向低压油道，使各柱塞套与周围的环形油腔互相连通。油道一端安装进油管接头，另一端用螺塞堵住。上室正面两端分别设有一个放气螺钉，需要时，可放出低压油道内的空气。
中间水平隔壁上有垂直孔，用于安装滚轮传动部件。在下室内存放润滑油，以润滑传动机构；正面设有机油尺和安装输油泵的凸缘。输油泵由凸轮轴上的偏心轮驱动。上室正面设有检视窗口，打开检视口盖，可以检查和调整各缸供油量和相邻两缸的供油间隔。
②分泵 是喷油泵的泵油机构，其个数与汽缸数相等，各分泵的结构完全相同。主要包括柱塞偶件（柱塞和柱塞套筒）、柱塞弹簧、弹簧上座、弹簧下座、出油阀偶件（出油阀和出油阀座）、出油阀弹簧和出油阀紧座等零部件组成。
③油量控制机构 用于根据柴油机负荷和转速的变化，相应转动柱塞以改变喷油泵的供油量，并对各缸供油的均匀性进行调整。B型泵采用齿杆式油量控制机构。
④传动机构 用于驱动喷油泵，并调整其供油提前角。由凸轮轴、滚轮传动部件等组成。凸轮轴支撑在两端的圆锥轴承上，其前端装有联轴器，后端与调速器相连。为保证在相当于一个工作循环的曲轴转角内，各缸都喷油一次，四冲程柴油机喷油泵的凸轮轴转速应等于曲轴转速的1/2。
滚轮传动部件是由滚轮体、滚轮、滚轮销、调整螺钉和锁紧螺母等零部件组成，如图5-14所示。其高度采用螺钉调节。滚轮销长度大于滚轮体直径，卡在泵体上的滚轮传动部件导向孔的直槽里，使滚轮体只能上下移动，不能转动。
图5-14 B型喷油泵滚轮传动部件
1—滚轮销（轴）；2—滚轮；3—滚轮体（架）；4—锁紧螺母；5—调整螺钉
B型喷油泵的主要特点如下。
①泵体为整体式的铝合金铸件，刚度较高。
②柱塞上部开有调节供油量的螺旋斜槽和轴向直槽，可以减小供油量与柱塞转动的变化率，但会增加柱塞偶件的侧向磨损。
③油量控制机构为齿条齿圈式。调节齿圈与套筒分开制造。调整单缸供油量时，只要拧紧齿圈固定螺钉，将套筒按需要方向转一个角度后拧紧即可。
④B型喷油泵滚轮体的高度h可以调整，滚轮体上装有带锁紧螺母4的定时调节螺钉5，如图5-14所示。旋动调节螺钉就可以调整供油提前角。螺钉旋出时h变长，供油提前角增大；螺钉旋入时则相反。不需拆开泵体，就能调整供油提前角，比较方便。
5.1.2.4 合成式喷油泵及其柱塞偶件型号的辨识
（1）合成式喷油泵型号的辨识
合成式喷油泵型号的辨识方法如图5-15所示。
图5-15 合成式喷油泵型号的辨识方法
（2）柱塞偶件型号的辨识
柱塞偶件型号的辨识方法如图5-16所示。
图5-16 柱塞偶件型号的辨识方法
5.1.3 调速器
5.1.3.1 调速器的功用
调速器的功用是在柴油机所要求的转速范围内，能随着柴油机外界负荷的变化而自动调节供油量，以保持柴油机转速基本稳定。
对于柴油机而言，改变供油量只需转动喷油泵的柱塞即可。随着供油量加大，柴油机的功率和转矩都相应增大，反之则减少。
柴油机驱动其他工作机械（如发电机、水泵等）时，如其输出转矩与工作机械克服工作阻力所需的转矩（阻力矩）相等，则工作处于稳定状态（转速基本稳定）。如阻力矩超过输出转矩，则柴油机转速将下降，如不能达到新的稳定工况，则柴油机将停止工作。当输出转矩大于阻力矩时，则转速将升高，如不能达到新的平衡，则转速将不断上升，会发生“飞车”事故。由于工作机械的阻力矩会随着工作情况的变化而频繁变化，操作人员是不可能及时灵敏地调节供油量，使柴油机输出转矩与外界阻力相适应的，这样，柴油机的转速就会出现剧烈的波动，从而影响工作机械的正常工作。因此，工程机械（如发电）用柴油机必须设置调速器。此外，由于柴油机喷油泵本身的性能特点，在怠速工作时不容易保持稳定，而在高速时又容易超速运转甚至“飞车”，所以在柴油机上必须安装调速器，以保持其怠速稳定和防止高速时出现“飞车”现象。
5.1.3.2 调速器的种类
（1）根据调速器调节机构的不同可分为机械式、液压式、气动式和电子式四种
①机械式调速器 机械式调速器的感应元件为飞块或飞球，直接推动执行机构。其结构简单，工作可靠，广泛用于中、小功率柴油机上。
②液压式调速器 液压式调速器一般用飞块作感应元件，推动控制活塞操纵液压伺服器。这种调速器的感应元件较小，通用性强，可用少数几种尺寸系列满足几十到上万马力柴油机的配套要求，稳定性好，调节精度高（稳定调速率可到零），推动力大，便于实现柴油机的自动控制，但其结构复杂，工艺要求高，因此，适用于大功率柴油机。
③气动式调速器 气动式调速器是利用膜片感应进气管真空度的变化，进而推动执行机构。这种调速器结构简单，低速时灵敏度较高，但因进气管装有节流阀增加了进气阻力，使功率有所下降，因此，只适用于小功率柴油机，所以目前采用不多。
④电子式调速器 电子式调速器是把柴油发动机转速的变化转换成电量变化，经采样放大后控制其执行机构。这种调速器可在柴油机转速产生明显变化之前调整供油量，获得很高的调节精度，实现无差并联运行，目前，主要用于柴油发电机组。
（2）按照调速器起作用的转速范围，可分为单程式、两极式和全程式三种
①单程式调速器 单制式调速器只在某一个转速（一般为标定转速）时起作用。它适合于要求转速恒定的柴油机，如驱动发电机、空气压缩机、离心泵等的柴油机。
②两极式调速器 两极式调速器只在柴油机怠速和标定转速两种情况下起作用，主要用于汽车，以保持怠速工作稳定和防止高速时“飞车”。其他工况则由操作者操纵油门来调节供油量。
③全程式调速器 全程式调速器是在柴油机工作转速范围内均起作用。装有这种调速器的工作机械，操作人员根据工作需要选择任一转速后，调速器即能自动地使柴油机稳定在该转速下工作。这不仅大大改善了操作人员在负荷变化频繁情况下的劳动条件，而且也提高了工作质量和生产效率，因此，大多数工程机械都采用这种调速器。
5.1.3.3 机械式调速器的基本工作原理
调速器要能根据外界负荷的变化，灵敏地调节供油量，以保持转速的稳定。它必须具备两个基本部分：感应元件与执行机构。
感应元件用于感应外界负荷的变化。当柴油机的外界负荷变化时，由于供油量与负荷不相适应，首先引起转速的变化。负荷增加时会使转速下降，负荷减小则转速上升。因此感应元件必须能灵敏地感受到转速的波动，并及时将感受到的信号传递给执行机构。
执行机构用于根据感应元件传递的信号相应地调节供油量。当柴油机负荷增大而转速降低时，执行机构应使供油量增加，以使转速回升到初始转速。当负荷减小而转速升高时，则执行机构应减小供油量，以使转速下降到初始转速。
（1）单程式调速器
图5-17所示为一种单程式调速器的工作原理图。传动盘1由柴油机曲轴带动旋转。在传动盘与推力盘5之间布置了一排飞球2。飞球在传动盘的带动下随着一起旋转。飞球由于受到离心力的作用而向外飞开。传动盘的轴向位置是一定的，而推力盘则滑套在支承轴3上，可以沿轴向滑动。调速弹簧4以一定的预紧力压在推力盘上。推力盘上固定有传动板6，传动板则和供油拉杆相连。当推力盘移动时，即通过传动板和供油拉杆使柱塞转动，以改变供油量。传动板向右移时，供油量减少。
图5-17 单程式调速器的工作原理图
1—传动盘；2—飞球；3—支承轴；4—调速弹簧；5—推力盘；6—传动板；7—供油拉杆；8—调节臂；9—柱塞
上述调速器的感应元件为飞球，执行机构为推力盘及传动板等。当外界负荷变化引起转速变化时，飞球的离心力随即改变。因离心力与转速的平方成正比，故飞球能较灵敏地感应转速的变化。飞球的离心力作用到推力盘上，并产生轴向分力Fa，迫使推力盘向右移动。由于推力盘右侧作用有调速弹簧的弹力Fp，因此推力盘的位置取决于两力是否平衡。
调速器的工作过程如下。
当柴油机工作时，传动盘和飞球即被曲轴驱动旋转。如飞球所产生的轴向力Fa小于调速弹簧弹力Fp时，推力盘仍处于最左端的位置。这时调速器尚未起调节作用。当曲轴转速升高到使力Fa与Fp相等时，此时曲轴转速为调速器开始起作用的转速。显然，调速弹簧的预紧力Fp越大，起作用的转速越高；反之则低。
若柴油机在调速器起作用转速（Fa=Fp）下工作时，外界负荷减小，曲轴转速将上升，飞球作用到推力盘上的轴向分力将增大（Fa>Fp），推动推力盘右移并压缩调速弹簧。而传动板则使供油拉杆向供油量减小的方向移动，使转速降低，Fa减小，以适应外界负荷的变化。调速弹簧在被压缩的同时弹力Fp也不断增加，因此推力盘将在F'a=F'p时达到新的稳定，而供油量也与减小的负荷相对应。如外界负荷继续减小，转速则不断上升，飞球将使推力盘和传动板将供油拉杆再向右移，当外界负荷为零时，调速器将供油拉杆移至最小供油量位置，柴油机处于最高空转转速下工作。
综上所述，机械单程式调速器的工作原理可归纳为以下三点。
①感应元件通过离心力来感应柴油机转速的变化。当负荷减小、转速增高时，其离心力增大，借助离心力的轴向分力推动供油拉杆减小供油量。当负荷增大、转速降低时，其离心力减小，调速弹簧将推动供油拉杆增加供油量。
②调速器起作用的转速由调速弹簧的弹力所决定。
③调速器并非使发动机的转速始终保持不变，而是使发动机的转速随负荷变化的波动被控制在允许的范围内。
（2）两极式调速器
图5-18所示为一种两极式调速器的工作原理图。这种调速器可在两种转速（低速和标定转速）下起作用。其主要特点是调速弹簧由两根组成，外调速弹簧4较长，但其刚性较弱；内调速弹簧6较短，但刚性强。外弹簧的预紧力小而内弹簧的预紧力大。在未工作时两弹簧之间保持一定距离。此外，供油拉杆8既可由调速器操纵，又可由操作者直接控制。
图5-18 两极式调速器的工作原理图
1—传动盘；2—飞球；3—推力盘；4—外调速弹簧；5—内弹簧座；6—内调速弹簧；7—支承杆；8—供油拉杆
两极式调速器的工作情况如下。
当柴油机未工作时，外调速弹簧4将供油拉杆8推向供油量最大的位置。当柴油机启动后，转速上升，因外弹簧预紧力小且刚性弱，飞球即可推动供油拉杆向减小供油量的方向移动。当转速升至某一定转速nd时，推力盘3与内弹簧座5相接触。这时，由于内弹簧预紧力大而刚性强，因此即使转速继续升高，飞球的离心力仍不足以推动内弹簧座移动。但此时如由于外界负荷变化使转速低于nd时，外调速弹簧即可推动供油拉杆左移增加供油量，以保持柴油机可在nd转速下稳定工作。nd即为最低空转转速。当柴油机转速升至标定转速时，飞球离心力显著升高，其轴向分力与内、外弹簧弹力相平衡。如果这时转速稍许上升，推力盘即推压内、外弹簧，使供油量减少，其工作情况与前述单程式调速器相同。
在转速nd与标定转速之间，调速器不起作用，由操作者根据需要调节供油量以实现柴油机转速的基本稳定。
（3）全程式调速器
图5-19为一种全程式调速器的工作原理图，其特点是调速弹簧的弹力可以由操作者在一定范围内加以调节。因此，调速器起作用的转速也相应地在一定范围内变化。
图5-19 全程式调速器的工作原理图
1—传动盘；2—飞球；3—推力盘；4—弹簧座；5—调速弹簧；6—调速弹簧滑座；7—支承轴；8—怠速限位螺钉；9—最高转速限位螺钉；10—操纵臂；11—传动板；12—供油拉杆
由操作者操纵的操纵臂10的下端与调速弹簧滑座6相接触。当操纵臂顺时针摆动时，调速弹簧被压紧，弹力增大，使调速器起作用的转速增高。当操纵臂与最高转速限位螺钉9相碰时，起作用的转速达到最大。通常该转速为标定转速。如将螺钉9向外退出，则起作用的转速升高，拧入则降低。
如将操纵臂反时针摆动，则调速弹簧放松，起作用转速降低。当操纵臂下端与怠速限位螺钉8相碰时，调速器则在最低空转转速下起作用，以保持怠速工作稳定。
由以上分析可见，装有全程式调速器的柴油发动机，操作者通过扳动操纵臂，改变调速弹簧的弹力，来达到改变柴油发动机工作转速的目的，而柴油机的供油量则由调速器根据外界负荷的变化自动地进行调节。这就大大减轻了操作者在负荷变化频繁时的紧张劳动，同时也提高了工作效率。
全程式调速器也可采用两根或多根调速弹簧。通常外弹簧较弱，且有预紧力；内弹簧则较强，呈自由状态（这是与两极式调速器的不同之处）。柴油发动机在低转速工作时，外弹簧起作用。随着转速的升高，内弹簧也开始工作，以适应不同转速范围内调速器性能对弹簧刚性的不同要求。
5.1.3.4 几种典型机械式调速器的构造与工作原理
（1）Ⅰ号喷油泵调速器
①Ⅰ号喷油泵调速器的构造
Ⅰ号喷油泵调速器为机械全程式调速器，其构造如图5-20所示。Ⅰ号喷油泵调速器主要由驱动件、飞球、调速弹簧、传动部分和操纵部分等组成。
图5-20 Ⅰ号喷油泵调速器的构造
1—调速手柄；2—调速弹簧；3—高速限位螺钉；4—调速限位块；5—怠速限位螺钉；6—油量限位螺钉；7—滑套；8—校正弹簧；9—推力盘；10—飞球；11—驱动盘；12—凸轮轴；13—启动弹簧；14—拉杆；15—停车手柄；16—停车弹簧；17—传动板
Ⅰ号喷油泵调速器的驱动件为具有60°锥面的驱动盘11。在驱动盘的内侧有六个沿径向的半圆形凹槽。驱动盘压紧在驱动轴套上而与其连成一体，然后通过半圆键和锁紧螺母使其和喷油泵的凸轮轴12相连。
六个直径为25.4mm的飞球10置于驱动盘的凹槽内，随驱动盘一起旋转。飞球另一侧为与轴线成45°锥面的推力盘9，推力盘滑套在驱动轴套上。工作时飞球的离心力作用在推力盘上，其轴向分力Fa将使推力盘沿轴向滑功。套装在推力盘上的滑动轴承和传动板17也随之移动。传动板上端套在供油拉杆14上，因此供油拉杆也随之移动，从而改变供油量。
在调速器纵轴上套有一根扭簧，即调速弹簧（见图5-21）。扭簧两端压在滑套1上，滑套端面则紧靠传动板，当传动板向左移动时，需要克服弹簧的压力。转动调速手柄即可改变扭簧的压力，因而改变了调速器起作用的转速。
图5-21 操纵轴与调速弹簧
1—滑套；2—调速手柄；3—操纵轴；4—调速弹簧；5—螺钉
在操纵轴上装有调速限位块4（见图5-20），它随调速手柄一道转动。顺时针转动调速手柄，使调速限位块上端与高速限位螺钉相碰时，调速弹簧的预紧力最大，对应于柴油机最高转速工况（一般即为标定转速）。反时针转动调速手柄，使限位块下端与怠速限位螺钉相碰，调速弹簧的预紧力最小，对应于柴油机的最低转速工况。
②Ⅰ号喷油泵调速器的工作原理
a.一般工况：当调速手柄处于两个限位螺钉之间的任一位置时，柴油机将稳定到某一转速下工作，飞球的离心力与调速弹簧弹力处于平衡状态。如这时外界负荷发生变化而引起转速变化，飞球离心力与调速弹簧弹力失去平衡，调速器将自动调节供油量，使柴油机转速维持在原来转速附近变化较小的范围内。
b.冷启动工况：柴油机冷态启动时，由于压缩终了时汽缸内气体的压力和温度较低，不利于燃油的蒸发和混合气的形成。因此，要求喷油泵供给比正常情况下更多的柴油（称为启动加浓），才能保证一定的混合气成分。
Ⅰ号喷油泵调速器的启动加浓作用是由启动弹簧13来实现的，如图5-22所示。当柴油机停车时，启动弹簧将供油拉杆14拉到最左端，供油量达到较大的数值。柴油机启动时，由于转速较低，飞球离心力很小，不足以克服启动弹簧的拉力，因此使启动油量较大。柴油机启动后，转速迅速上升，飞球离心力即大于启动弹簧拉力，使供油拉杆右移而减小供油量，启动加浓则停止作用。
图5-22 启动工况与停车装置
1—调速手柄；13—启动弹簧；14—供油拉杆；15—停车手柄；16—停车弹簧
c.怠速工况：调速手柄转到限位块与怠速限位螺钉相碰时，则调速弹簧放松，预紧力最小，柴油机则稳定在最低转速下工作。调整怠速限位螺钉位置，可改变最低稳定转速。拧进时转速提高，反之降低。调整时应达到能使柴油机转速较低而又能稳定运转为佳。
d.最高工作转速工况：调速手柄的限位块与高速限位螺钉相碰时，调速弹簧受到最大压缩而预紧力最大，柴油机处于最高转速工况下工作。如这时外界负荷减小，转速上升，飞球离心力将使供油拉杆向减小供油量方向移动，使柴油机输出转矩与负荷相平衡。如负荷全部卸去，调速器将使供油量减至最小，柴油机处于最高空转转速下工作。装有调速器的柴油机，最高空转转速与最高工作转速之间差距较小，一般在100～200r/min左右，因而起到防止柴油机超速运转发生“飞车”危险的作用。
e.超负荷工况：工程机械、汽车及拖拉机用的柴油机，在工作时经常会遇到短期阻力突然增大的情况。如柴油机已处于满负荷下工作，供油量已达到最大，这时如出现超负荷情况，柴油机转速会迅速降低而熄火。为了提高柴油机克服短期超负荷的能力，在全程式调速器中多装有校正装置。校正装置可使柴油机在超负荷时增加供油量15%～20%。供油量增加过多会因燃烧不完全而冒黑烟，使性能恶化和积炭增多，因而是不允许的。
Ⅰ号喷油泵调速器的校正装置与工作原理如图5-23所示。
图5-23 校正装置与工作原理
1—调速手柄；2—调速弹簧；6—油量限位螺钉；7—滑套；8—校正弹簧；14—供油拉杆；17—传动板
图5-23（a）为无校正装置时的情况。当柴油机超负荷时，转速降到小于标定转速，飞球离心力的轴向分力Fa小于调速弹簧弹力Fe，于是滑套被压紧在油量限位螺钉凸肩上而不能继续左移，供油量不能再增加。
图5-23（b）为有校正装置时，柴油机处于中等负荷时的情况。这时，校正弹簧8处于自由状态，且与滑套7间还留有间隙δ。
图5-23（c）为柴油机在标定工况下工作时的情况。滑套刚开始与校正弹簧相接触，间隙δ消失，而滑套与油量限位螺钉的凸肩仍有间隙Δ2，此时供油拉杆处于标定油量位置。
图5-23（d）为柴油机处于超负荷工作时的情况。由于曲轴转速下降，飞球离心力的轴向分力Fa减小。调速弹簧的弹力Fe大于Fa，迫使滑套左移，开始压缩校正弹簧。供油拉杆也相应向增加供油量方向移动少许，以克服超负荷。当滑套与油量限位螺钉凸肩相碰，校正油量达到最大。此时，校正弹簧的弹力Fj和飞球的轴向分力Fa两者相加与Fe相平衡。
从滑套开始压缩校正弹簧到与凸肩相碰为止，供油拉杆所移动的距离称为校正行程。Ⅰ号喷油泵调速器的最大校正行程为1.2～1.5mm。
f.停机：由于带全程式调速器的喷油泵，操作员只能操纵调速弹簧的预紧力，而不能直接控制供油拉杆，因此当需要紧急停机时，必须还有专门的机构来停止供油。Ⅰ号喷油泵调速器上装有紧急停机手柄[图5-22（b）]，供紧急停机时使用。扳动紧急停车手柄，可使供油拉杆移至最右端，喷油泵即停止供油而使柴油机熄火。
（2）B型喷油泵调速器
B系列和B系列强化喷油泵所用调速器的结构如图5-24所示。目前135基本型柴油机上所用的调速器都是这种机械全程式调速器。
图5-24 B型喷油泵用全程式调速器的结构
1—盖帽；2—呼吸器；3—调速器前壳；4—揺杆；5—调速弹黃；6—拉杆弹黃；7—拉杆接头；8—齿杆连接销；9—齿杆；10—操纵轴；11—调速杠杆；12—滚轮；13—飞锤销: 14—飞锤；15—托架；16—止锥轴承；17—滚动轴承；18—伸缩轴；19—扛杆轴；20—飞锤支架；21—滚动轴承；22—调速齿轮；23—凸轮轴；24—螺母；25—弹簧； 26—弹簧座；27—缓冲弹簧；28—转速计传动轴；29—调速器后壳；30—放油螺饤；31—螺塞；32—拉杆支承块；33—滑轮；34—低速稳定器；35—停车手柄； 36—闹形齿轮；37 —低速限制螺钉；38—微虽调速手轮；39—卨速限位螺饤；40—螺套；41—机油平面螺钉；42—封油圈；43—操纵手柄
调速器是由装在喷油泵凸轮轴末端的调速齿轮部件驱动。调速齿轮部件内装有三片弹簧片，对突然改变转速能起缓冲作用。由于提高了调速飞铁的转速，其外形尺寸可小些。两个重量相等的飞铁由飞铁销装在飞铁座架上。伸缩轴抵住调速杠杆部件中的滚轮，调速杠杆与喷油泵齿杆相连，调速弹簧的一端挂在调速杠杆上，另一端挂在调速弹簧摇杆上，摆动摇杆则可调节调速弹簧的拉力。调速器操纵手柄按柴油机用途不同有三种形式，如图5-25所示。其中微量调节操纵手柄如图5-25（a）所示，用于要求转速较准确的直列式柴油机（如发电机组）。操纵机构上有高速限止螺钉，用来限制柴油机的最高转速，即限制调速弹簧最大拉力时的手柄位置。在柴油机出厂时该螺钉已调整好，并加铅封，用户不得随意变动。
调速器后壳端装有低速稳定器，可用以调节柴油机在低转速时的不稳定性。由于安装地位的关系，只有在六缸直列型柴油机的调速器后壳上才设有转速表传动装置接头。调速器前壳上装有停车手柄，当柴油机停车或需要紧急停车时，向右扳动停车手柄即可紧急停车。调速器润滑油与喷油泵不相通，加油时，由调速器上盖板的加油口注入，油加到从机油平面螺钉孔口有油溢出为止。
调速器工作原理：当柴油机在某一稳定工况工作时，飞铁的离心力与调速弹簧拉力及整套运转机构的摩擦力相平衡，于是飞铁、调速杠杆及各机件间的相互位置保持不变，则喷油泵的供油量不变，柴油机在某一转速下稳定运转；当柴油机负荷减低时，喷油泵供油量大于柴油机的需要量，于是柴油机转速增高，则飞铁的离心力大于调速弹簧的拉力，两者的平衡被破坏，飞铁向外张开，使伸缩轴向右移动，从而使调速杠杆绕杠杆轴向右摆动。此时调速弹簧即被拉伸，喷油泵的调节齿杆向右移动，供油量减少，转速降低，直至飞铁的离心力与调速弹簧的拉力再次达到平衡，这时柴油机就稳定在比负荷减少前略高的某一转速下运转；当柴油机负荷增加时，喷油泵供油量小于柴油机的需要量而引起转速降低，飞铁的离心力小于调速弹簧的拉力，调速弹簧即行收缩，调速杠杆使调节齿杆向左移动，供油量增加，转速回到飞铁的离心力与调速弹簧的拉力再次达到平衡时为止。此时柴油机稳定在比负荷增加前略低的某一转速运转（柴油机调速器操纵手柄位置不变，负荷变化后新的稳定运转点的转速取决于所用调速器的调速率，而不同型号柴油机的调速率是根据不同的使用要求确定的），若要严格回到原来的转速则需调整调速器操纵手柄。
发电用的135柴油机的调速器在其壳体右上方一般还装有一块扇形板的微调机构，如图5-25（c）所示。当多台柴油发电机组并联工作时，可用此扇形板来调节柴油机调速率。调节时可旋松扇形板腰形孔上的螺母，慢慢转动扇形板至所需调速率的位置并加以固定。
图5-25 调速器的三种操纵手柄
B型喷油泵配套的全程式调速器，具有以下特点。
转速感应组件：感应组件由一对飞锤14、飞锤销13、飞锤支架20、托架15、伸缩轴18和止推轴承16等组成。柴油机工作时，曲轴通过喷油泵凸轮轴上的齿轮带动飞锤和飞锤支架旋转。当柴油机转速变化时，飞锤受离心力作用而向外张开或向内收缩，飞锤通过支架、止推轴承16使伸缩轴18右移或左移，并经杠杆系统传给供油拉杆，而改变供油量。
调速弹簧组件：由调速弹簧5等组成。改变手柄43的位置时，摇杆4随之转动，从而改变调速弹簧的预紧力。采用拉簧作调速器弹簧时，可将拉簧布置在飞锤上方，使调速器长度缩短。操纵手柄的两个极限位置由高、低速限止螺钉39和37加以限制。
调速器后壳29上还装有低速稳定器34，用以防止低速不稳。当柴油机怠速不稳时可将低速稳定器缓慢旋入，直至转速稳定为止。装有低速稳定器后，柴油机空载时，调速杠杆11已右移到使稳定器弹簧参与工作。但是，稳定器弹簧不能旋入过多，以免空载转速（突然卸载后的最大转速）过高而引起事故。
杠杆机构：由杠杆11、拉杆弹簧6、拉杆接头7和齿杆连接销8等组成。杠杆11的支点在下端且固定不变，所以滚轮12和拉杆支承块32的位移比亦不变。
除上述组件外，B型喷油泵还有转速计传动轴28，它与喷油泵凸轮轴相连，另外，调速器还设有紧急停车装置，操纵手柄上装有微量调节手轮38，用于转速的微量调节。
5.1.3.5 电子调速器
电子调速器在结构和控制原理上与机械式调速器有很大不同，它是将转速和（或）负荷的变化以电子信号的形式传到控制单元，与设定的电压（电流）信号进行比较后再输出一个电子信号给执行机构，执行机构动作拉动供油齿条加油或减油，以达到快速调整发动机转速的目的。电子调速器以电信号控制代替了机械调速器中的旋转飞重等结构，没有使用机械机构，动作灵敏、响应速度快、动态与静态参数精度高；电子调速器无调速器驱动机构，体积小，安装方便，便于实现自动控制。
常见的电子调速器有单脉冲电子调速器和双脉冲电子调速器两种。单脉冲电子调速器是以转速脉冲信号来调节供油量；双脉冲电子调速器是将转速和负荷的两个单脉冲信号叠加起来调节供油量的。双脉冲电子调速器能在负荷一有变化而转速尚未变化之前就开始调整供油量，其调整精度比单脉冲电子调速器高，更能保证供电频率的稳定。
双脉冲电子调速器的基本组成如图5-26所示。其主要由执行机构1、转速传感器3、负荷传感器5和速度控制单元6等组成。磁电式转速传感器用于监测柴油机转速的变化，并按比例产生交流电压输出；负荷传感器用于检测柴油机负荷的变化，并按比例转换成直流电压输出；速度控制单元是电子调速器的核心，接受来自转速传感器和负荷传感器的输出电压信号，并按比例转换成直流电压后与转速设定电压进行比较，把比较后的差值作为控制信号送往执行机构，执行机构根据输入的控制信号以电子（液压、气动）方式拉动柴油机的油量控制机构加油或减油。
图5-26 双脉冲电子调速器的基本组成
1—执行机构；2—柴油机；3—转速传感器；4—柴油机负载；5—负载传感器；6—速度控制单元；7—转速设定电位器
若柴油机负荷突然增加，负荷传感器的输出电压首先发生变化，此后转速传感器的输出电压也发生相应变化（数值均下降）。上述两种降低的脉冲信号在速度控制单元内与设定的转速电压比较（传感器的负值信号数值小于转速设定电压的正值信号数值），输出正值的电压信号，在执行机构中使输出轴向加油方向转动，增加柴油机的循环供油量。
反之，若柴油机的负荷突然降低，也是负荷传感器的输出电压首先发生变化，此后转速传感器的输出电压也发生相应变化（数值均升高）。上述两种升高的脉冲信号在速度控制单元内与设定的转速电压比较，此时，传感器的负值信号数值大于转速设定电压的正值信号数值，速度控制单元输出负值的电压信号，在执行机构中使输出轴向减油方向转动，降低柴油发动机的循环供油量。
5.1.4 喷油提前角调节装置
喷油提前角是指柴油开始喷入汽缸的时刻相对于曲轴上止点的曲轴转角，而供油提前角则是喷油泵开始向汽缸供油时的曲轴转角。显然，供油提前角稍大于喷油提前角。由于供油提前角便于检查调整，所以在生产单位和使用部门采用较多。喷油提前角需要复杂而精密的仪器方能测量，因此只在科研中应用。也就是说，柴油发动机的喷油提前角（供油时间）是通过调整喷油泵的供油提前角来实现的。整体式喷油泵柴油发动机的总供油时间通常以喷油泵第一缸供油提前角为准，调整整个喷油泵供油提前角的方法是改变喷油泵凸轮轴与柴油机曲轴间的相对角位置。为此，喷油泵凸轮轴一端的联轴器通常是做成可调整的。图5-27示出了一种联轴器的结构。
图5-27 喷油泵联轴器
1—从动凸缘盘；2—喷油泵凸轮轴；3—中间凸缘盘；4—驱动凸缘盘；5—销钉；6—驱动齿轮轴；7—夹布胶木垫盘
联轴器主要有两个凸缘盘组成：装在驱动齿轮轴6上的凸缘盘4和装在喷油泵凸轮轴2一端的从动凸缘盘1，两凸缘盘间用螺钉连接。驱动凸缘盘安装螺钉的孔是弧形的长孔。松开固定螺钉可变更两凸缘盘间的相对角位置，从而也就变更了整个喷油泵的供油提前角。
将喷油泵从柴油机上拆下后再重新装回时，可先将喷油泵固定在柴油机机体上的喷油泵托架上，再慢慢转动曲轴，使柴油机第一缸的活塞位于压缩行程上止点前相当于规定的供油提前角的位置，然后使喷油泵凸轮轴上与喷油泵壳体上相应记号对准，如图5-28所示。再拧紧联轴器的固定螺钉。
图5-28 联轴器的调整标记
1—从动凸缘盘；2—连接螺钉
多数柴油发动机是在标定转速和全负荷下通过试验确定在该工况下的最佳喷油提前角的，将喷油泵安装到柴油机上时，即按此喷油提前角调定，而在柴油机工作过程中一般不再变动。显然，当柴油机在其他工况下运转时，这个喷油提前角就不是最有利的。对于转速范围变化比较大的柴油机，为了提高其经济性和动力性，希望柴油机的喷油提前角能随转速的变化自动进行调节，使其保持较有利的数值。因此，在这种柴油机（特别是直接喷射式柴油机）的喷油泵上，往往装有离心式供油提前角自动调节器。
图5-29所示为一种离心式供油提前角自动调节器示意图。调节器装在联轴器和喷油泵之间。前端面有两个方形凸块的驱动盘5，也就是联轴器的从动盘。在驱动盘的腹板上装有两个销轴12。两个飞块7的一端各有一个圆孔套在此销轴上。两个飞块的另一端则压装有两个销钉8。每个销钉上松套着一个滚轮内座圈2和滚轮3。调节器的从动盘1的毂部用半月键与喷油泵凸轮轴相连。从动盘两臂的弧形侧面与滚轮3接触，另一侧面则压在两个弹簧9上。弹簧9的另一端支在弹簧座圈11上。弹簧座圈则由螺钉10固定在销轴12的端部。从动盘l还固定有筒状盘6，其外圆面与驱动盘的内圆面相配合，以保证驱动盘与从动盘的同心度。整个调节器为一密闭体，内腔充满机油以供润滑。
图5-29 离心式供油提前角自动调节器
1—从动盘；2—内座圈；3—滚轮；4—密封圈；5—驱动盘；6—筒状盘；7—飞块；8—销钉；9—弹簧；10—螺钉；11—弹簧座圈；12—销轴；13—调节器盖
柴油机工作时，驱动盘5连同飞块7被曲轴驱动而旋转。飞块在离心力的作用下绕销轴12转动，其活动端向外摆动。同时，滚轮3则迫使从动盘1沿箭头方向转动一个角度，直到弹簧9的弹力与飞块的离心力相平衡时为止。于是驱动盘与从动盘开始同步旋转。当柴油机转速升高，飞块活动端进一步向外张开，从动盘被迫再沿箭头方向相对于驱动盘转过一定角度，使供油提前角随转速增加而相应增大。反之，曲轴转速降低，飞块离心力减小，从动盘在弹簧9的作用下退回一定角度，使供油提前角相应减小。这种离心式供油提前角自动调节器可以保证供油提前角在转速变化时，在0°～10°范围内自动调节。
5.1.5 其他辅助装置
柴油机燃油供给系统的辅助装置主要包括柴油滤清器、油水分离器、输油泵和燃油箱等。
（1）柴油滤清器
各种柴油本身含有一定量的杂质，如灰分、残炭和胶质等。重柴油与轻柴油相比，含杂质更多。柴油在运输和储存过程中，还可能混入更多的尘土和水分，储存越久，由于氧化而生成的胶质也越多。每吨柴油的机械杂质含量可能多达100～250g，粒度约为5～50μm。平均粒度为12μm的硬质粒子，对柴油机供油系统精密偶件的危害性最大，有可能引起运动阻滞和各缸供油不均匀，并加速其磨损，以致柴油机功率下降、燃油消耗率增加。柴油中的水分还可引起零件锈蚀，胶质有可能使精密偶件卡死，因此对柴油必须进行过滤。除了在柴油注入油箱前必须经过3～7天的沉淀处理外，在柴油供给系统中还应设置燃油滤清器。小型单缸柴油机一般为一级滤清，大、中型柴油机多有粗、细两级滤清器。有的在油箱出口还设置沉淀杯以达到多级过滤，确保柴油机使用的燃油清洁。
柴油滤清器的种类很多，粗滤器用来滤除颗粒较大的杂质，这样可减少细滤器过滤的杂质量，避免细滤器被迅速堵塞而缩短使用寿命。细滤器则应能滤去对供油系统有危害的最小粒子，这种粒子的直径约数微米。
柴油滤清器的滤芯采用的材料有金属、毛毡、棉纱和滤纸等，目前，国内外柴油机滤清器使用纸质滤芯的比较广泛。纸质滤芯的使用，可以节省大量的毛毡及棉纱，而且纸质滤芯性能好、重量轻、体积小、成本低。
燃油滤清器主要由滤芯、外壳及滤清器座三部分组成，图5-30所示为135系列柴油机燃油滤清器装配剖面图，各机型均通用，唯有溢流阀8有两种结构，根据不同机型选用C0810A或C0810B滤清器。
图5-30 燃油滤清器装配剖面图
1，5—垫圈；2—滤清器座；3—拉杆；4—放气螺钉；6—拉杆螺母；7—卡簧；8—溢流阀；9—油管接头；10，13，17—密封圈；11—密封垫圈；12—滤芯；14—托盘；15—弹簧座；16—壳体；18—弹簧
燃油由输油泵送入燃油滤清器，通过纸质滤芯清除燃油中的杂质后进入滤油筒内腔，再通过滤清器座上的集油腔通向喷油泵。滤清器座上设有回油接头，内装溢流阀，当燃油滤清器内燃油压力超过78kPa（0.8kgf/cm2）时，多余的燃油由回油接头回至燃油箱。连接低压燃油管路应按座上箭头所指方向，不可接错。滤芯底部的密封垫圈装在弹簧座内，弹簧将密封垫圈紧贴在螺母的底面起密封作用。滤清器座和外壳之间靠拉杆连接，并有橡胶圈密封，滤清器座上端有放气螺塞，在使用中可以松开放气螺钉清除燃油滤清器的空气。
燃油滤清器用两个M8-6H螺钉固定在机体或支架上，在使用中如发现供油不通畅，则有滤芯堵塞的可能。此时，应停车放掉燃油，可直接在柴油机上松开拉杆螺母，卸下外壳，取出滤芯（见图5-31），然后将滤芯浸在汽油或柴油中用毛刷轻轻地洗掉污物（见图5-32）。如果滤芯破裂或难以清洗，则必须换新，然后按图5-30装好，并注入清洁的燃油。
图5-31 燃油滤清器拆除
图5-32 燃油滤芯的清洗
（2）油水分离器
为了除去柴油中的水分，有的柴油机（如康明斯C系列），在燃油箱与输油泵之间还装有专门的油水分离装置——油水分离器。其结构如图5-33所示，由分离器壳体7、液面传感器5、浮子6和手压膜片泵1等组成。
图5-33 油水分离器
1—手压膜片泵；2—进油口；3—放水水位；4—放水塞；5—液面传感器；6—浮子；7—分离器壳体；8—分离器盖；9—出油口
来自燃油箱的燃油经进油口2进入油水分离器，并从出油口9流出至输油泵。燃油中的冷凝水在油水分离器内分离并沉淀在分离器壳体7的下部。装在壳体下部的浮子6随着积聚在油水分离器壳体7内的冷凝水的增多而逐渐上升。当浮子达到规定的放水水位3时，液面传感器5将电路接通，在仪表盘上的放水警告灯就发出放水信号，这时需及时松开油水分离器上的放水塞放水。手压膜片泵1供排水和排气时使用。
（3）输油泵
输油泵的功用是保证低压油路中柴油的正常流动，克服柴油滤清器和管道中的阻力，并以一定的压力向喷油泵输送足够的柴油。
柴油机所采用的输油泵有活塞式、内外转子式、滑片式和膜片式等多种。在中小功率柴油机中常用活塞式输油泵，活塞式输油泵又称柱塞式输油泵，其构造及工作原理如图5-34所示。活塞式输油泵主要由活塞10、推杆13、出油阀2和手油泵5等组成。用于推动活塞运动的偏心轮通常设在喷油泵的凸轮轴上，因此输油泵常和喷油泵组装在一起。
图5-34 活塞式输油泵构造及工作原理
1—下出油道；2—出油阀；3—出油阀弹簧；4—出油接头；5—手油泵；6—进油阀；7—进油阀弹簧；8—进油道；9—进油接头；10—活塞；11—上出油道；12—泄油道；13—推杆；14—活塞弹簧；15—偏心轮；16—后腔；17—前腔
柴油机工作时，喷油泵凸轮轴由曲轴驱动旋转，偏心轮15即随之转动。当偏心轮凸起部分最高点向推杆位置转动时[如图5-34（a）所示]，推杆被推动并使活塞10移动压油，同时压缩活塞弹簧14。由于活塞前端油腔中的柴油压力提高，进油阀6在压力作用下关闭，出油阀2被推开，该油腔中的柴油经出油阀和上出油道11流入活塞靠推杆一端的油腔内。
当偏心轮继续转动，使凸起部分最高点逐渐远离推杆时[如图5-34（b）所示]，柱塞弹簧推动活塞和推杆回行，这时活塞后端油腔的油压升高而前端油压下降，出油阀关闭，活塞后端油腔中的柴油经上出油道11流向喷油泵。进油阀6被推开，由柴油箱或者柴油滤清器来的柴油，经进油道8流入活塞前端油腔，使油腔充满柴油，至此，活塞式输油泵就完成了一次压油与进油的过程。
由于柴油由输油泵流向喷油泵是依靠弹簧推动活塞而压出的，因此输油压力由弹簧弹力所决定而保持在一定的范围内。活塞往复运动时，当活塞运动到最前端，也即弹簧受到最大压缩时的变形量，取决于偏心轮的偏心距（工作中是不可改变的）。活塞退回到最后端的位置，则为弹簧弹力与活塞后端油腔中油压相等时的位置。当喷油泵需要的柴油量大时，柴油由输油泵后端油腔中流出较快，活塞冲程较长。当柴油机负荷减小，需要的油量减少，活塞后端油腔中柴油流出较少，油压相对升高[如图5-34（c）所示]，活塞后退的冲程就短。因此这种输油泵可保持输油压力一定，而输油量则可根据需要而改变。
输油泵上还装有手油泵，其作用是在柴油机尚未工作时，由人工用它来向供油系统内压油，以排除油道中的空气。使用时，先提起手油泵活塞，进油阀开启，柴油即流入手油泵油腔内。然后将活塞压下，使进油阀关闭而出油阀开启，柴油经过出油阀流向喷油泵和各油道中去。使用完毕，应将手柄上的螺塞旋紧，以免柴油机工作时，空气进入供油系统中。
（4）燃油箱
燃油箱的功用是储存柴油机工作时所需的柴油。其容量一般可供柴油机连续运转8～10h。燃油箱通常用薄钢板冲压后焊接而成，内表面镀锌或锡，以防腐蚀生锈。
油箱内部通常用隔板将油箱隔成数格，防止设备工作时振动引起油箱内的柴油剧烈晃动而产生泡沫，影响柴油的正常供给。油箱上部有加油口和油箱盖，加油口内装有铜丝网，以防止颗粒较大的杂质带入油箱内。油箱盖上有通气孔，保持油箱内部与大气相通，防止工作过程中油面下降使油箱内出现真空度，使供油不正常。
在油箱下部有出油管和放油开关，出油管口应高出油箱底平面适当高度，以免箱底沉积的杂质由出油口进入供油系统。油箱底部最低处还应设置放油螺塞，以便清洗油箱时能将油箱底部的沉积物和水分清除干净。在燃油箱上还应设置油尺或油面指示装置，使工作人员能随时观察到燃油箱内存油量的多少，以便及时向燃油箱内添加柴油。