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气缸供油。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-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，下图为一个分泵的构造图。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-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。

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