柱塞和柱塞套是一对精密偶件，经配对研磨后不能互换，要求有高的精度、低的表面粗糙度和好的耐磨性，柱塞头部圆柱面上切有斜槽，并通过直槽与顶部相通，可以改变循环供油量；柱塞套上制有径向油孔(进、回油孔)，均与泵上体内低压油腔相通。出油阀相当于一个单向阀，可以防止高压油管内的油倒流人喷油泵内，同时决定喷油泵泵有压力。
柱塞泵柱塞动力来源于由凸轮轴带动的凸轮，其工作过程可以按如下阶段划分。
柱塞下行时，柱塞上方工作腔体积变大，内部压力下降，出油阀关闭，并且径向油孔开启，燃油进入工作腔，这是进油过程。
柱塞上行到柱塞顶端完全关闭进油孔时，进油结束，工作腔内燃油受到压缩，油压升高，这是油压建立的过程。
柱塞继续向上行，作用力超过出油阀弹簧预紧力时，出油阀打开，燃油流向高压油管，这是泵油过程。
柱塞继续移动到柱塞上的油量控制斜槽上边沿，与进油孔相通时，工作腔内燃油经直槽、斜槽流入径向油孔，油压下降，出油阀落座，供油结束。
从以上可知，柱塞泵泵油过程以径向油孔的关闭为开始，以径向油孔的开启为关闭，而其开启的时刻与柱塞斜槽相对于径向油孔的转动角度有关，即柱塞顶面封闭柱塞套径向油孔至柱塞斜槽露出径向油孔前柱塞上移的行程决定了喷油泵每循环供油量。
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