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高压油泵的工作过程分为三个行程，分别是吸油行程，回油行程，泵油行程。
高压油泵处于吸油行程时，依靠活塞下行提供吸力，此时进油阀是打开的，这样就能吸油了。
回油行程就是让多余的燃油重新回到低压端，所以进油阀门在活塞刚开始向上运行时还是打开的。
在泵油行程初期，活塞上行在泵腔内产生压力，当压力超过油轨内的压力时，出油阀就会被打开，这样燃油就会被泵入油轨。
高压油泵经常在一些缸内直喷发动机上见到，缸内直喷发动机的喷射压力更高，所以需要高压油泵。
有很多家用轿车或suv车型都在使用缸内直喷发动机，缸内直喷发动机的高压油泵一般在发动机舱内。
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缸内直喷发动机能够让燃油彻底雾化，这样燃油可以与空气充分混合。缸内直喷发动机的动力要比一般的进气道喷射发动机更强。
所以，新款的汽车发动机大部分都会搭载缸内直喷技术。
由于发动机在工作时汽缸内压力比较大，所以缸内直喷发动机需要更大的喷射压力，这样就需要高压油泵了。