汽车柴油机调速器经典课件

汽车柴油机调速器经典课件1．喷油泵的速度特性及调速器的类型(1)喷油泵的速度特性喷油泵每次的供油量主要取决于供油拉杆的位置，其次还会受到发动机转速的影响。

当发动机转速升高，柱塞运动速度加快时，柱塞套上油孔的节流作用增大，当柱塞上移时，即使柱塞还未完全封闭油孔，但由于被柱塞排挤的燃油一时来不及从油孔流出，而使泵腔内油压增加，供油时刻略有提前。

同理，当柱塞上升到斜槽与回油孔相通时，泵腔内油压一时来不及下降而使供油停止时刻略微延后。

由于上述供油时间的延长，会使供油量略微增大；反之，当发动机转速降低时，供油量便略有减少。

这种在油量调节拉杆位置不变时，供油量随转速变化的关系称为喷油泵的速度特性。

喷油泵的速度特性对工况多变的车用柴油机是非常不利的。

特别是在高速或大负荷时，如遇负荷突然减小(如汽车从上坡刚过渡到下坡)，发动机转速会突然上升，这时喷油泵在上述速度特性的作用下，会自动将供油量加大，促使发动机转速近一步升高，转速和供油量如此相互作用的结果，有可能导致发动机转速超过标定的最大转速，而出现“飞车”现象。

另外，汽车柴油机还经常在怠速工况下工作(如短暂停车，起动暖机等)，虽然油量调节拉杆保持在最小供油量位置不变，但当内部阻力略有增大而使发动机转速略有降低时，由于喷油泵速度特性的作用，其供油量会自动减少，使发动机转速进一步降低.如此循环作用，最后将使发动机熄火。

反之，当机内阻力稍有减小时，柴油机转速将不断升高。

由于上述喷油泵速度特性的作用，使柴油机转速的稳定性变差，特别是在高速和怠速时，将影响正常工作。

要使柴油机稳定运转，就必须在其阻力发生变化时，及时改变供油量，修正喷油泵速度特性的不良影响。

因此，汽车柴油机都装有调速器。

(2)调速器的类型汽车用柴油发动机的调速器按其功能可分为：两速调速器(只控制发动机的怠速和最高转速)、全速调速器(可控制发动机在怠速至最高转速之间的任一给定转速下稳定运转)和综合调速器(兼具两速和全速调速器的功能)。

调速器按其转速传感方式可分为：气动式调速器(利用膜片感知进气管真空度的变化，自动调节供油量实现调速)、机械离心式调速器(利用喷油泵凸轮轴的旋转，使飞块产生离心力，实现调速作用)和复合式调速器(同时采用气动作用和离心作用进行调速)。

2．两速调速器两速调速器只能自动限制柴油机最高转速和稳定其怠速。

在最高和最低转速之间的所有中间转速则由驾驶员用油门控制。

两速调速器适用于一般公路运输用的汽车柴油机。

图8—24为离心式两速调速器示意图，其基本构造是：油泵凸轮轴带动飞块座11转动，飞块9铰接在飞块座上。

滑动轴10可在飞块座孔中轴向移动。

调速杠杆8的中部与滑动轴10铰接，下端与摇臂12铰接，上端与供油拉杆1铰接。

在滑动轴的右端装有顶块2和滑套3，它们分别被低、高速弹簧顶住。

高、低速弹簧的预紧力可调，顶块2的球头与滑套3间留有间隙。

发动机起动后，油泵凸轮轴带动飞块座和飞块转动。

当曲轴转速超过发动机的怠速转速时，飞块离心力的轴向分力大于低速弹簧5的预紧力，滑动轴右移并通过调速杠杆8使供油拉杆1右移(减油)，发动机减速，直至转速降至怠速转速(400～500 r／min)，顶块2的球头碰到滑套3时为止。

若转速低于怠速转速，则飞块离心力下降，低速弹簧通过顶块将滑动轴、调速杠杆和供油拉杆等向左推(加油)，使转速上升至怠速范围，从而保证发动机稳定的怠速工况。

当发动机在大于怠速转速、小于规定的最高转速之间工作时，由于飞块离心力的轴向分力小于高、低速弹簧的合力，所以滑动轴的位置将保持不变(使顶块2的球头右侧压在滑套3的左端)，即调速器不起调速作用。

在这段转速范围内，发动机转速的调节是由驾驶员通过油门踏板、操纵臂6等杆件控制供油量的增减来实现的。

当发动机超过规定的最高转速时，飞块的离心力大于高、低速弹簧的合力而使滑动轴推动顶块2、滑套3右移，并带动供油拉杆右移减油，从而限制了发动机的最高转速。

如使发动机熄火，将停车手柄扳到停止供油位置即可。

3．全速调速器国产工、Ⅱ、IlI号系列喷油泵的调速器均为球盘式离心调速器，其结构和工作原理相同，现以Ⅱ号喷油泵调速器为例加以说明。

(1)Ⅱ号喷油泵调速器的构造图8—25是与Ⅱ号喷油泵配合使用的球盘式离心全速调速器。

它安装在Ⅱ号喷油泵的后端。

喷油泵凸轮轴22的后部固定有驱动锥盘2J，其末端松套着推力锥盘26。

飞球保持架18为一圆盘，从中心孔向外开有均布的六条径向直切口。

由六个块状的飞球座16和12个飞球所组成的飞球组件分别嵌装在这六个直切口中，可以沿直切口作径向滑动。

驱动锥盘的内锥面上有六个均布的锥形凹坑。

六个飞球组件的左端嵌入此凹坑中，右端则顶靠在推力锥盘的内锥面上。

调节螺柱6上装有四个弹簧：校正弹簧24、起动弹簧2、低速弹簧4和高速弹簧3(统称调速弹簧)。

起动弹簧和低速弹簧的后端都支承在可沿轴向滑动的弹簧座7上。

起动弹簧的前座14支承在径向推力球轴承上，高、低速弹簧的前座15支承于起动弹簧前座的内圆面上。

高速弹簧呈自由状态，端头留有一定间隙。

校正弹簧座25可轴向移动。

推力锥盘的球轴承和起动弹簧前座14之间夹持着拉板13，其上部的孔套装在喷油泵油量调节拉杆19的后端，并用螺母12限位。

拉板向左移动时，通过弹簧使油量调节拉杆19左移，以缓和冲击。

支于后壳上的操纵轴28的中部固装着调速叉10，其外端借花键与操纵摇臂如相连。

调速叉的下端顶靠着弹簧后座7的后端面。

驾驶员通过加速踏板和杆系扳动操纵摇臂，可以改变调速弹簧3和4的压缩量(预紧力)。

(发动机工作时，飞球组件产生离心力，使其沿飞球保持架18上的径向直切口向外滑动，由此产生的轴向分力推动锥盘26向右移动，从而带动拉板13使油量调节拉枰19右移，以减少供油量。

转速下降后，飞球组件的离心力减小，在调速弹簧及自重的作用下，沿保持架上的径向直切口向内滑动，从而推力锥盘组件带动油量调节拉杆左移，使供油量增加，转速上升。

停机手柄27装于前壳17的顶部。

壳体顶部和底部设有加油口和放油孔，分别用螺塞11和螺钉1堵住。

螺塞11上钻有通气孔，以免壳内润滑油受热时所产生的蒸汽压力过高而造成漏油。

通气孔道内有泡沫塑料滤芯，防止灰尘等脏物进入调速器。

(2)Ⅱ号喷油泵调速器工作原理如图8—26所示，调速叉10处于图中所示某一固定位置，此时若柴油机发出的有效转矩正好与外界阻力矩平衡，因而转速稳定，飞球组件离心力所造成的轴向推力FA和调速弹簧作用力FB相平衡。

拉板13和油量调节拉杆19处于一定的位置，并与调节螺柱6的凸肩之间保持一定的间隙△1。

若此时外界阻力矩突然减小，而驾驶员未改变调速叉的位置，则发动机转速将会升高，于是FA大于FB，使油量调节拉杆自动右移，供油量减小，发动机的有效转矩也随之减小，直至与外界阻力矩相等时为止，转速便不再升高，FA与FB取得新的平衡。

此时柴油机以比外界阻力矩变化前略高的转速稳定运转，间隙△1也稍有增大，相反，当外界阻力矩突然增加，发动机转速降低时，FA小于FB，使拉板自动左移，增加供油量，发动机有效转矩变大，直至其有效转矩与外界阻力矩相等，转速不再降低，FA与FB 重新取得平衡为止。

此时柴油机以较前略低的转速稳定运转，间隙△1也稍有减小。

应当指出，上述调速器的这种调速能力是有一定限度的。

当外界阻力矩增大，使发动机转速降低到相应于△1=0时，油量调节拉杆便到达最大供油位置。

这时所获得的发动机稳定转速称为“全负荷转速”。

假若外界阻力矩继续增大，发动机转速将继续下降，但由于调节螺柱6左端凸肩的阻挡，调速弹簧不能再将推力锥盘和拉板组件向左推动，因此油量调节拉杆保持原位不动，即调速器不再起作用。

当调速叉10位置不变，而外界阻力矩降低到零时(突然踩下离合器踏板)，由于调速器的作用，供油量将减到最小，柴油机对外不作功。

这时柴油机在空负荷下以最高转速运转，这一转速称为“空转转速”。

从全负荷转速至空转转速这一转速范围，称为调速器的“调速范围”。

调速弹簧的预紧力不同(即调速叉的位置不同)，全负荷转速和空转转速的数值也不同。

因为当外界阻力矩保持不变时，发动机以一稳定转速运转，并保持一个相应的调速范围，此时如增大调速弹簧的预紧力，使FB大于FA，则油量调节拉杆左移，供油量增加，发动机转速升高，FA增大，直至FA与FB取得新的平衡为止。

于是发动机转速便稳定在一个数值较高的调速范围内。

反之，如减小调速弹簧的预紧力，则发动机转速将稳定在数值较低的调速范围内。

当调速叉10转到靠上高速限止螺钉9时，调速弹簧的预紧力达到最大。

此时的全负荷转速最大，称为“额定转速”，在此转速下的发动机有效转矩和有效功率分别称为“额定转矩”和“额定功率”。

其供油量称为“额定供油量”。

当调速叉10转到靠住低速限止螺钉8时，调速弹簧预紧力最小，此时得到的发动机的空转转速最低，称为“怠速转速”。

高速和低速限止螺钉9和8用来调整额定转速和怠速转速。

调节螺柱6用于调整额定供油量，旋入则额定供油量增加，反之则减少。

但调节螺柱位置的变化会影响调速弹簧的最大预紧力的数值，从而使额定转速发生变化。

因此，每当拧动调节螺柱6调整额定供油量后，必须再次检查和调整额定转速。

调节螺柱和高速限止螺钉在出厂时已调好并加铅封，不能任意变动。

为改善调速器的工作性能，Ⅱ号泵调速器采用了低速和高速两个调速弹簧。

低速弹簧刚度较小，装配时有一定的预紧力；高速弹簧刚度较大，长度比低速弹簧短，装配时呈自由状态。

在低转速时，低速弹簧单独工作i随着转速提高到一定数值后，高速弹簧才加人工作。

(3)停机当需要停机时，转动停机手柄27(图8—25)，通过停机挡块带动油量调节拉杆向右移动到极限位置，使油泵柱塞停止供油。