柴油发动机调速器

汽车柴油发动机调速器

这学期通过《柴油发动机构造原理》这门学科的学习，我们了解了汽车用柴油发动机，接下来我要讨论的是柴油发动机中使用的调速器

一、柴油发动机使用调速器的必要性

首先我们来比较一下汽柴发动机的转矩特性。在汽油发动机中将加速踏板的踩踏量设为

固定后，随着发动机转

数的增加，以为吸入阻

力的增加等原因，每次

燃烧时所供给的进入空

气量减少。因此节气门

行程固定时的转矩特性

是：随着旋转数的升高

转矩变小。另外车辆运

行中一定速度运行时必

要的转矩是随着发动机

转数增加而增加的。因

此汽油发动机在遇到顺

风或者下坡等负荷减小

的情况下，发动机运行速度会升高，但是因为节气门行程是固定的，发动机的转矩下降。同样无负荷运转时，节气门的行程也是固定的，所以可以维持大致一定的旋转速度。

柴油发动机中根据柱塞的有效行程（加速踏板的踩踏量）来决定

一次喷射中的供油量。如

果将柱塞的有效行程固

定，即使发动机的转数升

高发动机的转矩不能变

小。这是因为转数升高后

从柱塞和套筒之间漏出

的燃油会减少，同时即使

燃油口打开，喷射结束也

会发生稍微的延迟，因

此，柴油发动机的转矩曲

线和车辆的负荷转矩曲

线是近乎平行的状态，在

维持发动机转数稳定方

面，比汽油机来的药容易。汽车在运行中减轻负荷后，发动机的转矩

升高提升负荷转矩，速度会提升，如果这种现在转数最高附近发生的话，转速的上升会比汽油发动机迅速，是很危险的，这就是柴油汽车中的“飞车”。相反，如果增大负荷，因为发动机的转速降，转矩也会下降，所以旋转进一步下降，是不能维持无负荷运的。

为了解这方面的问题，人们考虑使用调速器。

二、柴油发动机调速器的基本原理

调速的基本原理：改变进入气缸进行燃烧的柴油的数量（加大或者关小“油门”），就可以改变柴油机的转速或者负荷。如果保持转速不变，改变燃油的数量就可以改变柴油发电机的负荷；如果保持柴油发动机负荷不变，改变燃油的数量，就可以改变柴油机的转速。调速器就是在保持转速不变的情况下，改变（或者适应）柴油发电机的负荷。基本原理相同，调节方式却多样化，因此调速器主要有以下几大类

三、柴油发动机调速器的分类

按其工作原理

按其工作原理的不同，可分为机械式，气动式，液压式，机械气动复合式，机械液压复合式和电子式等多种形式。但目前应用最广的当属机械式调速器，其结构简单，工作可靠，性能良好。

液压调速器在感应元件和油量调节机构之间加入一个液压放大

元件(液压伺服器)，使感应元件的输出信号通过放大元件再传到油量调节机构上去，因此也叫间接作用式调速器。

液压放大元件有放大兼执行作用，主要由控制和执行两个部分组成。

按起作用的转速范围

按起作用的转速范围不同，又可分为两级式调速器、全程式调速器和两用调速器

中小型汽车柴油机多数采用两极式调速器，已起到防止超速和稳定怠速的作用。在重型汽车上则多采用全程式调速器，这种调速器具有两极式调速器的功能外，还能对柴油机工作范围内的任何转速起调节作用，使柴油机在各种转速下都能稳定运转。

四、调速过程

在讲调速过程之前，先看一下燃油的油路：燃油经过柴油机驱动的泵，经过过滤器进入柴油机两侧的进油管，然后由进油管进入每一个气缸对应的高

压柱塞泵（该泵由柴油机的曲轴经凸轮轴带动），高压油经过喷射器后进入气缸燃烧做功。

柴油机（曲轴）每旋转两周，凸轮轴旋转一周，即往气缸里送一次油。每一次打入气缸的

油量（即柱塞泵的柱塞行程）是可以调节的，这种调节就是所谓的开大或者关小“油门”。

五、下面我们以机械式离心调速器为例讲述调速器在汽车柴油发动机燃油供给系统中所扮演的不可或缺的重要角色

1、工作原理

机械式调速器如图1所示，由同喷油泵的凸轮轴共同旋转的飞锤，与飞锤离心力平衡的调速弹簧和将飞锤的运动通过浮动杆传递给调节拉杆的连杆装置等组成。

调速器的基本工作是保持发动机具有固定的速度，调速器与驾驶者的意志相反，发动机的转速上升时减少喷射量，而转速下降时增大喷射量从而起到维持转速的作用。

如图2所示的装置只中，发动机在意一定速度旋转，飞锤产生固定的离心力，将调速器弹簧压缩到某固定量，通过浮动杆，调节拉杆也处于某固定位置处。

根据道路的情况，发动机负荷减少转速上升后，飞锤的转速也会上升，这样离心力增大，飞锤向外侧扩展，调速器弹簧被压缩。

这种机械运动使调节拉杆向图1的左方（燃油减少的方向）移动，从而抑制转速上升。

喷油泵一般是在调节拉杆向调速器方向拉动的情况下，减少喷油量，并且飞锤通过离心力扩展时的移动量称为提升量

图1 图2

我们以RFD型调速器为例，看其

如何在个工况下调节柴油发动机

的转速

*起动时。驾驶员踩

满加速踏板后，伏在调节

杆处于全负荷位置。支持

杠杆如图3一从拉杆伸出

的销钉d为支点旋转，浮

动杆也是一导向杆的b点

位支点旋转，从而将调节

拉杆移动到最大喷射量

的位置这时，因为浮动杆

是被起动弹簧拉伸的，同

时导向杆也被拉伸。通过

移相器按压提前飞锤运

动。这是通过起动时的离

心力来抑制向燃油减少方向的运动，从而达到确保起动时的喷射量的

目的

*无负荷运转（怠速）时

的控制。发动机起动后，松

开加速踏板，如图4所示，

控制杠杆处于无负荷位置，

在怠速转速范围内的提前器

飞锤的离心力与怠速弹簧以

及起动弹簧处于平衡状态，

调节拉杆保持相对固定的位

置，达到稳定的无负荷运转

状态

*平时转速的控制。如图

5所示，将控制杠杆想喷射

量增加的方向移动，与控制

杠杆连接的支持杠杆是以

拉杆一侧的d点为中心进

行旋转的。而与支杆连接的

负担杆是以b点为中心转

动，来调节拉杆向喷射量增

加方向移动的所以发动机

的转速得以上升。超过无负

荷运转控制范围的转速后，