柴油机调速器的分类

柴油机调速器的分类

(1)柴油机调速器按工作原理可分为机械离心式调速器、气动式调速器、液压式调速器和电子式调速器四种。

1)机械离心式调速器。所有机械式调速器的工作原理大致相同，它们都具有被曲轴驱动旋转的飞锤(或飞球)，当转速变化时飞锤的离心力也随着变化，然后利用离心力的作用，通过一些杆件来调节发动机的供油量，使供油量与负载大小相适应，从而保持发动机的转速稳定。

在中小功率柴油机上，应用最广泛的是机械离心式调速器。

机械离心调速器有卧式和立式两种，主要构件是钝盘、飞铁、调速弹簧、调整螺钉和传动拉杆等。转速在额定值时，飞铁的离心力与调速弹簧的张力平衡。当转速高于额定值时，飞铁离心力增大超过弹簧的张力，使飞铁张开带动拉杆减少油门，柴油机自动恢复额定转速。相反，当转速低于额定值时，飞铁向内靠拢，带动拉杆增大油门，使柴油机增速。

机械离心式调速器结构简单，维护比较方便，但是灵敏度和调节特性较差。

2)气动式调速器。气动式调速器的感应元件用膜片等气动元件来感应进气管压力的变化，以便调节柴油机转速。

3)液压式调速器。液压式调速器是利用飞铁的离心作用来控制一个导阀，再由导阀控制压力油的流向，通过油压来驱动调节机构增大或减小油门，完成转速自动调节的目的。

液压调速器的优点是输出转矩大，调速特性和灵敏度比机械离心式调速器好，缺点是结构较复杂，维护技术的水平要求较高。

4)电子式调速器。电子式调速器是近年来研究应用的较先进的调速器，它的感应元件和执行机构主要使用电子元件，可接受转速信号和功率信号，通过电子电路的分析比较，输出调节信号来调节油门。

电子调速器的调速精度高，灵敏度也高，主要缺点是需要工作电源，并要求电子元器件具有很高的可靠性。

(2)柴油机调速器按功用可分为单程式、两极式和全程式三种。在工程机械用柴油机中，应用最多的是全程式调速器。

1)单程式调速器。单程式调速器只能控制发动机的最高空转转速，其工作原理如图1所示。由曲轴驱动的调速器轴l带动着飞球2旋转。飞球在离心力作用下向外移动，当转速低于标定转速时，具有一定预紧力的调速弹簧5，通过调速杠杆4及滑套3上的锥面挤压飞球，使飞球限制在旋转中心附近，这时弹簧力和飞球离心力的轴向分力对支点的力矩处于平衡，发动机即在此转速下稳定地运转。如发动机转速超过标定转速时，飞球离心力的轴向分力对支点的力矩就克服了弹簧力对支点的力矩，飞球于是向外移动，通过锥面将滑套向右推，再通过调速杠杆带动调节杆向左移动，减少供油量，使转速不再继续升高(此时的转速比标定转速略高)。

图1单程式调速器的工作原理

l-谓速器轴2-飞球3-滑套4-谓速杠杆5-调速弹簧6-调节齿杆

这种调速器的弹簧在安装时有一定的预紧力。限制的标定转速也取决于预紧力的大小。预紧力越大，调速器所限制的转速就越高。其弹簧的预紧力一旦调整好后，在工作中就不能轻易改变，所以它只能限制一种稳定转速。

装有单程式调速器的发动机调速特性如图2所示。在无负载(Me=0)时，调速器限制了

供油量，其最高转速为n0max。如增大负载，调速器使供油量增加，转速则变化很小。直到全负载时，供油量达到最大值，发动机转速为nb。在调速器的作用下，发动机由无负载到全负载的全部工作范围内，转速变化较小。

如继续增大负载，则调速器不再起作用，发动机沿着外特性工作。显然，随着负载的增大，转速则明显下降。

图2装有单程式调速器的发动机调速特性

2)两极式调速器。两极式调速器的作用是既能控制柴油机不速器的发动机调速特性超过最高转速，又能保证它在怠速时稳定运转。在最高转速与怠速之间，调速器不起调节作用。图3所示为两极式调速器的工作原理。两极式调速器的主要特点是有两根(或三根)长度和刚度均不同的弹簧，安装时都有一定的预紧力。图中的低速弹簧7长而软，高速弹簧8短而硬。

图3两极式调速器的工作原理

l-支承盘2-滑动盘3-飞球4-谓速杠杆5-拉杆6-操纵杆7-低速弹簧8-高速弹簧9-弹簧滑套10-球面顶块11-调节齿仟

支承盘l由喷油泵凸轮轴驱动，飞球装在支承盘上，所以飞球的离心力是随发动机转速的升高而增大的。反之，随转速的降低而减少。

怠速时，司机将操纵杆置于怠速位置，发动机以规定的怠速转速运转。这时，飞球的离心力就足以将低速弹簧压缩到相应的程度。飞球因离心力而向外略张，推动滑动盘2右移而将球面顶块10向右推入到相应的程度，使飞球离心力与低速弹簧的弹力处于平衡。如由于某种原因使发动机转速降低，则飞球离心力相应减小，低速弹簧伸张而与飞球的离心力达到一个新的平衡位置，于是推动滑动盘左移而使调速杠杆4的上端带动调节齿杆向增加供油量的方向移动，适当增加供油量，限制了转速的降低。反之，如发动机转速升高，由于凋速器的作用使供油量相应减少，因而限制了转速的升高。这样，调速器就保证了怠速转速的相对稳定。

如发动机转速升高到超出怠速转速范围(由于司机移动操纵杆)，则低速弹簧将被压缩到球面顶块10与弹簧滑套9相靠。此后，如转速进一步升高，则因高速弹簧的预紧力阻碍着球面顶块的进一步右移，所以，在相当大的转速范围内，飞球、滑动盘、调速杠杆、球面顶块等的位置将保持不动。只有当转速升高到超过发动机标定转速时，飞球的离心力才能增大到足以克服两根弹簧的弹力的程度，这时调速器的作用防止了柴油机的超速。

由上述可见，两极式调速器只是在发动机转速范围的两极(怠速和最高转速)才起调速作

用。在怠速和最高转速之间，调速器不起作用，这时发动机的转速是由操纵杆的位置和发动机的负载决定的。

3)全程式调速器。全程式调速器不仅能控制柴油机的最高和最低转速，而且在柴油机的所有工作转速下都能起作用，也就是说，能控制柴油机在允许转速范围内的任何转速下稳定地工作。图4所示作原理。它和上为全程式调速器的工述两种调速器的主要区别在于，调速弹簧的弹力不是固定的，而是根据需要可由司机改变操纵杆的位置使其任意改变的。柴油机工作时，利用操纵杆2将调节齿杆拉到某一位置上，使柴油机获得所需的转速。操纵杆是通过调速弹簧6(有些采用两根或更多的弹簧)拉动调速杠杆7来操纵调节齿杆8的。飞球4在支承盘带动下旋转。在一定转速下，飞球离心力通过滑动盘5对调速杠杆的作用，恰好与调速弹簧弹力相平衡。当柴油机负载减小时，转速升高，飞球离心力作用大于调速弹簧弹力的作用，便推动调速杠杆将调节齿杆向左拉动，供油量减少，使转速下降，直到飞球离心力与弹簧弹力得到新的平衡为止。这时，柴油机转速略高于负载减小前的转速。当柴油机负载增加时，转速下降，飞球离心力作用减小，在调速弹簧弹力作用下，拉动调速杠杆将调节齿杆向右推动，供油量增大，柴油机转速上升，直到飞球离心力与调速弹簧弹力再次平衡为止。这时柴油机的转速略低于负载增加前的转速。

图4全程式调速器的工作原理

l-齿杆限位螺钉2-操纵杆3-支承盘4-飞球5-滑动盘6-调速弹簧7-调速杠杆8-谓节齿杆全程式调速器所控制的转速是随着操纵杆的位置而定的。操纵杆向右移，调速弹簧弹力