第六節(jié) 調(diào)速器

一、調(diào)速器功用及分類

調(diào)速器是一種自動調(diào)節(jié)裝置，它根據(jù)柴油機(jī)負(fù)荷的變化，自動增減噴油泵的供油量，使柴油機(jī)能夠以穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速運行。

在柴油機(jī)上裝設(shè)調(diào)速器是由柴油機(jī)的工作特性決定的。汽車柴油機(jī)的負(fù)荷經(jīng)常變化，當(dāng)負(fù)荷突然減小時，若不及時減少噴油泵的供油量，則柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速將迅速增高，甚至超出柴油機(jī)設(shè)計所允許的最高轉(zhuǎn)速，這種現(xiàn)象稱“超速”或“飛車”。相反，當(dāng)負(fù)荷驟然增大時，若不及時增加噴油泵的供油量，則柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速將急速下降直至熄火。柴油機(jī)超速或怠速不穩(wěn)，往往出自于偶然的原因，汽車駕駛員難于作出響應(yīng)。這時，惟有借助調(diào)速器，及時調(diào)節(jié)噴油泵的供油量，才能保持柴油機(jī)穩(wěn)定運行。

汽車柴油機(jī)調(diào)速器按其工作原理的不同，可分為機(jī)械式、氣動式、液壓式、機(jī)械氣動復(fù)合式、機(jī)械液壓復(fù)合式和電子式等多種形式。但目前應(yīng)用最廣的當(dāng)屬機(jī)械式調(diào)速器，其結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，性能良好。

按調(diào)速器起作用的轉(zhuǎn)速范圍不同，又可分為兩極式調(diào)速器和全程式調(diào)速器。中、小型汽車柴油機(jī)多數(shù)采用兩極式調(diào)速器，以起到防止超速和穩(wěn)定怠速的作用。在重型汽車上則多采用全程式調(diào)速器，這種調(diào)速器除具有兩極式調(diào)速器的功能外，還能對柴油機(jī)工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的任何轉(zhuǎn)速起調(diào)節(jié)作用，使柴油機(jī)在各種轉(zhuǎn)速下都能穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。

第六節(jié) 調(diào)速器

二、兩極式調(diào)速器

兩極式調(diào)速器只在柴油機(jī)的最高轉(zhuǎn)速和怠速起自動調(diào)節(jié)作用，而在最高轉(zhuǎn)速和怠速之間的其他任何轉(zhuǎn)速，調(diào)速器不起調(diào)節(jié)作用。

(一)RQ型調(diào)速器結(jié)構(gòu)

通常調(diào)速器由感應(yīng)元件、傳動元件和附加裝置三部分構(gòu)成。感應(yīng)元件用來感知柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的變化，并發(fā)出相應(yīng)的信號。傳動元件則根據(jù)此信號進(jìn)行供油量的調(diào)節(jié)。

(二)RQ型調(diào)速器基本工作原理

1)起動

將調(diào)速手柄從停車擋塊移至最高速擋塊上。在此過程中，調(diào)速手柄帶動搖桿，搖桿帶動滑塊，使調(diào)速杠桿以其下端的鉸接點為支點向右擺動，并推動噴油泵供油量調(diào)節(jié)齒桿克服供油量限制彈性擋塊的阻力，向右移到起動油量的位置。起動油量多于全負(fù)荷油量，旨在加濃混合氣，以利柴油機(jī)低溫起動。

2)怠速

將調(diào)速手柄從怠速位置移至中速位置，供油量調(diào)節(jié)齒桿處于部分負(fù)荷供油位置，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速較高，飛錘進(jìn)一步外移直到飛錘底部與內(nèi)彈簧座接觸為止。柴油機(jī)在中等轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作時，飛錘的離心力不足以克服怠速彈簧和高速彈簧的共同作用力，飛錘始終緊靠在內(nèi)彈簧座上而不能移動，即調(diào)速器在中等轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)不起調(diào)節(jié)供油量的作用。但此時駕駛員可根據(jù)汽車行駛的需要改變調(diào)速手柄的位置，使調(diào)速杠桿以其下端的鉸接點為支點轉(zhuǎn)動，并拉動供油量調(diào)節(jié)齒桿增加或減少供油量。

4)最高轉(zhuǎn)速

將調(diào)速手柄置于最高速擋塊上，供油量調(diào)節(jié)齒桿相應(yīng)地移至全負(fù)荷供油位置，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速由中速升高到最高速。此時，飛錘的離心力相應(yīng)增大，并克服全部調(diào)速彈簧的作用力，使飛錘連同內(nèi)彈簧座一起向外移到一個新的位置。在此位置，飛錘離心力與彈簧作用力達(dá)到新的平衡。若柴油機(jī)轉(zhuǎn)速超過規(guī)定的最高轉(zhuǎn)速，則飛錘的離心力便超過調(diào)速彈簧的作用力，使供油量調(diào)節(jié)齒桿向減油方向移動，從而防止了柴油機(jī)超速。

5)停車

將調(diào)速手柄置于停車擋塊上，調(diào)速杠桿以其下端的鉸接點為支點向左擺動，并帶動供油量調(diào)節(jié)齒桿向左移到停油位置，柴油機(jī)停車，調(diào)速器飛錘在調(diào)速彈簧的作用下抵靠在安裝飛錘的軸套上。

(三)附加裝置

1.怠速穩(wěn)定彈簧

在RQ型調(diào)速器蓋上裝有怠速穩(wěn)定彈簧，其安裝位置剛好與供油量調(diào)節(jié)齒桿相對，它對調(diào)節(jié)齒桿的移動起限位和緩沖作用。有了怠速穩(wěn)定彈簧，怠速更加穩(wěn)定。

2.轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)裝置

轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)裝置安裝在滑動銷內(nèi)，其作用是緩沖高速時噴油泵供油量調(diào)節(jié)齒桿的振動，借以消除柴油機(jī)轉(zhuǎn)矩的波動。當(dāng)把調(diào)速手柄移向高速并與最高速擋塊接觸時，轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)裝置中的彈簧3首先被壓縮，同時供油量調(diào)節(jié)齒桿移至全負(fù)荷供油位置。若此時柴油機(jī)轉(zhuǎn)速升高，當(dāng)飛錘的離心力超過調(diào)速彈簧的作用力時，飛錘開始向外移動，但調(diào)節(jié)齒桿并不立即向減油方向移動，而是在轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)裝置中的彈簧伸長復(fù)原后，調(diào)節(jié)齒桿才開始移動，從而減緩了調(diào)節(jié)齒桿的頻繁移動或振動，使柴油機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩趨于平穩(wěn)。

3.轉(zhuǎn)矩校正裝置

轉(zhuǎn)矩校正裝置的功用是校正噴油泵供油量隨轉(zhuǎn)速的變化特性，也就是校正柴油機(jī)轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速變化的特性，以使噴油泵的供油量與吸入氣缸的空氣量相匹配。轉(zhuǎn)矩校正有正校正與負(fù)校正兩種。供油量隨轉(zhuǎn)速下降而增加的校正為正校正；相反，供油量隨轉(zhuǎn)速下降而減少的為負(fù)校正。前者用于高速范圍，后者用于低速范圍。

第六節(jié) 調(diào)速器

三、全程式調(diào)速器

機(jī)械離心式全程調(diào)速器的結(jié)構(gòu)形式很多，有與柱塞式噴油泵配套的，也有裝在分配式噴油泵體內(nèi)的，但其工作原理卻基本相同。下面僅以VE型分配泵的調(diào)速器為例，說明機(jī)械離心式全程調(diào)速器的基本結(jié)構(gòu)及工作原理。

(一)VE型分配泵調(diào)速器結(jié)構(gòu)

(二)VE型分配泵調(diào)速器工作原理

全程式調(diào)速器的基本調(diào)速原理是，由于調(diào)速器傳動軸旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的飛錘離心力與調(diào)速彈簧力相互作用，如果兩者不平衡，調(diào)速套筒便會移動。調(diào)速套筒的移動通過調(diào)速器的杠桿系統(tǒng)使供油量調(diào)節(jié)套筒的位置發(fā)生變化，從而增減供油量，以適應(yīng)柴油機(jī)運行工況變化的需要。

1.起動

起動前，將調(diào)速手柄推靠在最高速限止螺釘上。這時調(diào)速彈簧被拉伸，彈簧的張力拉動張力杠桿繞銷軸N向左擺動，并通過板形起動彈簧使起動杠桿壓向調(diào)速套筒，從而使靜止的飛錘處于完全閉合的狀態(tài)。與此同時，起動杠桿下端的球頭銷將供油量調(diào)節(jié)套筒向右撥到起動加濃供油位置C，供油量最大。起動后，飛錘的離心力克服作用在起動杠桿上的起動彈簧的彈力，使起動杠桿繞銷軸N向右擺動，直到抵靠在張力杠桿的擋銷上。此時，起動杠桿下端的球頭銷向左撥動供油量調(diào)節(jié)套筒，供油量自動減少。

2.怠速

柴油機(jī)起動后，將調(diào)速手柄移至怠速調(diào)節(jié)螺釘上。在這個位置，調(diào)速彈簧的張力幾乎為零，即使調(diào)速器傳動軸的轉(zhuǎn)速很低，飛錘也會向外張開，推動調(diào)速套筒，使起動杠桿和張力杠桿繞銷軸N向右擺動，并使怠速彈簧受到壓縮。這時，飛錘離心力對調(diào)速套筒的作用力與怠速彈簧及起動彈簧對調(diào)速套筒的作用力平衡，供油量調(diào)節(jié)套筒處于怠速供油位置D，柴油機(jī)在怠速下運轉(zhuǎn)。若由于某種原因使柴油機(jī)轉(zhuǎn)速升高，則飛錘離心力增大，上述的平衡被打破，飛錘推動調(diào)速套筒、起動杠桿和張力杠桿進(jìn)一步壓縮怠速彈簧而向右擺動，供油量調(diào)節(jié)套筒則向左移，供油量減少，轉(zhuǎn)速回落復(fù)原。若柴油機(jī)轉(zhuǎn)速降低，飛錘離心力減小，怠速彈簧推動張力杠桿和起動杠桿向左擺動，供油量調(diào)節(jié)套筒則向右移，增加供油量，使轉(zhuǎn)速回升。

3.中速和最高速

欲使柴油機(jī)在高于怠速而又低于最高轉(zhuǎn)速的任何中間轉(zhuǎn)速工作時，則需將調(diào)速手柄置于怠速調(diào)節(jié)螺釘與最高速限止螺釘之間某一位置。這時，調(diào)速彈簧被拉伸，同時拉動張力杠桿和起動杠桿繞銷軸N向左擺動，而起動杠桿下端的球頭銷則向右撥動供油量調(diào)節(jié)套筒，使供油量增加，柴油機(jī)由怠速轉(zhuǎn)入中速狀態(tài)。由于轉(zhuǎn)速升高，飛錘離心力增大。當(dāng)其向右作用于調(diào)速套筒上的推力與調(diào)速彈簧向左作用于張力杠桿和起動杠桿上的拉力平衡時，供油量調(diào)節(jié)套筒便穩(wěn)定在某一中等供油量位置，柴油機(jī)也就在某一中間轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。當(dāng)把調(diào)速手柄置于最高速限止螺釘上時，調(diào)速彈簧的張力達(dá)到最大，供油量調(diào)節(jié)套筒也相應(yīng)地移至最大供油量位置，柴油機(jī)將在最高轉(zhuǎn)速或標(biāo)定轉(zhuǎn)速下工作。

4.最大供油量的調(diào)節(jié)

若擰入最大供油量調(diào)節(jié)螺釘，則導(dǎo)桿繞銷軸M逆時針方向轉(zhuǎn)動，銷軸N也隨之轉(zhuǎn)動，并帶動球頭銷向右撥動供油量調(diào)節(jié)套筒，這時最大供油量增加。反之，旋出最大供油量調(diào)節(jié)螺釘，則最大供油量減少。改變最大供油量，可以改變柴油機(jī)的最大輸出及最高轉(zhuǎn)速或標(biāo)定轉(zhuǎn)速。

(三)附加裝置

1.增壓補(bǔ)償器

在增壓柴油機(jī)上裝用的分配式噴油泵附有增壓補(bǔ)償器，其作用是根據(jù)增壓壓力的大小，自動增減供油量，以提高柴油機(jī)的有效功率和燃油經(jīng)濟(jì)性，并可減少有害氣體的排放。在補(bǔ)償器蓋和補(bǔ)償器體之間裝有膜片，膜片把補(bǔ)償器分成上、下兩個腔。上腔與進(jìn)氣管相通，其中的壓力即為增壓壓力。下腔經(jīng)通氣孔與大氣相通，膜片下面裝有彈簧。補(bǔ)償器閥桿與膜片相連，并與膜片一起運動。閥桿的中下部加工成上細(xì)下粗的錐體，補(bǔ)償杠桿的上端與錐體相靠。在閥桿上還鉆有縱向長孔和橫向孔，以保證閥桿在補(bǔ)償器體內(nèi)移動時不受氣體阻力的作用。補(bǔ)償杠桿可繞銷軸轉(zhuǎn)動，其下端靠在張力杠桿上。當(dāng)進(jìn)氣管中的增壓壓力增大時，膜片帶動閥桿向下運動，與閥桿錐體相接觸的補(bǔ)償杠桿繞銷軸順時針方向轉(zhuǎn)動，張力杠桿在調(diào)速彈簧的作用下繞銷軸N逆時針方向轉(zhuǎn)動，從而使起動杠桿下端的球頭銷向右撥動供油量調(diào)節(jié)套筒，供油量增加；反之亦然。お

2.轉(zhuǎn)矩校正裝置

根據(jù)需要可在VE型分配泵上裝備正轉(zhuǎn)矩校正或負(fù)轉(zhuǎn)矩校正裝置。正轉(zhuǎn)矩校正可以改善柴油機(jī)高速范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)矩特性。當(dāng)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速升高到校正轉(zhuǎn)速時，隨著轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高，作用在起動杠桿上的飛錘離心力的軸向分力 F 對銷軸 N 的力矩，逐漸超過校正彈簧的預(yù)緊力對校正杠桿的支點即擋銷5的力矩，這時起動杠桿及銷軸 S 開始繞銷軸 N 向右擺動。與此同時，校正杠桿繞擋銷順時針方向轉(zhuǎn)動，其下端通過校正銷將校正彈簧壓縮，直至校正銷的大端靠在起動杠桿上為止，校正過程結(jié)束；負(fù)轉(zhuǎn)矩校正可以防止柴油機(jī)低速時冒黑煙。在負(fù)轉(zhuǎn)矩校正裝置中，調(diào)速套筒的軸向分力 F 直接作用在轉(zhuǎn)矩校正杠桿上，使校正杠桿靠在張力杠桿的擋銷上，轉(zhuǎn)矩校正銷靠在張力杠桿的停駐點上。當(dāng)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速升高時，調(diào)速套筒的軸向分力 F 增大。若軸向分力 F 對擋銷的力矩大于校正彈簧的彈簧力對擋銷的力矩，則使校正杠桿以擋銷為支點逆時針方向轉(zhuǎn)動，并通過銷軸 S 帶動起動杠桿繞銷軸 N 向左擺動，球頭銷則向右撥動供油量調(diào)節(jié)套筒，增加供油量，從而實現(xiàn)柴油機(jī)在低速范圍內(nèi)隨轉(zhuǎn)速增加而自動增加供油量的負(fù)轉(zhuǎn)矩校正。當(dāng)校正杠桿靠在校正銷大端上時，校正結(jié)束。

3.負(fù)荷傳感供油提前裝置

負(fù)荷傳感供油提前裝置的功用是根據(jù)柴油機(jī)負(fù)荷的變化自動改變供油提前角。當(dāng)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速一定時，若負(fù)荷減小，則噴油泵體內(nèi)腔的燃油通過調(diào)速套筒上的量孔，經(jīng)調(diào)速器軸的中心油道泄入二級滑片式輸油泵的進(jìn)油口，使噴油泵體內(nèi)腔的油壓降低，液壓式噴油提前器內(nèi)的活塞向右移動，供油提前角減小。反之，若柴油機(jī)負(fù)荷增加，調(diào)速套筒上的量孔被關(guān)閉，噴油泵體內(nèi)腔的油壓升高，噴油提前器內(nèi)的活塞向左移動，供油提前角增大。負(fù)荷傳感供油提前裝置在全負(fù)荷的25%～70%范圍內(nèi)起作用。

4.大氣壓力補(bǔ)償器

大氣壓力補(bǔ)償器的功用是隨著大氣壓力的降低或海拔高度的增加自動減少供油量，以防止柴油機(jī)排氣冒黑煙。大氣壓力降低或汽車在高原行駛時，大氣壓力感知盒向外膨脹，使推桿向下移動。因為推桿下端與連接銷接觸的一段是上大下小的錐體，所以當(dāng)推桿下移時，連接銷向左移動，并推動控制臂繞銷軸 S 逆時針方向轉(zhuǎn)動。控制臂下端則推動張力杠桿和起動杠桿繞銷軸N向右擺動，起動杠桿下端的球頭銷向左撥動油量調(diào)節(jié)套筒，減少供油量。