按其工作原理的不同,调速器可分为机械式、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。其中,机械式调速器是应用最广泛的一种,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,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。
1、无反馈的液压调速器
其工作原理是:当负荷减小时,由曲轴带动的驱动轴转速升高,飞球的离心力增加,推动速度杆右移。调速器于是,摇杆以A点为中心逆时针转动,滑阀右移,压力油进入伺服器油缸的右部空间。与此同时,油缸的左部空间通过油孔与低压油路相通,其中的油被泄放。在压差的作用下,伺服活塞带动喷油泵齿条左移,以减少供油量。当转速恢复到原来数值时,滑阀也回到中央位置,调节过程结束。
当负荷增加,转速降低时,调速过程按相反方向进行。
为了使调速器能稳定调节,在调速器中还要加入一个装置,其作用是在伺服活塞移动的同时对滑阀产生一个反作用,使其向平衡的位置方向移动,减少柴油机转速波动的可能性。这种装置称为反馈机构。
2、具有刚性反馈机构的液压调速器
它的构造与上述无反馈液压调速器基本相同,只有杠杆义AC的上端A不是装调速器在固定的铰链上,而是与伺服活塞的活塞杆相连。这一改变使感应元件、液压放大元件和油量调节机构之间的关系发生如下的变化。
当负荷减小时,发动机转速升高,飞球向外张开带动速度杆向右移动。此时伺服活塞尚未动作,因此反馈杠杆AC的上端点A暂时作为固定点,杠杆 AC绕A反时针转动,带动滑阀向右移动,把控制孔打开,高压油便进入动力缸的右腔,左腔与低压油路相通。这样高压油便推动伺服活塞带动喷油调节杆向左移动,并按照新的负荷而减少燃油供给量。
在伺服活塞左移的同时,杠杆AC绕C点向左摆动与B点相连接的滑阀也向左移动,从而使滑阀向相反的方向运动。这说明负荷减小时稳定运转后,柴油机的转速比原来稍有升高。同理,当负荷增加时,稳定运转后,柴油机的转速比原来稍有降低。具有刚性反馈的液压调速器,可以保证调速过程具有稳定的工作特性,但负荷改变后,柴油机转速发生变化,稳定调速率d不能为零。
如果要求负荷变化时即要调速过程稳定,又能保持发动机转速恒定不变(即入就必须采用另一种带有弹性反馈系统的液压调运器。
3、具有弹性反馈的液压调速器
它实际上是在"刚性反馈"装置中加入一个弹性环节--缓冲器和弹簧。弹簧的一端同固定的支点相连,而另一端则与缓冲器的活塞相连。缓冲器的油缸同伺服器的活塞成刚体联接。
当发动机负荷减小时,转速增大,飞球的离心力增加。同样,滑阀右移,调速器而伺服活塞则左移,减少喷油泵的供油量。当活塞的运动速度很高时,缓冲器和缓冲活塞就象一个刚体一样地运动。随着伺服活塞5的左移,缓冲器和AC杠杆上的A点也向左移动。这一过程和上述刚性反馈系统的调速器完全相同。但当调速过程接近终了时,滑阀已回到原来的位置,遮住了通往伺服油缸的油路,此时缓冲器和伺服活塞已停留在新负荷相应的位置上。被压缩的弹簧由于有弹性复原的作用,因此使A点带动缓冲器活塞相对于缓冲器油缸移向右方,回到原来位置。缓冲活塞右方油缸中的油经节流阀流到左方。于是,AC杠杆上的各点都恢复到原来的位置,此时调速器的套筒亦因转速复原而回到原来的位置。这样,发动机的转速就保持不变,当负荷增加时,动作过程相反。这种调速器的稳定调速率d为零。