单缸柴油机机械调速器的结构分析及故障预防.docx

单缸柴油机机械调速器的结构分析及故障预防陈建南（南宁南机动力有限公司，广西 南宁 530003）摘 要：从柴油机机械调速器的结构分析、工况作用及故障预防三个方面，阐明了机械调速器的功能，已演变成为使柴油机在最佳工况下工作并发挥潜能，还进一步走向了实现对柴油机的全面控 单缸柴油机机械调速器的结构分析及故障预防 陈建南 （南宁南机动力有限公司，广西 南宁 530003） 摘 要：从柴油机机械调速器的结构分析、工况作用及故障预防三个方面，阐明了机械调速器的功能，已演变成为使柴 油机在最佳工况下工作并发挥潜能，还进一步走向了实现对柴油机的全面控制。 关键词：单缸柴油机；机械调速器；结构；作用；故障；预防 中图分类号：TK 423 文献标识码：B 文章编号：1672-545X（2011）07-0123-03 随着柴油机（如图 1）用途的不断扩大，人们对其 要求也日益提高，除了不断改进柴油机本身，改善喷 油泵、喷油嘴系统之外，对调速器的要求也越来越复 杂和严格。 目前，调速器的功能用途，早已超出防止“柴油 机飞车”、使“柴油机转速稳定”这一基本要求。而逐 步走向全面控制柴油机，使其在最佳工况下工作，发 挥其工作潜能。虽然国外柴油机调速器有机械式、气 动式、液压式和电子式。尽管电子式调速器作为一种 新技术，国外最近几年的研究较多，但在实际应用 中，还是以机械调速器为广泛，尤其是单缸柴油机， 本文侧重对机械调速器进行叙述。 心力，直接与调速弹簧力平衡，不必经过杠杆系统， 因而调速器磨擦阻力小。这种机构，多在大型柴油机 使用。 （2）“带脚飞锤”式。可使用净质量较小的飞锤， 利用重心的位置不同分布，产生相对较大的离心力 和轴向分力（如图 2）。 图 1 “带脚飞锤”式 调速器柴油机 图 2 “带脚飞锤”式调速器 1 机械调速器的结构分析 工作原理：柴油机运转，当转速增大时，飞锤由 于运转的离心力作用自动打开，并带动调速轴，调速 轴产生轴向力，向外推移，压迫安装在调速拨叉上的 调节螺钉，调速拨叉转动，调速拨叉头的开口带动喷 油泵减少油量，来控制转速。当转速减慢时，反之，飞 锤由于运转的离心力作用自动关闭，调速轴上的弹 簧还原，按上述程序，增大油量增加转速，达到调速 作用。同时这种飞锤在调速器整体布置上比较方便， 因而应用得十分广泛。国内生产的 95 m m 缸径以下 的单缸柴油机，大多使用这种“带脚飞锤”调速器机 构，如 190 型、185 型、180 型、175 型、170 型、165 型、 160 型等。 （3）“飞球”式。至于飞球作为感应元件，由于结 构简单，制造方便，其做法大多使用若干钢球，钢球 分布呈圆形，而且设计中尽可能减少钢球的滑动，使 在用的机械调速器结构有多种形式，各有所长， 但无论那种，都必须具备 3 个条件： （1）转速感应元件机构； （2）可调节的离心力平衡机构； （3）运动的传递机构。 1.1 转速感应元件机构 这是为感应柴油机转速所必需的机构。当柴油 机转速提高或减慢，转速感应元件机构的离心力发 生变化，从而作出调节柴油机转速的作用。转速感应 元件机构，目前国内应用较多的形式有：大飞块、带 脚飞锤和飞球共 3 种。单缸柴油机一般使用后面两 者为多。 （1）“大飞块”式。由于体积大，净质量也大，所产 生的调节能力也大。且由于自身体积大，可以把调速 弹簧布置到飞块内部，使飞块感应转速而产生的离 收稿日期：2011-04-18 作者简介：陈建南（1964—），男，广西南宁人，工程师，广西南宁南机动力有限公司总经理（南宁机械厂厂长），主要从事机械制造 工作。 123 Equipment Manufactring Technology No.7，2011钢球只滚动，以减少 Equipment Manufactring Technology No.7，2011 钢球只滚动，以减少磨擦（如图 3）。 （2）怠速工况。柴油机起动后，把操纵手柄放置 怠速限位，调速拨叉直接把喷油泵油量启开到怠速， 转速过大时，调速器的飞锤打开，越过调速弹簧间隙 拉动调速轴，并压迫调速拨叉(杠杆)减小油量，使柴 油机维持怠速运转。 （3）油量校正工况。当把操纵手柄由怠速工况位 置向加速方向拉到预定的工作转速工况时，调速操 纵机构完成两个动作： 一是操纵手柄拉动调速拨叉(杠杆)使调速轴转 动，拨动喷油泵向加油方向推动，使油量增大，转速 升高； 二是外界负荷的变化，使柴油机的转速高于预 定的油量校正转速，转速的升高、离心力的增大，飞 锤打开带动调速轴外移压迫调速叉(杠杆)，调速叉拨 动喷油泵对油量进行调节，实现对油量的校正作用。 （4）调速工况。如果柴油机的转速再度升高，则 进一步增大飞锤离心力，将超过调速弹簧预紧力，迫 使调速轴外移压迫调速叉，调速叉