在拖拉机的柴油机上,都安装有随着负荷变化而自动调节供油量的装置,使柴油机在选定的转速范围内稳定运转,这种装置称为调速器。目前低速货车上使用的调速器,大多为机械离心式,即利用调速机构(重锤或弹子)产生的离心力与调速弹簧弹力的平衡,来保持柴油机稳定的运转。
一、柴油机为什么要安装调速器
发动机工作时,如它所发出的扭矩与它的负荷相等,发动机就能维持在某一转速稳定运转。而当外界负荷变化时,发动机的转速就会发生变化。如负荷增大时,发动机的转速就下降,负荷减小时,发动机的转速就上升。如果发动机发出的扭矩保持不变(相当于每循环喷油量不变),而外界阻力矩增大时,因发动机的扭矩不足,将迫使转速下降;当外界阻力矩减小时,因发动机的扭矩有富余,这多余的扭矩就会使发动机的转速上升。转速的经常变化对发动机的工作是很不利的,如发动机用来带动发电机发电,则会因发动机转速的变化,造成电压的不稳定,影响用电设备的正常工作,如电灯则会因电压的波动而出现忽明忽暗的现象,如发动机用在拖拉机上,则会因转速的变化使拖拉机前进速度时快时慢,影响作业质量。
在外界负荷变化的情况下,能否维持发动机的转速不变或变化很小呢?应当说,这是可以做得到的。发动机工作时,如果当外界负荷增大时,能及时地向缸中加油,则发动机就能发出更大的扭矩,用以克服外界阻力矩的增加,以维持发动机的转速不变或变化很小。所以,当外界负荷变化时,只要能做到及时地移动喷油泵的供油拉杆(调节齿杆)以转动柱塞,使每循环供油量随外界负荷的变化而相应地增减,就能维持发动机的转速基本不变。问题在于如何能做到随负荷的不断变化来相应地增减供油量呢?靠驾驶员直接来调节很难做到,因为田间作业条件十分复杂,外界负荷的变化,驾驶员很难靠眼睛等感觉器官及时地觉察出来,如耕地作业时,犁铧在土里行走,而土质的软硬是不均匀的,还可能遇到树根或石块等意外情况,这是驾驶员观察不到也预料不到的,只有当犁铧进入硬地或碰上树根、石块而使发动机转速下降时,驾驶员才能感觉到,这时再靠驾驶员来加油已经来不及了,而且还会出现加油时,犁已超过障碍物,加油反而使转速突增的情况,造成转速更加不稳定。而且这种人为调节,还会造成驾驶员精神紧张,增加劳动强度。所以说不能靠人为调节的方法来实现转速的稳定,而必须靠自动调节,即采用调速器来进行调节。
二、调速器的工作原理
柴油机调速器基本上都是机械式的,机械式结构简单,工作可靠,应用最广泛。机械调速器的原理是采用了具有一定质量的,与调速弹簧相平衡的飞锤或钢球作为驱动元件,当转速发生变化时,离心力的变化使得飞锤张开或闭合,驱动推力盘轴向运动,推力盘上连接有供油齿条,这样可以改变油泵柱塞的供油行程,从而改变供油量,当离心力与调速弹簧达到相互平衡时,使供油量达到一个稳定值,使转速稳定在这个平衡位置。当转速或调速弹簧的预紧力发生变化时,调速系统会改变供油量使转速稳定在相应的工况下。
三、调速器工作状态检查
柴油机上的调速器,作用是随着外界负荷变化自动地改变供油拉杆的位置以调节供油量,使柴油机转速保持稳定。因此,油量控制拉杆在调速器还没起作用时应是稳定的,不允许有抖动现象,但在怠速运转时,由于喷油泵柱塞泵油的振动而引起拉杆微量抖动是允许的。而在调速作用阶段,无论驾驶员、操作员将油门固定在任意一个位置,待转速稳定后,拉杆的抖动量均不应大于0.2mm。结合柴油机的工作情况判断:当柴油机出现转速忽高忽低,油门时大时小,运转发出的声音不均匀,且油门拉杆的抖动量大于0. 2mm以上,则判断为该机转速不稳定,调速器性能不良。
小型单缸柴油机调速器各连接件技术状态的检查。检查调速器时,首先检查其装配、调整是否正确,若无问题,再检查各运动件的技术状态。使柴油机在静止下,将油门固定在调速器不起作用的位置,检查各连接件的综合间隙,允许旷动量为0.5~1mm。如旷动量间隙超过1mm时,说明柴油机调速器调速性能不良。结合柴油机的工作情况加以判断:小型单缸柴油机产生“游车”故障时,除听到声音忽高忽低之外,还可以观察到调速弹簧时伸时缩,此时,应予调整或修复。
调速器减速性能检查,扳动调速手柄,发动机转速应反应灵敏,过渡圆滑,无卡滞现象发生。
调速器怠速检查,调整发动机在怠速情况下即500r/min左右应能稳定运转,可通过怠速螺钉进行调整。