調速器是保證柴油機可靠運行和轉速穩定性的機構，根據柴油機負荷的變化，調節供油量可保持所需的轉速，調速器與噴油泵連成一體，目前柴油機上所用的調速器都是全程機械離心式。
調速器是由裝在噴油泵凸輪軸末端的調速齒輪部件驅動的，調速齒輪部件內裝有三片彈簧片，它對突然改變轉速能起緩沖作用。由于提高了調速飛鐵的轉速，使飛鐵的外形尺寸可以小些。兩個重量相等的飛鐵由飛鐵銷裝在飛鐵座架上。伸縮軸抵住調速杠桿部件中的滾輪，調速杠桿與噴油泵齒桿相連，調速彈簧的一端掛在調速杠桿上，另一端掛在調速彈簧搖桿上，擺動搖桿則可調節調速蟬簧的拉力。操縱機構上有高速限制螺釘，用來限制柴油機的最高轉速，即限制調速彈贊最大拉力時的手柄位置。在柴油機出廠時該螺釘已調整好，并加鉛封，用戶不得隨便變動。
調速器后殼端裝有低速穩定器。由于安裝位置的關系，只有在6缸直列式柴油機的調速器后殼上才設有轉速表傳動裝置接頭。調速器前殼上裝有停車手柄，當柴油機工作結束或需要緊急停車時，向右扳動停車手柄即可緊急停車。調速器潤滑油與噴油泵不相通，加油時，由調速器上蓋板的加油口注入，油加到從機油平面螺釘孔口有油溢出為止。
調速器的工作原理如下
當柴油機在某一穩定工況工作時，飛鐵的離心力與調速彈簧拉力及整套運轉機構的摩擦力相平衡，于是飛鐵、調速杠桿及各機件間的相互位置保持不變，則噴油泵的供油量不變，柴油機在某一轉速下穩定運轉；當柴油機負荷減低時，噴油泵供油量大于柴油機的需要量，于是柴油機轉速增高，則飛鐵的離心力大于調速彈簧的拉力，平衡被破壞，飛鐵向外張開，使伸縮軸向右移動，從而使調速杠桿繞杠桿軸向右擺動。此時調速彈簧即被拉伸，噴油泵的調節齒桿向右移動，于是供油量減少，轉速降低。直至飛鐵的離心力與調速彈簧的拉力再次達到平衡，這時柴油機就穩定在比負荷減少前略高的某一轉速下運轉。 當柴油機負荷增加時，噴油泵供油量少于柴油機的需要量而引起轉速降低，飛鐵的離心力小于調速彈簧的拉力，調速彈簧即行收縮，調速杠桿使調節齒桿向左移動，供油量增加，轉速回到飛鐵的離心力與調速彈簧的拉力再次達到平衡時為止。此時，柴油機穩定在比負荷增加前略低的某一轉速運轉(柴油機調速器操縱手柄位置不變，負荷變化后新的穩定運轉點的轉速取決于所用調速器的調速率，而不同型號柴油機的調速率是根據不同的使用要求確定的)。若要嚴格回到原來的轉速，則需調整調速器操縱手柄。
用于電站的調速器，在其殼體的右上方一般還裝有一塊扇形板的微調機構。當多臺柴油發電機組并聯工作時，可用此扇形板來調節柴油機的調速率。調節時，可旋松扇形板腰形孔上的螺母，慢慢轉動扇形板至所需調速率的位置并加以固定。


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