调速器是一种随柴油机负荷和转速的变化自动调节喷油泵供油量，以限制或稳定转速的装置。其感应元件是飞锤。机械式调速器按照转速调节范围又可以分为全程式调速器（在柴油机所有工作转速范围内都能起到调节作用的调速器）、两级式调速器（限制和稳定柴油机最高和最低转速的调速器）和单程式调速器（只在一个规定转速下起作用的调速器）。因为柴油机的转矩特性（油量调节机构位置一定时，柴油机的转矩随转速而变化的关系）曲线比较平坦，所以外界负荷有较小的变化时，柴油机的转速将产生较大的波动，尤其是柴油机高速工作突然卸载负荷时极易产生“飞车”（柴油机转速急剧升高无法控制的现象），导致损坏柴油机零部件。这主要是与柱塞式喷油泵的速度特性（喷油泵的供油调节拉杆位置一定时，每循环的供油量随油泵凸轮轴转速而变化的关系）有关。随着柴油机转速的升高，柱塞泵的柱塞运动速度加快，由于进回油孔的节流作用加强，导致出油阀提早打开，推迟关闭，使供油量加大，进一步促进发动机转速升高，如此循环，最终导致“飞车”。所以柴油机需要安装调速器。

机械式调速器的工作原理为：当柴油机处于一个稳定负荷和转速时，飞球离心力推动滑动套筒的轴向力与调速弹簧的弹力相平衡，油门拉杆处于一个稳定位置。当柴油机外界负荷突然降低，转速将随之升高，从而飞球的离心力增大，进而推动滑动套筒右移，通过调速杠杆使得油门拉杆下移，油量减少，使转速下降，避免“飞车”。相反，如果柴油机外界负荷增加，转速将随之降低，从而飞球的离心力减小，调速弹簧将推动滑动套筒左移，通过调速杠杆使得油门拉杆上移，油量增加，以满足外界负荷的而增加（见图）。

机械式调速器原理示意图