离心式调速器又称瓦特调速器或飞球调速器。英国工程师詹姆斯·瓦特于1788年为他的商业搭档马修·博尔顿的蒸汽机速度控制而设计。瓦特从没有把此装置申请发明，因为自从17世纪开始，离心式调速器已被用作监察风车和风车磨石之间的距离及压力，所以一般大众认为的瓦特发明了此装置是错误的。实物是一个锥摆结构连接至蒸汽机阀门，利用负反馈的原理控制蒸汽机的运行速度。这也是第一个自动控制系统。

工作中的柴油机外界负荷是不断变化的，外界负荷改变，柴油机的转速就要改变。当发动机负荷稍有变化时，导致发动机转速变化很大。当负荷减小时，转速升高，转速升高导致柱塞泵循环供油量增加，循环供油量增加又导致转速进一步升高，这样不断地恶性循环，造成发动机转速越来越高，最后飞车; 反之，当负荷增大时，转速降低，转速降低导致柱塞泵循环供油量减少，循环供油量减少又会导致转速进一步降低，这样不断地恶性循环，造成发动机转速越来越低，最后熄火。为了使柴油机发出的功率与外界负荷相适应，就要随时根据外界负荷的变化调整喷油泵的喷油量; 为了使柴油机在选定的转速下稳定运行，必须装有专门的调速装置。柴油机喷油泵调速器是一种自动调节喷油泵供油量大小的装置，它可以根据柴油机喷油泵负荷的变化而自动进行调节，可使柴油机喷油泵以较稳定的转速进行运转，从而保证柴油机既不会产生超速也不会在怠速时停止运转。

柴油机喷油泵调速器的功用就是在保持转速不变的情况下，改变(或者适应) 柴油机的负荷。柴油机上采用的调速器有机械离心式(以下简称离心力) 、气力式、液压式和复合式4 种类型。由于离心式调速器结构简单、工作可靠，所以在农用车用及工程机械用柴油机上应用最为广泛。离心式调速器按其调节(控制) 转速范围的不同，分为单速式调速器、两速式调速器和全程式调速器三种。

在离心式调速器中有二颗重球锥摆，其旋转速度和蒸汽机相同，当蒸汽机的速度提高时，重球因离心力移到调速器的外侧，因此会带动机构，关闭蒸汽机进气阀门，使得蒸汽机速度会下降，当蒸汽机速度过低时，重球会移到调速器的内侧，再开启蒸汽机进气阀门。依此原理即可将蒸汽机的速度控制在一定范围内。

只在某一规定的转速下起作用，一般用于恒定转速工况的柴油机( 如发动机组) 。起动机上采用单速式调速器的目的是，为了防止主机启动后，飞轮大齿圈反过来带动起动机，使起动机超速运转而损坏。

单速式调速器由调速器轴、飞球、滑套、调速杠杆，调速弹簧等主要零件组成。在调速器组装调试时，调速弹簧有一定的预紧力，它决定了起动机所要求限制的最高转速。

当起动机转速低于最高转速时，飞球的有效离心力小于调速弹簧的弹力，此时调速器不起作用。当起动机的转速达到和超过最高转速时，飞球的有效离心力大于调速弹簧的弹力，调速弹簧被压缩，滑套向右移动，推动调速杠杆以其下端铰接为支点顺时转动，使进入气缸的可燃混合气数量减少，直至完全停止进气。因此，起动机成为主机的负载，迫使主机的转速下降，使起动机免于损坏。调速弹簧的预紧力用调整螺钉调整。调速器在专用试验台上调试后，必须对调整螺钉予以铅封。

双速式调速器在两个规定的转速下起作用，它既可以保持柴油机低速稳定运转，又能限制柴油机的最高转速。而在所有中间转速范围内则由驾驶员直接操纵供油齿杆和拉杆来控制。它适用于一般条件下使用的车用柴油机。柴油运输车的运行条件好，道路平坦，视野宽阔，坡道、障碍等可预见性好，只需要用双速式调速器来控制柴油机的怠速，防止其随意熄火，以及限制柴油机超速运转。其余工况由驾驶员直接操纵加速踏板、控制柴油机转速，这样省去了调速器的反应过程与时间，使柴油机转速的控制更为及时。

双速式调速器由高速弹簧、怠速弹簧、飞块、双臂杠杆、调速杠杆、偏心轴等主要零件组成。调速器位于喷油泵的后端。带双头螺纹的两个支承杆垂直、对称地安装在凸轮轴端的套筒上。飞块套装在支承杆上，其内安装有高速弹簧及怠速弹簧，它们的外端支承在同一弹簧座上，内端分别支承在内支承座及飞块的底部。内弹簧座是松套在支承杆上，并贴靠其凸肩上。怠速弹簧短、弹性少，安装时略有预紧力。

它不仅能保持低速稳定运转和限制最高转速，而且还能使柴油机在整个工作转速的范围内的任何转速下稳定运转。可使柴油机由怠速到最高转速的任何转速下都能自动调节供油量的大小，在各种负荷下都能进行自动控制，这种调速器用途很广。

全程式调速器的基本调速原理是，由于调速器传动轴旋转所产生的飞锤离心力与调速弹簧力相互作用，如果两者不平衡，调速套筒便会移动。工作中，弹簧力总是将供油拉杆向循环供油量增加的方向移动; 而离心力总是将供油拉杆向循环供油量减少的方向移动。飞锤装在凸轮轴上，随着转速的改变，产生大小不同的离心力，并与调速弹簧平衡在不同位置，通过调速套筒及杠杆机构改变齿杆的行程，从而实现自动调节。调速套筒的移动通过调速器的杠杆系统使供油量调节套筒的位置发生变化，从而增减供油量，以适应柴油机运行工况变化的需要。若拧入最大供油量调节螺钉，则导杆绕销轴逆时针方向转动，销轴也随之转动，并带动球头销向右拨动供油量调节套筒，这时最大供油量增加。