וסת צנטריפוגלי

ווסת צנטריפוגלי, שנקרא גם וסת של ואט או "fly-ball governor", הוא מנגנון בקרה מכני ששומר על מהירות קבועה של מכונה. הוא הופיע לראשונה במנועי קיטור בוכנאיים, והיום נפוץ גם במנועי דיזל. העיקרון: משקולות מסתובבות נעות החוצה עקב כוח צנטריפוגלי (הכוח שמושך עצמים החוצה כשמשהו מסתובב). תנועתן משפיעה על פתיחת שסתום או על מצערת הדלק, וכך מתאימים את אספקת הקיטור או הדלק לעומס.

הווסת הומצא על ידי ג'יימס ואט בשנת 1788 כדי לשמור על מהירות יציבה של מנוע הקיטור שלו. בגלל צורתו קיבל הכינוי וסת משקולות. אחר־כך השתמשו בו גם במכשירים מסתובבים כמו גרמופון ופונוגרף כדי לשמור על מהירות סיבוב קבועה.


ווסת מכני טיפוסי כולל שתי משקולות המחוברות לנושא משקולות. הנושא מסתובב עם גל הארכובה ומעביר את המהירות של המנוע למשקולות. כשהמהירות עולה, המשקולות נפתחות נגד קפיץ בקר המהירות. קפיץ זה קובע את המהירות הרצויה.
משקולות מזריזות שרוול פיקוד שמזיז את מוטות קיצוב הדלק. בתנאי שיווי משקל הכוח הצנטריפוגלי שווה לכוח הקפיץ, וכמות הדלק נשארת קבועה. אם העומס על המנוע גדל, המהירות יורדת, המשקולות נסגרות והווסת מוסיף דלק. לאחר תיקון המהירות הווסת מתייצב שוב.
חיסרון של הווסת המכני הוא "הֶסֶט" (offset): כשהוא מתקבע, המהירות החדשה תהיה מעט שונה מהערך הרצוי. כלומר הווסת לא שומר על מהירות מושלמת (איזוכרונית).

בווסתים הידראוליים המשקולות שולחות אות אל שסתום ניתוב (pilot valve). שסתום זה מווסת זרימת שמן אל בוכנת כוח הידראולית. בוכנה זו מזיזה את מוט קיצוב הדלק בפועל.
ווסת הידראולי פשוט יכול להגיב בכל סטייה קטנה של מהירות, ולכן יש לו רגישות גבוהה. אך בגלל השהיות במערכת והשחיקה, הוא עלול לגרום לתנודות במהירות.
כדי למנוע תנודות מוסיפים משוב (feedback) ממוט קיצוב הדלק אל שסתום הניתוב. מנגנון זה נקרא פיצוי או איפוס (reset). אחרי הפיצוי המהירות מתייצבת בצורה יציבה יותר, אך עדיין נשארת סטייה קטנה של כמה אחוזים (בדרך כלל 2%, 4%).

ווסת צנטריפוגלי הוא מכשיר שמסייע למכונה לשמור על מהירות קבועה. המכשיר משתמש בכדורים או משקולות שמסתובבות.
כשהמשקולות מסתובבות מהר הן נדחפות החוצה בגלל כוח צנטריפוגלי. כוח צנטריפוגלי הוא הכוח שמדחף דברים החוצה כשמשהו מסתובב.
התנועה של המשקולות משנה כמה דלק או קיטור מגיע למנוע. כך המהירות נשמרת קרובה לקבוע.

ג'יימס ואט המציא את הווסת הזה בשנת 1788. הוא עזר למנועי קיטור לעבוד במהירות נאותה.
מאוחר יותר השתמשו בו גם בגרמופונים ובמכשירים מסתובבים אחרים.

בווסת יש קפיץ. קפיץ הוא קפיץ שמתהדק או נרפה. הקפיץ קובע את המהירות הרצויה.
אם המנוע מעמיס יותר, המהירות יורדת והווסת נותן יותר דלק. אם העומס קטן, הוא נותן פחות דלק.
הווסת לא יכול לשמור על המהירות בדיוק מושלם. נשארת סטייה קטנה.

ווסת הידראולי משתמש בשמן במקום בתמסורת ישירה. המשקולות שולחות אות לשסתום שמכוון את זרימת השמן. השמן מזיז בוכנה, ובוכנה מזיזה את הדלק.
כדי שהמנוע לא יתנדנד במהירות מוסיפים משוב. המשוב עוזר לשסתום לחזור למצב נכון. גם אז המהירות יכולה להיות קצת שונה, בדרך כלל ב-2%, 4%.