Μαθήματα:
- Εισαγωγή
- Διαφορετικοί τύποι καρμπυρατέρ
- Κύριο σώμα
- Ψυχρό ξεκίνημα
- Σταθερός και χώρος ανάληψης
- Επιτάχυνση
- Πλήρες φορτίο
Εισαγωγή:
Μέχρι τις αρχές της δεκαετίας του 90, οι κατασκευαστές αυτοκινήτων παρήγαγαν νέους βενζινοκινητήρες στους οποίους η παροχή καυσίμου ελεγχόταν από ένα καρμπυρατέρ βεντούρι. Το καρμπυρατέρ βρίσκεται στην πολλαπλή εισαγωγής του κινητήρα. Η παροχή και η ανάμειξη βενζίνης και αέρα γίνεται στο καρμπυρατέρ.
Η εικόνα δείχνει ένα καρμπυρατέρ της μάρκας Solex που χρησιμοποιήθηκε, μεταξύ άλλων, στο VW Beetle. Άλλες γνωστές μάρκες καρμπυρατέρ είναι: Zenith, Stromberg, Weber, Rochester, Holley, Binks, Carter και SU
Οι κινητήρες εξοπλισμένοι με καρμπυρατέρ δεν μπορούσαν πλέον να πληρούν τις απαιτήσεις με τα πιο πρόσφατα πρότυπα εκπομπών (Euro 1). Το καρμπυρατέρ έχει αντικατασταθεί από τότε σύστημα διαχείρισης κινητήρα ελεγχόμενο από υπολογιστή, το οποίο εξακολουθεί να αναπτύσσεται μέχρι σήμερα.
Επειδή τα νέα αυτοκίνητα δεν είναι εξοπλισμένα με καρμπυρατέρ για σχεδόν τρεις δεκαετίες, αυτό το θέμα συχνά δεν περιλαμβάνεται πλέον στο διδακτικό υλικό των σημερινών μαθημάτων τεχνολογίας αυτοκινήτου.
Το καρμπυρατέρ είναι τοποθετημένο μεταξύ της πολλαπλής εισαγωγής και του φίλτρου αέρα. Η παρακάτω εικόνα δείχνει τη θέση του καρμπυρατέρ στον κινητήρα.
Διαφορετικοί τύποι καρμπυρατέρ:
Ο τρόπος σύνδεσης του καρμπυρατέρ στον κινητήρα επηρεάζει την κατεύθυνση ροής. Η παρακάτω εικόνα δείχνει το καρμπυρατέρ καθόδου (αριστερά), ανοδικής ροής (μέση) και επίπεδης ροής (δεξιά).
- Downdraft: ο αέρας εισέρχεται στην κορυφή και ρέει προς τα κάτω. Το καύσιμο ρέει με την κατεύθυνση του αέρα και με τη βοήθεια της βαρύτητας στους κυλίνδρους. Αυτός ο τύπος είναι ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος.
- Ανοδικό ρεύμα: Η ροή αέρα είναι προς τα πάνω. Το βάρος του καυσίμου εξασφαλίζει λιγότερο εύκολη ροή από ό,τι με το καρμπυρατέρ προς τα κάτω. Αυτός ο τύπος δεν χρησιμοποιείται τα τελευταία χρόνια στην εποχή των καρμπυρατέρ.
- Επίπεδη ροή: είναι σε οριζόντια κατεύθυνση.
Κύριο σώμα:
Α μηχανική αντλία καυσίμου τροφοδοτεί τον θάλαμο πλωτήρα του καρμπυρατέρ με βενζίνη. Λόγω της ανερχόμενης στάθμης καυσίμου και του πλωτού στοιχείου, η γραμμή παροχής με τη βελόνα είναι κλειστή. Η βελόνα ανοίγει την παροχή μόλις πέσει η στάθμη του καυσίμου. Από τον θάλαμο πλωτήρα, η βενζίνη καταλήγει στον κύριο πίδακα μέσω της κύριας μονάδας μέτρησης. Η στάθμη βενζίνης στον κύριο πίδακα διατηρείται κάτω από το άνοιγμα του πίδακα από τη στάθμη στον θάλαμο πλωτήρα. Σε περίπτωση που η βελόνα δεν κλείνει σωστά (λόγω ελαττώματος ή μόλυνσης), η στάθμη καυσίμου στον θάλαμο πλωτήρα γίνεται πολύ υψηλή και πάρα πολύ καύσιμο ρέει μέσω του κύριου πίδακα προς τον κινητήρα.
Η βαλβίδα γκαζιού / η βαλβίδα γκαζιού είναι συνδεδεμένη με το πεντάλ γκαζιού. Η γωνία ανοίγματος της βαλβίδας γκαζιού επηρεάζει την αρνητική πίεση και την ταχύτητα του αέρα στο βεντούρι (στένωση στο σωλήνα αναρρόφησης). ρεΗ ποσότητα βενζίνης που αναρροφάται από τον κύριο πίδακα εξαρτάται από αυτήν την αρνητική πίεση. BΚαθώς αυξάνεται η ταχύτητα του αέρα, δημιουργείται μεγαλύτερο κενό, με αποτέλεσμα να προστίθεται περισσότερη βενζίνη στον αέρα. Η βέλτιστη αναλογία καυσίμου/αέρα εξαρτάται από το μέγεθος της κύριας μονάδας μέτρησης σε σχέση με τη διάμετρο του βεντούρι. Το μέγεθος της κύριας μονάδας μέτρησης είναι κατάλληλο για πολύ περιορισμένο εύρος στροφών. Η ποσότητα του μείγματος καθορίζει τη ροπή του κινητήρα.
Η σχέση μεταξύ της αυξανόμενης ταχύτητας του αέρα και της σχετικής υποπίεσης και της εκροής της βενζίνης μπορεί να οδηγήσει σε εμπλουτισμό του μείγματος και να συνεχίσει να αυξάνεται. Το ακροφύσιο με έλεγχο αέρα φρένων αντισταθμίζει αυτό. Μηχανικά, το σύστημα αέρα πέδησης προσπαθεί να διατηρήσει την αναλογία αέρα-καυσίμου στοιχειομετρική. Οι οπές στον(τους) σωλήνα(ους) αέρα φρένου θα πρέπει να εμποδίζουν τον εμπλουτισμό και να διατηρούν το μείγμα στοιχειομετρικό. Οι οπές του αέρα φρένων έχουν διαφορετικές διαμέτρους.
- Χαμηλή ταχύτητα: η υποπίεση είναι σχετικά χαμηλή, η βενζίνη ρέει από την κύρια μονάδα μέτρησης έξω από το κύριο σώμα.
- Μεγαλύτερη ταχύτητα: η υποπίεση αυξάνεται, αναρροφάται περισσότερη βενζίνη από ό,τι μπορεί να παρέχει η κύρια μονάδα μέτρησης και επομένως περιορίζει τη ροή της βενζίνης. Η στάθμη στους σωλήνες ανάμιξης πέφτει, με αποτέλεσμα να είναι διαθέσιμες οι πρώτες οπές αέρα στο σωλήνα ανάμιξης. Ο αέρας από τη μονάδα μέτρησης αέρα αναμιγνύεται με τη βενζίνη.
Ο παρεχόμενος αέρας μειώνει την αρνητική πίεση και επιβραδύνει τη ροή της βενζίνης. Όσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα, τόσο περισσότερες φυσαλίδες αέρα απελευθερώνονται και τόσο περισσότερος αέρας φρένων αναμιγνύεται με βενζίνη. Σε πολύ υψηλές ταχύτητες μπορεί να συμβεί ο σωλήνας να είναι εντελώς άδειος και να αναρροφάται αέρας από το ακίνητο τμήμα.
Ψυχρή εκκίνηση:
Για να έχουμε ένα αρκετά πλούσιο μείγμα κατά την εκκίνηση, βλέπουμε δύο εκδόσεις:
Έκδοση με βαλβίδα τσοκ:
Η εξήγηση αναφέρεται στις δύο παρακάτω εικόνες. Η βαλβίδα τσοκ βρίσκεται στο πάνω μέρος του καρμπυρατέρ. Υπάρχει μια τρύπα στη βαλβίδα τσοκ που κλείνει με μια βαλβίδα με ελατήριο όταν είναι σε ηρεμία. Κατά την εκκίνηση ενός (κρύου) κινητήρα, μπορείτε να κλείσετε χειροκίνητα τη βαλβίδα τσοκ. Η αρνητική πίεση «ρουφάει» τη βαλβίδα ανοιχτή, έτσι ώστε να μπορεί να αναρροφηθεί αέρας. Το μικρό άνοιγμα αέρα δημιουργεί ένα μεγάλο κενό στο κύριο σώμα κατά την εκκίνηση, έτσι ώστε να αναρροφάται και η βενζίνη. Ωστόσο, η βαλβίδα γκαζιού πρέπει να είναι μερικώς ανοιχτή, διαφορετικά δεν θα υπάρχει κενό στον κύριο πίδακα. Η σύνδεση μεταξύ των δύο βαλβίδων επιτρέπει την ταυτόχρονη λειτουργία και των δύο βαλβίδων, χωρίς να χρειάζεται να χειριστείτε το πεντάλ του γκαζιού. Μετά την εκκίνηση του κινητήρα, το τσοκ μπορεί να ανοίξει ξανά. Όταν η εξωτερική θερμοκρασία είναι ζεστή, αυτό μπορεί να γίνει νωρίτερα από ό,τι όταν οι θερμοκρασίες είναι σχεδόν μηδενικές.
Έκδοση με καρμπυρατέρ εκκίνησης:
Το καρμπυρατέρ εκκίνησης δεν χρησιμοποιεί βαλβίδα τσοκ αλλά έχει ξεχωριστό τμήμα παροχής καυσίμου. Η παρακάτω εικόνα δείχνει ένα καρμπυρατέρ αυτού του τύπου.
Κατά τη διάρκεια μιας ψυχρής εκκίνησης, η βαλβίδα γκαζιού πρέπει να είναι κλειστή. Όταν ο οδηγός χειρίζεται το κουμπί του τσοκ, ένα ρυθμιστικό στο καρμπυρατέρ περιστρέφεται και τα ανοίγματα συνδέονται με το αρχικό τμήμα του καρμπυρατέρ. Η βενζίνη αναρροφάται από τη μονάδα μέτρησης εκκίνησης και αναμιγνύεται με τον εισερχόμενο αέρα στη μονάδα μέτρησης αέρα. Το κενό κάτω από τη βαλβίδα γκαζιού απορροφά το μείγμα αέρα/καυσίμου. Σε αυτήν την περίπτωση η βαλβίδα γκαζιού είναι ακόμα κλειστή. Μετά την εκκίνηση του κινητήρα, το υψηλότερο κενό αδειάζει το σωλήνα καυσίμου από τη μονάδα μέτρησης εκκίνησης. Ο αέρας γαλακτώματος παρέχει επιπλέον αέρα για να αποτρέψει ένα υπερβολικά πλούσιο μείγμα.
Η πλάκα ελέγχου μπορεί να εξοπλιστεί με δύο ανοίγματα ροής με διαφορετικές διαμέτρους. Στη συνέχεια, ο οδηγός μπορεί να επιλέξει ανάμεσα σε μια πολύ κρύα εκκίνηση, μια ήπια κρύα εκκίνηση και να αφήσει τον κινητήρα να ζεσταθεί.
Σταθερός και χώρος ανάληψης:
Κατά τη διάρκεια του ρελαντί, η βαλβίδα γκαζιού είναι κλειστή και υπάρχει υψηλό κενό κάτω από αυτήν τη βαλβίδα γκαζιού. Λόγω της χαμηλής ροής αέρα, δεν υπάρχει αρκετό κενό στο βεντούρι για να αναρροφήσει βενζίνη από το ακροφύσιο. Υπάρχει υψηλή αρνητική πίεση κάτω από τη βαλβίδα γκαζιού. Σε αυτήν την περίπτωση, ένα πρόσθετο κανάλι καυσίμου κάτω από τη βαλβίδα γκαζιού τροφοδοτεί τον κινητήρα με τη σωστή ποσότητα βενζίνης. Η εικόνα είναι καρμπυρατέρ Solex.
Η βίδα ρύθμισης για τη ρύθμιση της ποσότητας του μείγματος επηρεάζει την τιμή CO. Η ταχύτητα ρελαντί πρέπει να ρυθμιστεί με τη βίδα ρύθμισης στη βαλβίδα γκαζιού.
Η παρακάτω εικόνα δείχνει το ρελαντί (αριστερά) και το κύριο τμήμα (δεξιά) ενός καρμπυρατέρ Zenith. Το Zenith έχει πολλές ομοιότητες με το καρμπυρατέρ Solex που περιγράφηκε προηγουμένως.
Το άνοιγμα ρελαντί βρίσκεται κάτω από τη βαλβίδα του γκαζιού και το άνοιγμα παραλαβής βρίσκεται ακριβώς πάνω από τη βαλβίδα γκαζιού. Τη στιγμή που ο οδηγός αρχίζει να επιταχύνει, το τμήμα παραλαβής παρέχει επιπλέον καύσιμο. Τότε το κύριο σώμα αναλαμβάνει. Το κύριο τμήμα παρέχει επίσης τροφοδοσία καυσίμου στο ρελαντί. Το καύσιμο διέρχεται από τη σταθερή μονάδα μέτρησης και τη ρυθμιζόμενη βίδα ανάμειξης. Μια δεύτερη σταθερή μονάδα μέτρησης είναι τοποθετημένη κοντά στη βαλβίδα γκαζιού. Η ταχύτητα πρέπει να ρυθμιστεί με τη βίδα ρύθμισης του γκαζιού. Η κύρια μονάδα μέτρησης και η μονάδα μέτρησης αντιστάθμισης είναι τοποθετημένες στο κάτω μέρος του θαλάμου πλωτήρα και αποτελούν το κύριο σώμα. Το λεωφορείο χωρητικότητας χρησιμεύει ως αποθήκη και είναι γεμάτο με καύσιμα.
Επιτάχυνση:
Ένα καρμπυρατέρ Solex είναι εξοπλισμένο με μια μηχανική ή πνευματική αντλία επιτάχυνσης. Όταν πατάτε γρήγορα το πεντάλ γκαζιού, απαιτείται πιο πλούσιο μείγμα για καλή αναλογία ανάμειξης και περισσότερη ισχύ. Το ελατήριο τεντώνεται και μετακινεί το διάφραγμα της αντλίας προς τα αριστερά. Η βενζίνη εγχέεται στο βεντούρι μέσω του διαφράγματος και του μετρητή επιτάχυνσης και του σωλήνα έγχυσης.
Οι σφαιρικές βαλβίδες εξασφαλίζουν την αναρρόφηση και την εκκένωση της βενζίνης και εξαρτώνται από τη δύναμη του ελατηρίου. Η τάση μπορεί να ρυθμιστεί χειροκίνητα.
Η ακόλουθη εικόνα δείχνει το τμήμα επιτάχυνσης μηχανικής λειτουργίας ενός καρμπυρατέρ Zenith. Το εσωτερικό έμβολο πιέζεται προς τα κάτω όταν πατηθεί το πεντάλ του γκαζιού. Ο ψεκασμός βενζίνης πραγματοποιείται μέσω του πίδακα επιτάχυνσης. Το ελατήριο του εξωτερικού εμβόλου τεντώνεται, έτσι ώστε η διάρκεια της έγχυσης να εξαρτάται από τη –σταδιακά χαλαρωτική– τάση του ελατηρίου. Δεν είναι η θέση του μοχλού, αλλά η τάση του ελατηρίου που καθορίζει το χρόνο έγχυσης. Δύο σφαιρικές βαλβίδες εξασφαλίζουν -όπως και με το καρμπυρατέρ Solex- την αναρρόφηση και την πίεση της βενζίνης.
Πλήρες φορτίο:
Το μείγμα πρέπει επίσης να εμπλουτίζεται με πλήρες φορτίο και υψηλότερες ταχύτητες. Το καρμπυρατέρ μπορεί να είναι εξοπλισμένο με ξεχωριστό τμήμα εμπλουτισμού που αποτελεί μέρος του κύριου τμήματος. Κατά τη διάρκεια μερικού φορτίου, μόνο το κύριο τμήμα παρέχει καύσιμο. Ένα υψηλότερο φορτίο και υψηλότερες ταχύτητες προκαλούν μεγαλύτερη υποπίεση στο βεντούρι. Λόγω αυτής της υποπίεσης, επιπλέον καύσιμο αντλείται μέσω του δοσομετρητή εμπλουτισμού (βλ. εικόνα).
