Karburator

Viðfangsefni:

Inngangur
Mismunandi karburaragerðir
Aðalhluti
Koude byrjun
Kyrrstöðu- og yfirtökusvæði
Hröðun
Fullt álag

Kynning:
Fram í byrjun tíunda áratugarins framleiddu bílaframleiðendur nýjar bensínvélar þar sem eldsneytisgjöfinni var stýrt af venturi karburara. Karburatorinn er staðsettur á inntaksgrein vélarinnar. Afgreiðsla og blöndun bensíns og lofts fer fram í karburatornum.

Myndin sýnir karburara frá Solex vörumerkinu sem var meðal annars notaður á VW Beetle. Önnur vel þekkt karburatoramerki eru: Zenith, Stromberg, Weber, Rochester, Holley, Binks, Carter og SU

Vélar búnar karburator gátu ekki lengur uppfyllt kröfur með nýjustu útblástursstöðlum (Euro 1). Síðan hefur verið skipt um karburator fyrir hann tölvustýrt vélastýringarkerfi, sem er enn í dag í þróun.

Vegna þess að nýir bílar hafa ekki verið útbúnir með karburator í næstum þrjá áratugi er þessi grein oft ekki lengur innifalin í kennsluefni núverandi bílatækninámskeiða.

Karburatorinn er staðsettur á milli inntaksgreinarinnar og loftsíunnar. Myndin hér að neðan sýnir stöðu karburatorsins á vélinni.

Mismunandi gerðir karburara:
Hvernig karburatorinn er festur við vélina hefur áhrif á flæðisstefnu. Myndin hér að neðan sýnir niðurstreymi (vinstri), uppstreymi (miðja) og flatflæðis karburator (hægri).

Niðurstreymi: loftið kemur inn efst og flæðir niður. Eldsneytið flæðir með loftstefnunni og með hjálp þyngdaraflsins að strokkunum. Þessi tegund er oftast notuð.
Uppstreymi: Loftstreymi er upp á við. Þyngd eldsneytis tryggir minna flæði en með downdraft karburatornum. Þessi tegund hefur ekki verið notuð undanfarin ár á tímum karburara.
Flugflæði: er í láréttri átt.

Aðalmál:
A vélræn eldsneytisdæla útvegar flothólfið á karburaranum bensíni. Vegna hækkandi eldsneytisstigs og fljótandi flothlutans er aðfangalínan með nálinni lokuð. Nálin opnar framboðið um leið og eldsneytisstigið lækkar. Frá flothólfinu endar bensínið í aðalþotunni í gegnum aðalmælieininguna. Bensínmagninu í aðalþotunni er haldið fyrir neðan þotopið með stiginu í flothólfinu. Ef nálin lokast ekki almennilega (vegna galla eða mengunar) verður eldsneytismagn í flothólfinu of hátt og of mikið eldsneyti flæðir í gegnum aðalþotuna að vélinni.

Inngjöfarventillinn / inngjöfarventillinn er tengdur við eldsneytispedalinn. Opnunarhorn inngjafarlokans hefur áhrif á undirþrýsting og lofthraða í venturi (þrenging í sogrörinu). DMagn bensíns sem sogast úr aðalþotunni fer eftir þessum undirþrýstingi. BÞegar lofthraði eykst myndast hærra lofttæmi sem veldur því að meira bensín bætist í loftið. Ákjósanlegasta eldsneytis/lofthlutfallið fer eftir stærð aðalmælieiningarinnar miðað við þvermál venturisins. Stærð aðalmælieiningarinnar hentar fyrir mjög takmarkað hraðasvið. Blöndunarmagnið ákvarðar tog vélarinnar.

Sambandið á milli aukins lofthraða og tilheyrandi undirþrýstings og útstreymis bensínsins getur leitt til þess að blönduna auðgun á sér stað og heldur áfram að aukast. Stúturinn með bremsuloftstýringu bætir þetta upp. Vélrænt reynir bremsuloftkerfið að halda loft-eldsneytishlutfallinu stoichiometric. Götin í bremsuloftslöngunum ættu að koma í veg fyrir auðgun og halda blöndunni stoichiometric. Bremsuloftsgötin hafa mismunandi þvermál.

Lágur hraði: undirþrýstingur er tiltölulega lítill, bensín streymir frá aðalmælieiningunni út úr aðalhlutanum.
Meiri hraði: undirþrýstingur hækkar, meira bensín sogast inn en aðalmælieiningin getur séð fyrir og takmarkar því bensínflæðið. Stigið í blöndunarrörinu/rörunum lækkar, sem veldur því að fyrstu loftgötin í blöndunarrörinu verða tiltæk. Loftinu frá loftmælingareiningunni er blandað við bensínið.

Loftið sem fylgir dregur úr undirþrýstingnum og hægir á bensínflæðinu. Því meiri sem hraðinn er, því fleiri loftbólur losna og því meira bremsaloft blandast bensíni. Á mjög miklum hraða getur það gerst að rörið sé alveg tómt og loft sogast inn úr kyrrstæðu hlutanum.

Köld byrjun:
Til að fá nægilega ríka blöndu við ræsingu sjáum við tvær útgáfur:

Útgáfa með choke loki:
Skýringin vísar til tveggja mynda hér að neðan. Innsöfnunarventillinn er staðsettur efst á karburatornum. Það er gat á innstungulokanum sem er lokað með gormhleðsluloku í hvíld. Þegar (kalda) vél er ræst er hægt að loka innsöfnunarventilnum handvirkt. Undirþrýstingurinn „sýgur“ lokann opinn þannig að hægt er að soga loft inn. Litla loftopið skapar mikið tómarúm á aðalhlutanum við ræsingu, þannig að bensín sogast líka inn. Hins vegar verður að opna inngjöfarlokann að hluta, annars verður ekkert lofttæmi á aðalþotunni. Tenging á milli ventlanna tveggja gerir kleift að nota báða ventlana samtímis, án þess að þurfa að nota bensíngjöfina. Eftir að vélin hefur farið í gang er hægt að opna innsöfnunina aftur. Þegar útihiti er hlýtt er hægt að gera það fyrr en þegar hiti er í kringum frostmark.

Útgáfa með startkarburara:
Startkarburatorinn notar ekki innsöfnunarventil en er með aðskildum eldsneytisgjafahluta. Myndin hér að neðan sýnir karburator af þessari gerð.

Við kaldræsingu verður að loka inngjöfarlokanum. Þegar ökumaður notar innsöfnunarhnappinn snýst renna í karburaranum og op mynda tengingu við upphafshluta karburarans. Bensínið sogast inn frá upphafsmælieiningunni og blandast inn lofti í loftmælingareiningunni. Tómarúmið undir inngjöfarlokanum sogar inn loft/eldsneytisblönduna. Í þessu ástandi er inngjöfarventillinn enn lokaður. Eftir að vélin er ræst tæmir því hærra lofttæmið eldsneytisslönguna af ræsingarmælieiningunni. Fleytiloftið gefur auka loft til að koma í veg fyrir of ríka blöndu.

Hægt er að útbúa stjórnrennuna með tveimur rennslisopum með mismunandi þvermál. Ökumaður getur þá valið á milli mjög kaldræsingar, mildrar kaldræsingar og að leyfa vélinni að hitna.

Kyrrstöðu- og yfirtökusvæði:
Í lausagangi er inngjöfarlokinn lokaður og það er mikið lofttæmi undir þessum inngjöfarloka. Vegna lágs loftflæðis er ekki nóg lofttæmi í venturi til að soga bensín úr stútnum. Það er mikill undirþrýstingur undir inngjöfarlokanum. Í þessum aðstæðum sér önnur eldsneytisrás undir inngjöfarlokanum vélinni réttu magni af bensíni. Myndin er af Solex karburator.

Stillingarskrúfan til að stilla magn blöndunnar hefur áhrif á CO gildi. Stilla þarf lausagangshraðann með stilliskrúfunni á inngjöfarlokanum.

Myndin hér að neðan sýnir aðgerðalausa (vinstri) og aðalhluta (hægri) á Zenith karburator. Zenith hefur margt líkt með Solex karburatornum sem lýst var áðan.

Lausagangsopið er staðsett fyrir neðan inngjöfarlokann og yfirtökuopið er rétt fyrir ofan inngjöfarlokann. Um leið og ökumaðurinn byrjar að flýta sér, gefur yfirtökuhlutinn auka eldsneyti. Þá tekur meginhlutinn við. Aðalhlutinn veitir einnig eldsneyti í lausagangi. Eldsneytið fer í gegnum kyrrstæða mælieininguna og stillanlega blöndunarskrúfuna. Önnur kyrrstæð mælieining er fest nálægt inngjöfarlokanum. Hraðann verður að stilla með inngjöf stilliskrúfunnar. Aðalmælieiningin og jöfnunarmæliseiningin eru báðar festar neðst á flothólfinu og mynda meginhlutann. Rútan þjónar sem geymsla og er fyllt af eldsneyti.

Hröðun:
Solex karburator er búinn vélrænni eða pneumatískri hröðunardælu. Þegar ýtt er hratt á eldsneytispedalinn þarf ríkari blöndu fyrir gott blöndunarhlutfall og meiri kraft. Fjaðrið er spennt og færir dæluþindina til vinstri. Bensíninu er sprautað inn í venturi gegnum þind og hröðunarmæli og innspýtingarrör.

Kúlulokarnir tryggja sog og losun bensínsins og eru háðir gormakraftinum. Hægt er að stilla spennuna handvirkt.

Eftirfarandi mynd sýnir vélknúna hröðunarhluta Zenith karburara. Innri stimplinum er ýtt niður þegar ýtt er á eldsneytispedalinn. Bensíninnspýtingin fer fram með hröðunarþotunni. Fjöður ytri stimpilsins er spenntur þannig að inndælingartíminn veltur á – smám saman slakandi – gormspennu. Það er ekki staðsetning lyftistöngarinnar heldur gormspennan sem ræður inndælingartímanum. Tveir kúluventlar tryggja - rétt eins og með Solex karburator - sog og þrýsting bensínsins.

Fullt álag:
Einnig þarf að auðga blönduna við fulla álag og meiri hraða. Karburatorinn gæti verið búinn aðskildum auðgunarhluta sem er hluti af aðalhlutanum. Við hlutahleðslu gefur aðeins aðalhlutinn eldsneyti. Hærra álag og meiri hraði valda meiri undirþrýstingi í venturi. Vegna þessa undirþrýstings er auka eldsneyti dregið inn í gegnum auðgunarskammtarann (sjá mynd).