V tomto článku se dozvíte o systémech vstřikování paliva. Karburátor je vůbec prvním mechanismem, který umožnil kombinovat benzín se vzduchem ve správném poměru k přípravě směsi vzduch-palivo a přivádět ji do spalovacích prostor motoru. Tato zařízení se aktivně používají dodnes - na motocyklech, motorových pilách, sekačkách na trávu a tak dále. To je jen z automobilového průmyslu, byly již dlouho nahrazeny vstřikovacími vstřikovacími systémy, pokročilejšími a dokonalejšími.
Co je to karburátor?
Karburátor je zařízení, které mísí palivo a vzduch a dodává výslednou směs do sacího potrubí spalovacího motoru. Dřívější karburátory fungovaly tak, že jednoduše umožňovaly průchod vzduchu přes povrch paliva (v tomto konkrétním případě benzínu). Většina z nich ale později dávkovala odměřené množství paliva do proudu vzduchu. Tento vzduch prochází tryskami. Pro karburátor je stav těchto dílů extrémně důležitý.
Karburátor byl hlavním nástrojem pro míchání paliva a vzduchu ve spalovacích motorech až do 80. let 20. století, kdypochybnosti o jeho účinnosti. Při spalování paliva vzniká velké množství škodlivých emisí. Ačkoli se karburátory používaly ve Spojených státech, Evropě a dalších rozvinutých zemích až do poloviny 90. let 20. století, pracovaly spolu se sofistikovanějšími řídicími systémy, aby splnily požadavky na emise uhlíku.
Historie vývoje
Různé typy karburátorů byly vyvinuty řadou automobilových průkopníků, včetně německého inženýra Karla Benze, rakouského vynálezce Siegfrieda Markuse, anglického polyhistora Fredericka W. Lanchestera a dalších. Vzhledem k tomu, že v prvních letech existence a vývoje automobilů se používalo tolik různých metod míchání vzduchu a paliva (a původní stacionární benzínové motory také používaly karburátory), je docela obtížné přesně určit, kdo vynalezl toto složité zařízení.
Typy karburátorů
První konstrukce se lišily v základním způsobu ovládání. Liší se také od těch modernějších, které dominovaly po většinu dvacátého století. Moderní karburátor pro řetězovou pilu sprejového typu, podobné se používají na moderních autech. Úplně první, historické, tak říkajíc, stavby lze rozdělit do dvou hlavních typů:
- Povrchový typ karburátorů.
- Rozstřikovací karburátory.
Podívejme se na ně podrobně později.
Povrchové karburátory
Všechny dřívější konstrukce karburátorů byly povrchní, i když i v této kategorii byla spousta rozmanitosti. Například Siegfried Markus v roce 1888 představil něco, čemu se říká „otočný karburátorový kartáč“. A Frederick Lanchester vyvinul svůj knot karburátorového typu v roce 1897.
První plovák karburátoru byl vyvinut v roce 1885 Wilhelmem Maybachem a Gottliebem Daimlerem. Karl Benz také patentoval karburátor plovákového typu přibližně ve stejnou dobu. Tyto rané konstrukce však byly povrchové karburátory, které fungovaly tak, že procházely vzduchem nad povrchem paliva, aby je smíchaly. Proč ale motor potřebuje karburátor? A bez něj nebylo možné dodávat palivovou směs do spalovacích komor (v 19. století ještě nebyl vstřikovač znám).
Většina povrchových zařízení fungovala na bázi prostého odpařování. Ale existovaly i jiné karburátory, byly známé jako zařízení, která fungují díky "bublině" (říká se jim také filtrační karburátory). Fungují tak, že tlačí vzduch nahoru skrz dno palivové komory. V důsledku toho se nad hlavním objemem benzínu tvoří směs vzduchu a paliva. A tato směs je následně nasávána do sacího potrubí.
Sstřikovací karburátory
Přestože v prvních desetiletích existence automobilu dominovaly různé povrchové karburátory, na přelomu 19. a 20. století začaly zaplňovat významnou mezeru karburátory sprejové. Namístospoléhat se na odpařování, tyto karburátory skutečně rozprašovaly odměřené množství paliva do vzduchu, který byl nasáván sáním. Tyto karburátory používají plovák (jako Maybach a dřívější Benz designy). Ale jednaly na základě Bernoulliho principu, stejně jako Venturiho jevu, jako moderní zařízení, jako je karburátor K-68.
Jedním z podtypů aerosolových karburátorů je tzv. tlakový karburátor. Poprvé se objevil ve 40. letech 20. století. Přestože tlakové karburátory svým vzhledem připomínají pouze aerosolové karburátory, ve skutečnosti se jednalo o nejstarší příklady zařízení s nuceným vstřikováním paliva (vstřikovačů). Namísto spoléhání se na Venturiho efekt při odsávání paliva z komory, tlakové karburátory rozstřikovaly palivo z ventilů v podstatě stejným způsobem jako moderní vstřikovače. Karburátory se během 80. a 90. let 20. století stávaly stále složitějšími.
Co znamená „karburátor“?
„Carburetor“je anglické slovo, které je odvozeno od výrazu carbure, přeloženého z francouzštiny – „karbid“. Ve francouzštině znamená karburátor jednoduše „spojit (něco) s uhlíkem“. Podobně anglické slovo „karburátor“technicky znamená „zvýšení obsahu uhlíku“.
Podobně funguje karburátor K-68, který se používal na skútrech typu Tula (později Ant), motocyklech Ural a Dnepr.
Components
Všechny typy karburátorů mají různé součásti. Moderní spotřebiče však sdílejí řadu společných vlastností, včetně:
- Vzduchkanál (Venturiho trubice).
- Škrticí ventil.
- Solenoidový ventil volnoběhu.
- Urychlovací čerpadlo.
- Komory karburátoru (primární, plovákové atd.).
- Plovákový mechanismus.
- Membrána přenosu paliva karburátoru.
- Seřizovací šrouby.
Jak funguje karburátor?
Všechny typy karburátorů pracují s různými mechanismy. Například karburátory knotového typu fungují tak, že tlačí vzduch přes povrch plynem napuštěných knotů. To způsobí, že se benzín odpaří do vzduchu. Knotové spotřebiče (a další povrchové spotřebiče) jsou však staré více než sto let.
Většina karburátorů používaných ve vozidlech dnes používá rozprašovací mechanismus. Všechny fungují stejným způsobem. Moderní karburátory využívají Venturiho efekt k nasávání paliva z komory.
Základní principy karburátorů
Karburátory založené na Bernoulliho principu mají některé speciální vlastnosti. Změny tlaku vzduchu jsou předvídatelné a přímo souvisí s tím, jak rychle se vzduch pohybuje. To je důležité, protože průchod vzduchu karburátorem obsahuje úzkou stlačenou Venturiho trubici. Je potřeba k urychlení vzduchu, když jím prochází.
Proud vzduchu (nikoli průtok směsi) karburátorem je řízen pedálem plynu. Je připojen k škrticí klapce,umístěný v karburátoru pomocí kabelu. Tento ventil uzavírá Venturiho trubici, když se pedál plynu nepoužívá, a otevírá se, když je pedál plynu sešlápnutý. To umožňuje průchod vzduchu Venturiho trubicí. V důsledku toho se ze směšovací komory odebírá více paliva. Na takových principech je založen provoz karburátoru.
Většina karburátorů má přídavný ventil nad Venturiho trubicí (tzv. škrticí klapka, která funguje jako sekundární škrticí klapka). Při studeném motoru zůstává škrticí klapka částečně uzavřena, což snižuje množství vzduchu, které může procházet do karburátoru. Výsledkem je bohatší směs vzduchu a paliva, takže škrticí klapka by se měla otevřít (automaticky nebo ručně), jakmile se motor zahřeje a již nepotřebuje bohatou směs.
Jiné součásti karburátorových systémů jsou také navrženy tak, aby ovlivňovaly směs vzduchu a paliva během různých provozních podmínek. Například výkonový ventil nebo dávkovací tyč může zvýšit množství paliva při otevřené škrticí klapce nebo to může být v reakci na nízký podtlak v systému (nebo aktuální polohu škrticí klapky). Karburátor je složitý prvek a fyzikální základ jeho činnosti je poměrně složitý.
Problémy
Některé problémy karburátoru lze vyřešit úpravou sytiče, směsi nebo volnoběhu, zatímco jiné vyžadují opravu nebo výměnu. Membrána karburátoru se často opotřebovává a přestává pumpovat benzín do komor.
Kdyselže karburátor, motor bude za určitých podmínek špatně pracovat. Některé problémy karburátorových systémů vedou k poruše motoru, ten nemůže normálně běžet na volnoběh bez cizí pomoci (například tahání sytiče nebo neustálé zadýchávání). K nejčastějším problémům dochází v chladném období, kdy je provoz motoru nejobtížnější. A karburátor, který na studeném motoru funguje špatně, může zahřátý fungovat dobře (je to kvůli problémům s koksovacími kanály).
Za zmínku stojí, že karburátor pro pojízdný traktor je stejný jako karburátor pro automobily. Rozdíl je v počtu prvků a jejich velikostech. V některých případech lze problémy karburátoru vyřešit ruční úpravou směsi nebo volnoběžných otáček. Za tímto účelem se směs obvykle upravuje otáčením jednoho nebo více šroubů. Mají jehlové ventily. Tyto šrouby umožňují fyzické přemístění jehlových ventilů, což má za následek snížení množství paliva (chudé) nebo zvýšení (bohaté) v závislosti na situaci.
Oprava karburátoru
Mnoho problémů se systémem karburátoru lze vyřešit provedením změn nebo jiných oprav bez demontáže jednotky z motoru. Chcete-li upravit karburátor pro pojízdný traktor, není nutné jej demontovat. Ale některé problémy lze vyřešit pouze odstraněním zařízení a jeho úplným popřčástečné zotavení. Přestavba karburátoru obvykle zahrnuje odstranění bloku, jeho rozebrání a vyčištění rozpouštědlem navrženým speciálně pro tento účel.
Před instalací je třeba vyměnit řadu vnitřních součástí, těsnění a dalších dílů. Teprve po pečlivém zpracování je nutné sestavit karburátor a nainstalovat jej na místo. K provedení kvalitního servisu budete potřebovat sadu na opravu karburátoru. Obsahuje všechny nejdůležitější designové prvky.
Takže jsme zjistili, že karburátor je doslova zařízení, které přidává benzín (palivo) do vzduchu a dodává tuto směs do spalovacích komor motoru.
