Princip činnosti karburátoru a jeho vliv na výkon motoru

Někteří motoristé si mohou myslet, že informace o tom, co je karburátor, nejsou nijak zvlášť důležité, protože dnes se namísto těchto zařízení aktivně používají vstřikovače. Na mnoha autech se ale stále používají karburátorové motory, proto jsme se rozhodli pomoci jejich majitelům pochopit princip fungování karburátoru a jeho strukturu.

Historie karburátoru začala již v roce 1876, kdy toto zařízení vynalezl Ital Luigi de Cristoforis. O několik let později začal Karl Benz pracovat na vlastní verzi karburátoru v procesu vytváření prvního vozu se spalovacím motorem. Doporučujeme vám prostudovat si náš článek o tom, jak funguje motor automobilu. Na konci 1920. let se objevil karburátor plovákového typu, který byl později použit jako základ pro výrobu modernějších modifikací. Pokud vezmeme v úvahu etymologii, termín „karburátor“ pochází z francouzského slova „carbure“, které lze přeložit jako „karbid“. Vzhledem k tomu, že slovo “karburátor” se používá k označení sloučeniny s uhlím, v chemii se používá k označení zvýšení obsahu uhlíku v kapalině a její smíchání s těkavými uhlovodíky. Posledně jmenovaná sloučenina je součástí ropy, ze které se vyrábí nafta a benzín. Je čas promluvit si o tom, proč byl karburátor velmi důležitou součástí většiny motorů 20. století. V 1980. letech došlo ve světě k mnoha změnám. Zejména namísto karburátoru, jehož konstrukce byla považována za zastaralou, začaly automobilové společnosti aktivně používat technologie vstřikování paliva. Přestože se karburátorové motory stále používají v autech vytvořených pro závodní soutěže, jako je NASCAR, je téměř nemožné je najít v moderních modelech.

Jak funguje karburátor

Jak víte, provoz moderních spalovacích motorů se skládá ze čtyř cyklů, a proto se tyto motory nazývají čtyřdobé. Téměř všichni motoristé chápou, o jakých cyklech mluvíme: sání, komprese, zdvih, výfuk. Podívejme se blíže na princip fungování karburátoru automobilu. Jednoduše řečeno, pro spalování benzínu musí karburátor smíchat potřebné množství benzínu s příslušným množstvím vzduchu. Pokud výsledná směs obsahuje příliš mnoho paliva, povede to k zahlcení válců a produkci obrovského množství výfukových plynů. Příliš málo paliva ve směsi také nepomáhá správnému chodu motoru. Zařízení karburátoru obsahuje škrticí klapku. Jedná se o nastavitelnou desku, která řídí množství vzduchu procházejícího karburátorem. Konstrikce se nazývá difuzér, který se používá k vytvoření vakua. Má malý otvor zvaný tryska. Jeho prostřednictvím je palivo odebíráno z palivového potrubí připojeného k plynové nádrži. Když sešlápnete plynový pedál, otevře se ventil, který omezuje množství vzduchu, které vstupuje do karburátoru. Pokud pedál sešlápnete co nejvíce, ventil se plně otevře, což způsobí proudění velkého množství vzduchu karburátorem. Nakonec motor obdrží poměrně bohatou směs, což povede ke zvýšení jeho výkonu. Při volnoběhu motoru je ventil uzavřen, ale i v tomto případě proudnice obtéká škrticí klapku malé množství paliva, což zajišťuje stabilní provoz pohonné jednotky. Majitelé „klasiky“ VAZ, stejně jako dalších automobilů vyrobených před několika desítkami let, dobře chápou, co je „sání“. Jedná se o páku, která je umístěna na palubní desce vozu. V podstatě je navržen tak, aby poskytoval motoru bohatší směs vzduchu a paliva během startování. Stačí jej přitáhnout k sobě, díky čemuž může motor fungovat stabilně v chladném nebo deštivém počasí. Po pár kilometrech lze páku vrátit do původní polohy a karburátor zvládne svou práci sám. Informace o konstrukci karburátoru mohou pomoci těm, kteří si jej chtějí vyčistit sami. Nyní víte, jak karburátor funguje a proč vůbec existuje.

Navzdory rozšíření systémů vstřikování paliva je na ruských silnicích stále mnoho automobilů s karburátorovými motory, a to je třeba vzít v úvahu. Přečtěte si o tom, co je karburátor, proč je v autě potřeba, jaké má zařízení a na jakých principech je založeno jeho fungování.

Co je to karburátor

Benzínové páry se snadno zapálí jakoukoliv jiskrou, ale pro běžný provoz motoru je nutné vytvořit hořlavou směs s optimálním poměrem paliva a vzduchu – tento problém řeší karburátor. Právě karburátor se stal prvním zařízením, které bylo ve spalovacím motoru použito k vytvoření směsi paliva a vzduchu. A teprve v naší době byly karburátory v motorech automobilů téměř zcela nahrazeny vstřikovači (ačkoli jednoduché motory s nízkým výkonem, včetně motocyklů, stále zůstávají na karburátoru).

Slovo „karburátor“ dobře odráží účel tohoto zařízení: pochází z francouzského „karburace“ – „směšování“. Vzduch a benzín se mísí v karburátoru a výsledná hořlavá směs paliva a vzduchu se posílá do sacího potrubí motoru.

Pro normální provoz motoru musí být poměr vzduchu a palivových par pro nastartování motoru asi 15:1, je potřeba více benzínu, v tomto případě je poměr přibližně 10:1. Jde však o průměrné hodnoty a i jeden motor v různých provozních režimech vyžaduje směs s různou koncentrací paliva a vzduchu. Proto je moderní karburátor komplexní jednotkou s několika systémy nezbytnými k zajištění provozu elektrárny za jakýchkoli podmínek a v jakýchkoli režimech.

Typy a typy karburátorů

Existuje několik typů karburátorů, ale dnes jsou rozšířeny pouze dva z nich:

Membránový jehlový karburátor je levný a má jednoduchou konstrukci, má však řadu nevýhod, a proto je na automobilech distribuován pouze omezeně. Na druhou stranu však tento karburátor může pracovat téměř v jakékoli poloze, proto je široce používán na motorech s nízkým výkonem zařízení, jako jsou sekačky na trávu, řetězové pily a další.

1. econostat emulzní tryska;
2. emulzní kanál econostat;
3. vzduchová tryska hlavního dávkovacího systému;
4. proud vzduchu econostat;
5. ekonostat palivový proud;
6. jehlový ventil;
7. plovoucí osa;
8. uzamykací jehlová kulička;
9. plovák;
10. plováková komora;
11. hlavní palivový proud;
12. emulzní jamka;
13. emulzní trubice;
14. osa škrticí klapky první komory;
15. drážka cívky;
16. cívka;
17. velký difuzér;
18. malý difuzér;
19. rozprašovač

Plovákový karburátor je donedávna nejběžnější, byl instalován na většině benzínových motorů osobních a nákladních automobilů.

Všechny karburátory lze také rozdělit do tří typů podle směru proudění paliva a vzduchu:

— S horizontálním průtokem;
— Se vzestupným tokem;
— S klesajícím (směrem dolů) prouděním.

Nejpoužívanější jsou karburátory s klesajícím průtokem – v nich se proud vzduchu a v něm rozstřikované palivo pohybuje shora dolů.

Pokud mluvíme konkrétně o plovákových karburátorech, pak zahrnují několik dalších klasifikací:

– Podle počtu kamer – jednokomorové a vícekomorové (až čtyři kamery);
– Otevřením škrticích ventilů vícekomorových karburátorů – s paralelním (simultánním) a sekvenčním otevíráním.

Nejjednodušší a nejpohodlnější je seznámit se se strukturou a provozem karburátoru na příkladu nejběžnějšího typu karburátoru – plováku.

Konstrukce a princip činnosti plovákového karburátoru

Obecně se plovákový karburátor skládá z několika hlavních částí a systémů:

— Plováková komora s plovákem a jehlovým ventilem;
— Směšovací komora s difuzorem;
— Tlumiče plynu a vzduchu;
— Postřikovač;
— Palivové a vzduchové trysky;
— Palivové a vzduchové kanály.

Činnost karburátoru je následující. Palivo je pomocí palivového čerpadla přiváděno do plovákové komory, kde je udržována jeho stálá hladina – toho je dosaženo pomocí plováku a na něj napojeného jehlového ventilu, který otevírá a zavírá palivový kanál v závislosti na poloze plováku. Z plovákové komory proudí palivo tryskou do atomizéru, který vystupuje do směšovací komory. Komora má speciálně tvarované zúžení – difuzér (je v něm umístěn atomizér a v jeho nejužší části).

Vzduch prochází směšovací komorou, v difuzoru se mísí s palivem a takto vzniklá směs paliva a vzduchu vstupuje do sacího potrubí. Na vstupu do komory je vzduchová klapka – je nutná při startování motoru. Na výstupu z komory je škrticí klapka spojená s plynovým pedálem – změnou polohy škrticí klapky můžete měnit množství směsi paliva a vzduchu vstupující do válců.

Jak je vzduch přiváděn do karburátoru a míchán s palivem? Velmi jednoduché: kvůli podtlaku vytvářenému písty klesajícími ve válcích. V důsledku poklesu tlaku je vzduch nasáván do směšovací komory, v difuzoru dochází k ještě většímu poklesu tlaku vzduchu (protože plocha proudění vzduchu v ní je několikrát menší než plocha proudění; v komoře) – právě tento nízký tlak způsobuje, že palivo vytéká z rozprašovače samospádem. A díky speciálnímu tvaru atomizéru a vysokému průtoku vzduchu se palivo drtí na mikroskopické kapičky a mísí se se vzduchem – tak vzniká na výstupu z difuzoru směs paliva se vzduchem zadaných vlastností.

U moderních karburátorů je palivo již v rozprašovači smícháno se vzduchem za vzniku emulze – to se děje přiváděním vzduchu do rozprašovače přes hlavní vzduchovou trysku. Toto řešení zajišťuje nejlepší atomizaci a smíchání benzínu se vzduchem v difuzoru.

Moderní karburátory jsou poněkud složitější, než je popsáno výše a mají několik dalších systémů:

– Startovací zařízení (“sání”) — zajišťuje start studeného motoru (obvykle se jedná o vzduchovou klapku, která snižuje průtok vzduchu, obohacuje hořlavou směs palivem, a ovládací mechanismus této klapky);
– Systém volnoběhu — zajišťuje chod motoru na volnoběh, když je ve válcích vytvořen nedostatečný tlak vzduchu;
– Systém ventilace klikové skříně — zajišťuje odstranění toxických plynů z klikové skříně;
– Systém recirkulace výfukových plynů — zajišťuje dodatečné spalování výfukových plynů, čímž jsou méně toxické;
– Plynové čerpadlo — zajišťuje dodávku paliva při náhlé akceleraci;
– Ekonostat a ekonomizér — zajistit dodávku dodatečného paliva, když motor běží při vysokém zatížení.

Také většina karburátorů má ne jednu, ale dvě nebo více směšovacích komor (až čtyři), což umožňuje lepší kvalitu spalitelné směsi a zajišťuje přívod paliva do všech válců.

Výhody a nevýhody karburátoru

Dnes jsou karburátory na motorech automobilů téměř zcela nahrazeny vstřikovacími systémy (vstřikovači), což je způsobeno hlavní nevýhodou karburátoru – nedokáže vytvořit hořlavou směs s optimálním složením pro provoz motoru ve všech režimech. Pokud vstřikovač reguluje složení směsi doslova na každý záblesk v každém válci, tak toho u karburátoru nelze dosáhnout.

Karburátor je však levnější, má jednoduchou konstrukci, je spolehlivý a má lepší udržovatelnost, což zajistilo jeho distribuci na různé nízkovýkonové a levné motory, takže vstřikovací systém se brzy neobjeví na motorových pilách nebo benzínových elektrocentrálách.

Karburátor má navíc ještě jednu výhodu: vytváří homogennější (homogenní) hořlavou směs než vstřikovač. Ani tato výhoda však nezachránila karburátor před vytlačením z automobilového průmyslu.

Další články

#Promývací kapaliny
29.09.2023 | Články o náhradních dílech

Zima a léto, dva póly, mezi kterými se mění celý náš svět. A v tomto světě existují kapaliny do ostřikovačů – asistenti, kteří zajišťují naši bezpečnost na silnici. V tomto článku se vrhneme do světa kapalin do ostřikovačů a zjistíme, co to je, na čem závisí jejich bod tuhnutí a jak je správně vybrat.

#Vysoušedlo ventilů
21.06.2023 | Články o náhradních dílech

Výměna ventilů spalovacího motoru je ztížena nutností odstranit crackery – pro tuto operaci se používají speciální ventilové crackery. Vše o tomto nástroji, jeho stávajících typech, konstrukci a principu fungování, jakož i jeho výběru a použití, si přečtěte v tomto článku.

# Světelný spínač s nastavením stupnice
14.06.2023 | Články o náhradních dílech

V mnoha raných domácích automobilech byly široce používány centrální spínače světel s reostatem, které umožňovaly nastavení jasu osvětlení přístrojů. Vše o těchto zařízeních, jejich stávajících typech, konstrukci, provozu, ale i jejich správném výběru a výměně si přečtěte v článku.

# Rozdělovací deska zapalování
07.06.2023 | Články o náhradních dílech

Jednou z hlavních částí rozdělovače zapalování je základní deska, která je zodpovědná za činnost zhášedla. Vše o deskách jističe, jejich stávajících typech a konstrukčních prvcích, jakož i o výběru, výměně a seřízení těchto součástí je podrobně popsáno v tomto článku.