In questo articolo imparerai a conoscere i sistemi di iniezione del carburante. Il carburatore è il primo meccanismo in assoluto che ha permesso di combinare benzina e aria nella giusta proporzione per preparare la miscela aria-carburante e alimentarla alle camere di combustione del motore. Questi dispositivi sono utilizzati attivamente fino ad oggi: su motocicli, motoseghe, tosaerba e così via. Questo è solo dall'industria automobilistica, sono stati a lungo soppiantati dai sistemi di iniezione di iniezione, più avanzati e perfetti.
Cos'è un carburatore?
Un carburatore è un dispositivo che miscela carburante e aria e fornisce la miscela risultante al collettore di aspirazione di un motore a combustione interna. I primi carburatori funzionavano semplicemente consentendo all'aria di passare sulla superficie del carburante (in questo caso particolare, la benzina). Ma la maggior parte di loro in seguito ha erogato una quantità misurata di carburante nel flusso d'aria. Quest'aria passa attraverso i getti. Per un carburatore, le condizioni di queste parti sono estremamente importanti.
Il carburatore è stato lo strumento principale per miscelare carburante e aria nei motori a combustione interna fino agli anni '80, quandodubbi sulla sua efficacia. Quando il carburante viene bruciato, vengono prodotte molte emissioni nocive. Sebbene i carburatori siano stati utilizzati negli Stati Uniti, in Europa e in altri paesi sviluppati fino alla metà degli anni '90, hanno lavorato insieme a sistemi di controllo più sofisticati per soddisfare i requisiti sulle emissioni di carbonio.
Cronologia dello sviluppo
Diversi tipi di carburatori sono stati sviluppati da numerosi pionieri automobilistici, tra cui l'ingegnere tedesco Karl Benz, l'inventore austriaco Siegfried Markus, il poliedrico inglese Frederick W. Lanchester e altri. Poiché nei primi anni dell'esistenza e dello sviluppo delle automobili venivano utilizzati così tanti metodi diversi per miscelare aria e carburante (e anche i motori a benzina fissi originali utilizzavano i carburatori), è abbastanza difficile determinare esattamente chi abbia inventato questo complesso dispositivo.
Tipi di carburatori
I primi progetti differivano nel metodo di funzionamento di base. Si differenziano anche da quelli più moderni che hanno dominato per gran parte del ventesimo secolo. Un moderno carburatore per una motosega a spruzzo, quelli simili sono usati sulle auto moderne. Le primissime costruzioni, per così dire storiche, possono essere suddivise in due tipi principali:
- Carburatori di tipo superficiale.
- Carburatori spray.
Vediamoli in dettaglio più avanti.
Carburatori di superficie
Tutti i primi progetti di carburatori erano superficiali, anche se c'era molta varietà anche in questa categoria. Ad esempio, Siegfried Markus introdusse qualcosa chiamato "spazzola girevole del carburatore" nel 1888. E Frederick Lanchester sviluppò il suo stoppino a carburatore nel 1897.
Il primo galleggiante del carburatore fu sviluppato nel 1885 da Wilhelm Maybach e Gottlieb Daimler. Karl Benz ha anche brevettato il carburatore a galleggiante più o meno nello stesso periodo. Tuttavia, questi primi progetti erano carburatori di superficie che funzionavano facendo passare l'aria sulla superficie del carburante per mescolarli. Ma perché un motore ha bisogno di un carburatore? E senza di essa era impossibile fornire la miscela di carburante alle camere di combustione (l'iniettore non era ancora conosciuto nell'Ottocento).
La maggior parte dei dispositivi di superficie funzionava sulla base della semplice evaporazione. Ma c'erano altri carburatori, erano conosciuti come dispositivi che funzionano per "bolla" (sono anche chiamati carburatori a filtro). Funzionano forzando l'aria attraverso il fondo della camera del carburante. Di conseguenza, si forma una miscela di aria e carburante al di sopra del volume principale di benzina. E questa miscela viene successivamente aspirata nel collettore di aspirazione.
Carburatori spray
Sebbene vari carburatori di superficie fossero dominanti durante i primi decenni di esistenza dell'automobile, i carburatori spray iniziarono a riempire una nicchia significativa a cavallo tra il XIX e il XX secolo. Invece dibasandosi sull'evaporazione, questi carburatori hanno effettivamente spruzzato una quantità misurata di carburante nell'aria che è stata aspirata dall'aspirazione. Questi carburatori utilizzano un galleggiante (come i modelli Maybach e precedenti Benz). Ma hanno agito sulla base del principio Bernoulli, oltre che dell'effetto Venturi, come dispositivi moderni, come il carburatore K-68.
Uno dei sottotipi di carburatori aerosol è il cosiddetto carburatore a pressione. È apparso per la prima volta negli anni '40. Sebbene i carburatori a pressione assomiglino solo in apparenza ai carburatori aerosol, in re altà erano i primi esempi di dispositivi di iniezione forzata di carburante (iniettori). Invece di fare affidamento sull'effetto Venturi per aspirare il carburante dalla camera, i carburatori a pressione spruzzavano carburante dalle valvole più o meno allo stesso modo dei moderni iniettori. I carburatori sono diventati sempre più complessi durante gli anni '80 e '90.
Cosa significa "carburatore"?
"Carburatore" è una parola inglese che deriva dal termine carbure, tradotto dal francese - "carburo". In francese, carburatore significa semplicemente "combinare (qualcosa) con il carbonio". Allo stesso modo, la parola inglese "carburatore" significa tecnicamente "aumento del contenuto di carbonio".
Il carburatore K-68 funziona in modo simile, utilizzato su scooter del tipo Tula (in seguito Ant), Ural e motociclette Dnepr.
Componenti
Tutti i tipi di carburatori hanno componenti diversi. Ma gli elettrodomestici moderni condividono una serie di caratteristiche comuni, tra cui:
- Ariacanale (tubo Venturi).
- Valvola a farfalla.
- Elettrovalvola del minimo.
- Pompa acceleratore.
- Camere del carburatore (primario, galleggiante e così via).
- Meccanismo galleggiante.
- Membrana di trasferimento del carburante del carburatore.
- Viti di regolazione.
Come funziona un carburatore?
Tutti i tipi di carburatori funzionano con meccanismi diversi. Ad esempio, i carburatori del tipo a stoppino funzionano forzando l'aria sulla superficie degli stoppini imbevuti di gas. Questo fa evaporare la benzina nell'aria. Tuttavia, gli apparecchi di tipo stoppino (e altri apparecchi di tipo superficiale) hanno più di cento anni.
La maggior parte dei carburatori utilizzati oggi nei veicoli utilizza un meccanismo di spruzzatura. Funzionano tutti allo stesso modo. I moderni carburatori utilizzano l'effetto Venturi per aspirare il carburante dalla camera.
Principi di base dei carburatori
I carburatori basati sul principio di Bernoulli hanno alcune caratteristiche speciali. I cambiamenti nella pressione dell'aria sono prevedibili e direttamente correlati alla velocità con cui si sta muovendo. Questo è importante perché il passaggio dell'aria attraverso il carburatore contiene un venturi stretto e compresso. È necessario per accelerare l'aria mentre la attraversa.
Il flusso d'aria (non il flusso della miscela) attraverso il carburatore è controllato dal pedale dell'acceleratore. È collegato alla valvola a farfalla,situato nel carburatore, tramite un cavo. Questa valvola chiude il venturi quando il pedale dell'acceleratore non è in uso e si apre quando il pedale dell'acceleratore viene premuto. Ciò consente all'aria di passare attraverso il venturi. Di conseguenza, viene prelevato più carburante dalla camera di miscelazione. Il funzionamento del carburatore si basa su tali principi.
La maggior parte dei carburatori ha una valvola aggiuntiva sopra il venturi (chiamata acceleratore che funge da acceleratore secondario). L'acceleratore rimane parzialmente chiuso quando il motore è freddo, il che riduce la quantità di aria che può passare nel carburatore. Ciò si traduce in una miscela aria/carburante più ricca, quindi l'acceleratore dovrebbe aprirsi (automaticamente o manualmente) una volta che il motore si è riscaldato e non ha più bisogno di una miscela ricca.
Anche altri componenti dei sistemi a carburatore sono progettati per influenzare la miscela aria-carburante durante varie condizioni operative. Ad esempio, una valvola di alimentazione o un'asta di dosaggio può aumentare la quantità di carburante a farfalla aperta, oppure potrebbe essere in risposta a una bassa pressione del sistema di depressione (o alla posizione effettiva della valvola a farfalla). Un carburatore è un elemento complesso e la base fisica del suo funzionamento è piuttosto complessa.
Problemi
Alcuni problemi al carburatore possono essere risolti regolando lo starter, la miscela o il minimo, mentre altri richiedono la riparazione o la sostituzione. Spesso la membrana del carburatore si consuma, smette di pompare benzina nelle camere.
Quandoil carburatore si guasta, il motore funzionerà male in determinate condizioni. Alcuni problemi dei sistemi del carburatore portano al guasto del motore, normalmente non può girare al minimo senza un aiuto esterno (ad esempio tirando l'aria o boccheggiando costantemente). I problemi più comuni si verificano durante la stagione fredda, quando il motore è più difficile da lavorare. E un carburatore che funziona male a motore freddo può funzionare bene a motore caldo (questo è dovuto a problemi con i canali di cokefazione).
Vale la pena notare che il carburatore per un trattore con guida da terra è lo stesso di un carburatore per auto. La differenza sta nel numero di elementi e nelle loro dimensioni. In alcuni casi, i problemi al carburatore possono essere risolti regolando manualmente la miscela o il regime del minimo. A tal fine, la miscela viene solitamente regolata ruotando una o più viti. Hanno valvole a spillo. Queste viti consentono di riposizionare fisicamente le valvole a spillo, riducendo (magra) o aumentando (ricca) la quantità di carburante a seconda della situazione.
Riparazione carburatore
Molti problemi al sistema del carburatore possono essere risolti apportando modifiche o altre correzioni senza rimuovere l'unità dal motore. Per regolare il carburatore per un trattore con guida da terra, non è necessario rimuoverlo. Ma alcuni problemi possono essere risolti solo con la rimozione del dispositivo e il suo completo orecupero parziale. La ricostruzione di un carburatore in genere comporta la rimozione del blocco, lo smontaggio e la pulizia con un solvente appositamente progettato per questo scopo.
Un certo numero di componenti interni, guarnizioni e altre parti devono quindi essere sostituiti prima dell'installazione. Solo dopo un'attenta elaborazione è necessario assemblare il carburatore e installarlo in posizione. Per eseguire un servizio di qualità, avrai bisogno di un kit di riparazione del carburatore. Include tutti gli elementi di design più importanti.
Così abbiamo scoperto che un carburatore è letteralmente un dispositivo che aggiunge benzina (carburante) all'aria e fornisce questa miscela alle camere di combustione del motore.
