Carburatore

Fisso-venturi Variando la velocità dell’aria nel venturi controlla il flusso di carburante; il tipo più comune di carburatore trovato sulle auto. Variabile-venturi L’apertura del getto di carburante è variata dalla slitta (che altera contemporaneamente il flusso d’aria). Nei carburatori a “depressione costante”, questo viene fatto da un pistone azionato a vuoto collegato ad un ago conico che scorre all’interno del getto di carburante. Esiste una versione più semplice, che si trova più comunemente su piccole motociclette e moto da cross, dove lo scivolo e l’ago sono controllati direttamente dalla posizione dell’acceleratore., Il carburatore di tipo venturi variabile (depressione costante) più comune è il carburatore sidedraft SU e modelli simili di Hitachi, Zenith-Stromberg e altri produttori. La posizione nel Regno Unito delle società SU e Zenith-Stromberg ha aiutato questi carburatori a raggiungere una posizione di dominio nel mercato automobilistico del Regno Unito, sebbene tali carburatori fossero anche molto usati su Volvo e altre marche non britanniche. Altri disegni simili sono stati utilizzati su alcune automobili europee e alcune giapponesi. Questi carburatori sono anche indicati come carburatori” a velocità costante “o” a vuoto costante”., Una variante interessante era il carburatore VV (variable venturi) di Ford, che era essenzialmente un carburatore venturi fisso con un lato del venturi incernierato e mobile per dare una gola stretta a basso numero di giri e una gola più ampia ad alto numero di giri. Questo è stato progettato per fornire una buona miscelazione e il flusso d’aria su una gamma di regimi del motore, anche se il carburatore VV dimostrato problematico in servizio.,

In tutte le condizioni di funzionamento del motore, il carburatore deve:

• Misura il flusso d’aria del motore
• Fornire la giusta quantità di carburante per mantenere la miscela aria/carburante nel corretto range (regolazione di fattori come la temperatura)
• Mescolare le due finemente e in modo uniforme

Questo lavoro sarebbe semplice se l’aria e benzina (benzina) sono fluidi ideali; in pratica, però, le deviazioni dal comportamento ideale a causa della viscosità del fluido trascinare, inerzia, etc., richiedono una grande quantità di complessità per compensare eccezionalmente alti o bassi regimi del motore., Un carburatore deve fornire la corretta miscela di aria e carburante in una vasta gamma di temperature, pressione atmosferica, velocità del motore e dei carichi e forze centrifughe, compresi i seguenti scenari;

• avviamento a Freddo
• Hot start
• al Minimo o a lento in esecuzione
• Accelerazione
• Alta velocità / alta potenza a pieno regime
• Crociera a parte il motore (carico leggero)

inoltre, le moderne carburatori sono tenuti a fare questo mantenendo bassi livelli di emissioni di gas di scarico.,

Per funzionare correttamente in tutte queste condizioni, la maggior parte dei carburatori contiene un complesso insieme di meccanismi per supportare diverse modalità operative, chiamate circuiti.

BasicsEdit

Un carburatore è costituito da un tubo aperto attraverso il quale l’aria passa nel collettore di aspirazione del motore. Il tubo ha la forma di un venturi: si restringe in sezione e poi si allarga di nuovo, facendo aumentare il flusso d’aria nella parte più stretta., Sotto il venturi c’è una valvola a farfalla chiamata valvola a farfalla — un disco rotante che può essere ruotato, in modo da consentire o bloccare il flusso d’aria. Questa valvola controlla il flusso d’aria attraverso la gola del carburatore e quindi la quantità di miscela aria/carburante che il sistema fornirà, regolando così la potenza e la velocità del motore. L’acceleratore è collegato, di solito attraverso un cavo o un collegamento meccanico di aste e giunti o raramente tramite collegamento pneumatico, al pedale dell’acceleratore su un’auto, una leva dell’acceleratore in un aeromobile o il controllo equivalente su altri veicoli o attrezzature.,

Il carburante viene introdotto nel flusso d’aria attraverso piccoli fori nella parte più stretta del venturi e in altri punti in cui la pressione sarà bassa. Il flusso di carburante viene regolato mediante orifizi calibrati con precisione, denominati getti, nel percorso del carburante.,

Off-idle circuitEdit

Come la valvola a farfalla si apre un po ‘ dalla posizione completamente chiusa, il gas piastra scopre aggiuntivi di consegna del combustibile fori dietro l’acceleratore piastra dove c’è un’area di bassa pressione creata dall’acceleratore/piastra Valvole di blocco del flusso d’aria; queste permettono più carburante di fluire come compensazione per la riduzione del vuoto che si verifica quando si apre il gas, così da semplificare la transizione a misurato il flusso di carburante attraverso il regolare open throttle circuito.,

Circuito principale open-throttleedit

Man mano che la valvola a farfalla viene progressivamente aperta, il vuoto del collettore viene ridotto poiché vi è una minore restrizione del flusso d’aria, riducendo il flusso di carburante attraverso i circuiti idle e off-idle. Questo è quando la forma venturi della gola del carburatore entra in gioco, a causa del principio di Bernoulli (cioè, all’aumentare della velocità, la pressione diminuisce). Il venturi aumenta la velocità dell’aria, e questa maggiore velocità e quindi una pressione inferiore aspira carburante nel flusso d’aria attraverso un ugello o ugelli situati al centro del venturi., A volte uno o più venturi di richiamo aggiuntivi sono posti coassialmente all’interno del venturi primario per aumentare l’effetto.

Quando la valvola a farfalla è chiusa, il flusso d’aria attraverso il venturi scende fino a quando la pressione abbassata non è sufficiente a mantenere il flusso del carburante e i circuiti fuori-minimo riprendono il controllo, come descritto sopra.,

Il principio di Bernoulli, che è funzione della velocità del fluido, è l’effetto dominante per grandi aperture e grandi portate, ma poiché il flusso del fluido a piccole scale e basse velocità (basso numero di Reynolds) è dominato dalla viscosità, il principio di Bernoulli è inefficace a velocità al minimo o basse e anche nei carburatori molto piccoli dei motori modello più piccoli. I piccoli motori di modello hanno restrizioni di flusso davanti ai getti per ridurre la pressione sufficiente per aspirare il carburante nel flusso d’aria., Allo stesso modo i getti inattivo e lento dei grandi carburatori sono posizionati dopo la valvola a farfalla dove la pressione è ridotta in parte dalla resistenza viscosa, piuttosto che dal principio di Bernoulli. Il dispositivo di produzione di miscele ricche più comune per l’avviamento di motori freddi è lo starter, che funziona sullo stesso principio.

Power valveEdit

Per il funzionamento aperto della valvola a farfalla, una miscela carburante / aria più ricca produrrà più potenza, impedirà la detonazione di pre-accensione e manterrà il motore in funzione più fresco. Questo viene solitamente affrontato con una “valvola di potenza” a molla, che viene tenuta chiusa dal vuoto del motore., Quando la valvola a farfalla si apre, il vuoto del collettore diminuisce e la molla apre la valvola per far entrare più carburante nel circuito principale. Sui motori a due tempi, il funzionamento della valvola di potenza è il contrario del normale: normalmente è “acceso” e ad un numero di giri impostato viene disattivato. Viene attivato ad alti regimi per estendere la gamma di giri del motore, capitalizzando sulla tendenza di un due tempi a giri più alti momentaneamente quando la miscela è magra.

Alternativamente all’impiego di una valvola di potenza, il carburatore può utilizzare un’asta di misurazione o un sistema di rod step-up per arricchire la miscela di carburante in condizioni di elevata domanda., Tali sistemi sono stati originati da Carter carburatore nel 1950 per il primario due venturis dei loro carburatori a quattro canne, e step-up aste sono stati ampiamente utilizzati sulla maggior parte 1-, 2 -, e 4-barile Carter carburatori attraverso la fine della produzione nel 1980. Le aste step-up sono affusolati all’estremità inferiore, che si estende nei principali getti di dosaggio. Le cime delle aste sono collegate ad un pistone di vuoto o ad un collegamento meccanico che solleva le aste dai getti principali quando l’acceleratore è aperto (collegamento meccanico) o quando il vuoto del collettore cade (pistone di vuoto)., Quando l’asta step-up viene abbassata nel getto principale, limita il flusso di carburante. Quando l’asta step-up viene sollevata dal getto, più carburante può fluire attraverso di esso. In questo modo, la quantità di carburante erogata viene adattata alle esigenze transitorie del motore. Alcuni carburatori a 4 cilindri utilizzano aste di dosaggio solo sui due venturi primari, ma alcuni li usano su entrambi i circuiti primari e secondari, come nel Rochester Quadrajet.

Pompa acceleratoremodifica

La benzina liquida, essendo più densa dell’aria, è più lenta dell’aria a reagire a una forza applicata ad essa., Quando l’acceleratore viene aperto rapidamente, il flusso d’aria attraverso il carburatore aumenta immediatamente, più velocemente della portata del carburante può aumentare. Inoltre, la pressione dell’aria nel collettore aumenta, diminuendo l’evaporazione del carburante, quindi meno vapore di carburante viene aspirato nel motore. Questo eccesso transitorio di aria rispetto al carburante provoca una miscela magra, che rende il motore misfire (o “inciampare”)—un effetto opposto a quello che è stato richiesto aprendo l’acceleratore., Questo è risolto con l’uso di un piccolo pistone o pompa a membrana che, quando azionato dal legame dell’acceleratore, forza una piccola quantità di benzina attraverso un getto nella gola del carburatore. Questo colpo extra di carburante contrasta la condizione di magra transitoria sulla punta dell’acceleratore. La maggior parte delle pompe acceleratrici sono regolabili per volume o durata con alcuni mezzi. Alla fine, le guarnizioni attorno alle parti mobili della pompa si consumano in modo tale che l’uscita della pompa sia ridotta; questa riduzione del colpo della pompa dell’acceleratore causa inciampi in accelerazione fino a quando le guarnizioni sulla pompa non si rinnovano.,

La pompa dell’acceleratore può anche essere utilizzata per alimentare il motore con carburante prima di una partenza a freddo. Un innesco eccessivo, come un soffocamento regolato in modo improprio, può causare inondazioni. Questo è quando troppo carburante e non abbastanza aria sono presenti per sostenere la combustione. Per questo motivo, la maggior parte dei carburatori sono dotati di un meccanismo di scarico: l’acceleratore è tenuto a farfalla spalancata mentre il motore è a gomito, lo scaricatore tiene aperto lo strozzatore e ammette aria extra, e alla fine, il carburante in eccesso viene eliminato e il motore si avvia.,

ChokeEdit

Quando il motore è freddo, il carburante evapora meno facilmente e tende a condensare sulle pareti del collettore di aspirazione, di fame i cilindri di carburante e rendendo il motore difficile da avviare, così, una miscela più ricca (più carburante e aria) è necessario per avviare e far funzionare il motore finché non si scalda. Una miscela più ricca è anche più facile da accendere.

Per fornire il carburante extra, viene tipicamente utilizzato uno starter; questo è un dispositivo che limita il flusso d’aria all’ingresso del carburatore, prima del venturi., Con questa restrizione in atto, il vuoto supplementare è sviluppato nel barilotto del carburatore, che tira il combustibile extra attraverso il sistema di misurazione principale per integrare il combustibile che è tirato dai circuiti del minimo e fuori-minimo. Ciò fornisce la miscela ricca richiesta per sostenere l’operazione alle temperature basse del motore.

Inoltre, lo strozzatore può essere collegato a una camma (la fast idle cam) o ad altri dispositivi che impediscono alla piastra dell’acceleratore di chiudersi completamente mentre lo strozzatore è in funzione. Ciò fa sì che il motore al minimo a una velocità maggiore., Il minimo veloce serve come un modo per aiutare il motore a riscaldarsi rapidamente e dare un minimo più stabile aumentando il flusso d’aria in tutto il sistema di aspirazione che aiuta a atomizzare meglio il carburante freddo.

Nelle vecchie auto a carburatore, lo starter era controllato manualmente da un cavo Bowden e una manopola sul cruscotto. Per una guida più facile e comoda, gli strozzatori automatici, introdotti per la prima volta nella Oldsmobile del 1932, divennero popolari alla fine degli anni ‘ 50. Questi erano controllati da un termostato che impiegava una molla bimetallica. Quando è freddo, la molla si contrarrebbe, chiudendo la piastra di soffocamento., All’avvio, la molla verrebbe riscaldata dal liquido di raffreddamento del motore, dal calore di scarico o da una bobina di riscaldamento elettrica. Mentre veniva riscaldato, la molla si espandeva lentamente e apriva la piastra di soffocamento. Uno scaricatore di strozzatura è una disposizione di collegamento che costringe lo strozzatore aperto contro la sua molla quando l’acceleratore del veicolo viene spostato alla fine della sua corsa. Questa disposizione consente di eliminare un motore “allagato” in modo che si avvii.

Dimenticando di disattivare l’induttanza una volta che il motore raggiunto temperatura di esercizio sarebbe sprecare carburante e aumentare le emissioni., Per soddisfare i requisiti di emissione sempre più stringenti, alcune vetture che conservavano ancora gli induttanze manuali (a partire dal 1980 circa, a seconda del mercato) iniziarono ad avere l’apertura dello strozzatore controllata automaticamente da un termostato che impiegava una molla bimetallica, riscaldata dal liquido di raffreddamento del motore.

Il “choke” per carburatori a depressione costante come il SU o lo Stromberg non utilizza una valvola di strozzamento nel circuito dell’aria, ma ha invece un circuito di arricchimento della miscela per aumentare il flusso di carburante aprendo ulteriormente il getto di dosaggio o aprendo un getto di carburante aggiuntivo per “arricchimento”., Tipicamente utilizzato su piccoli motori, in particolare motocicli, arricchimento funziona aprendo un circuito secondario del carburante sotto le valvole a farfalla. Questo circuito funziona esattamente come il circuito di inattività, e quando è impegnato fornisce semplicemente carburante extra quando l’acceleratore è chiuso.

Le classiche motociclette britanniche, con carburatori slide-throttle a tiraggio laterale, usavano un altro tipo di “dispositivo di avviamento a freddo”, chiamato “tickler”. Questa è semplicemente un’asta a molla che, se depressa, spinge manualmente il galleggiante verso il basso e consente al carburante in eccesso di riempire la ciotola del galleggiante e inondare il tratto di aspirazione., Se il” tickler ” viene tenuto premuto troppo a lungo, inonda anche l’esterno del carburatore e il basamento sottostante ed è quindi un pericolo di incendio.

Altri elementimodifica

Le interazioni tra ciascun circuito possono anche essere influenzate da vari collegamenti meccanici o di pressione dell’aria e anche da componenti sensibili alla temperatura ed elettrici. Questi sono introdotti per ragioni come la reattività del motore, l’efficienza del carburante o il controllo delle emissioni delle automobili., Vari sanguinamenti d’aria (spesso scelti da un intervallo calibrato con precisione, in modo simile ai getti) consentono all’aria in varie parti dei passaggi del carburante di migliorare l’erogazione e la vaporizzazione del carburante. Ulteriori perfezionamenti possono essere inclusi nella combinazione carburatore / collettore, come una qualche forma di riscaldamento per aiutare la vaporizzazione del carburante come un evaporatore di carburante precoce.