Jak funguje karburátor – zařízení, princip činnosti a role v moderních motorech

Majitelé aut s karburátorovými motory zděšeně krčí rameny: najít specialistu na opravu karburátorů je teď obrovský problém – jsou jako dinosauři, kteří se už v přírodě nevyskytují.

8. dubna 2024 0:00

Fotografie od autora a z otevřených zdrojů

Abyste pochopili, proč se to stalo, musíte pochopit, co jsou karburátory, kde je jejich Achillova pata, kvůli čemuž byly energetické systémy karburátorů vytlačeny zpod kapoty moderních benzínových motorů jinými typy dodávek paliva.

Připomeňme, že ve válcích motoru nehoří benzín, ale jeho směs se vzduchem v určitém poměru mezi těmito dvěma složkami. V tomto případě řidič sešlápnutím nebo uvolněním plynového pedálu ve skutečnosti neřídí množství paliva, které vstupuje do válců, ale zvyšuje nebo snižuje přívod vzduchu nasávaného do válců v důsledku podtlaku vytvořeného pohybem válců. písty. Karburátor je určen k přidávání benzínu do přiváděného vzduchu, nutného k přípravě hořlavé směsi.

Činnost karburátoru je založena na změně tlaku, respektive řídnutí vzduchu, který se pohybuje směšovací komorou karburátoru podél sacího potrubí z okolí do válců motoru. V difuzéru, kde se průtoková plocha směšovací komory zužuje, se zvyšuje rychlost vzduchu a jeho podtlak. Vlivem vakua je do difuzoru nasáván benzín z plovákové komory, ve které je udržován atmosférický tlak díky přítomnosti otvoru ve víku. Proud vzduchu rozbíjí tento proud benzinu na malé kapky a unáší je s sebou do válců.

Množství vzduchu je řízeno škrticí klapkou, která se otáčí kolem své osy, když řidič sešlápne plynový pedál. Plovákové zařízení udržuje stálou hladinu v plovákové komoře, která musí být pod horní hranou kanálu přívodu paliva do difuzoru, aby při zastaveném a neběžícím motoru benzin nestékal samospádem do karburátoru. A tryska umístěná v tomto kanálu měří množství paliva.

To je ve skutečnosti všechna moudrost, ale je tu jedno velké „ALE“. Nejjednodušší karburátor diskutovaný výše není schopen zajistit snadné startování motoru a uspokojivý provoz ve všech provozních režimech. Přes veškerou jejich rozmanitost lze tyto režimy rozdělit do čtyř skupin. Prvním je startování motoru, druhým je volnoběh nebo při nízké zátěži, třetí střední zátěž, čtvrtá maximální zátěž.

Pro splnění požadavků všech režimů je nutné zkomplikovat návrh. V důsledku toho je karburátor „zarostlý“ dalšími systémy a zařízeními, z nichž nejdůležitější jsou startovací zařízení, systém volnoběhu, hlavní systém dávkování, ekonomizér a čerpadlo akcelerátoru.

Zároveň se začal zvyšovat počet směšovacích komor. Většina civilních vozů byla vybavena čtyřválcovými motory – objevovaly se na nich dvoukomorové karburátory, ale pro víceválcové a sportovní modely vznikaly konstrukce, u kterých počet komor dosahoval až osmi. Objevily se také duální karburátory, sestávající ze dvou pracujících synchronně. Opět se zvýšil počet difuzorů v jedné komoře. Skromně pomlčíme o tom, kolik trysek, dalších kanálů, ventilů a dalších věcí bylo přidáno, které měly zajistit, aby karburátor podporoval jakýkoli režim provozu motoru, zejména proto, že karburátory nezničila složitost konstrukce, ale jiné důvody. .

Hlavním parametrem určujícím přívod benzinu do směšovací komory zůstává změna podtlaku v sacím potrubí po změně polohy škrtící klapky. Tento způsob řízení nemohl zajistit vysokou přesnost regulace dodávky paliva. Z tohoto důvodu se skutečné složení směsi do té či oné míry lišilo od toho, co přesně motor v konkrétním okamžiku vyžadoval. Karburátor navíc vytvářel velký odpor na sání, což zhoršovalo plnění válců a hořlavá směs se rozdělovala mezi válce s nerovnoměrností 10–20 %. Tyto nuance ovlivnily snížení výkonu pod hodnotu, kterou bylo možné dosáhnout ideálně, a nadměrnou spotřebu paliva karburátorovými motory.

To, že se karburátorové motory díky nedokonalosti systému napájení vyznačovaly vysokým obsahem toxických látek ve výfukových plynech, nebyla věnována pozornost pouze do doby, než se objevily normy Euro, ale pak se tato nevýhoda stala jedním z neodpustitelných hříchů, které nucení vývojáři hledají alternativu ke karburátorům.

Mezitím vývoj elektroniky dosáhl úrovně, kdy bylo možné používat elektronické řízení energetického systému. Elektronika se dostala i do karburátorů, ale nenahradila ekonomizéry, ekostaty a další zařízení nezbytná pro celou škálu pracovních režimů motoru. Nejlepším východiskem ze situace se ukázaly vstřikovací systémy. Benzín v nich vstupuje do sacího potrubí nikoli pod vlivem vakua, ale je vstřikován pod tlakem a rozprašován pomocí trysek, což přispívá k mnohem lepší tvorbě směsi než u karburátorů.

Samotné vstřikovače jsou elektromagnetické. Signály pro začátek a konec vstřikování jsou generovány v elektronické řídicí jednotce. Paměť ECU ukládá údaje o požadovaném množství paliva pro jakýkoli provozní režim motoru. ECU přijímá informace z různých senzorů, které monitorují množství nasávaného vzduchu, polohu škrticí klapky, otáčky klikového hřídele, teplotu motoru atd. S přihlédnutím k těmto parametrům je nastavena doba sepnutí vstřikovačů, která zajistí přesné dávkování paliva a přípravu hořlavé směsi o složení přesněji odpovídajícím skutečnému provoznímu režimu motoru, než bylo provedeno v karburátoru.

V systémech s centrálním vstřikovačem (jiný název je monovstřik) byl jeden nebo dva vstřikovače umístěny v jediném krytu, který byl instalován na sacím potrubí na stejném místě, kde byl dříve umístěn karburátor. To umožnilo bez radikální modernizace konstrukce motoru a technologického postupu výroby jeho dílů zachovat ve výrobě staré motory, které byly dříve vybaveny karburátory. Díky tomu si však monovstřikování zachovalo nevýhody karburátorů – neschopnost rovnoměrně rozdělit směs mezi jednotlivé válce motoru a také vytváření nadměrného aerodynamického odporu v sacím traktu. Ale i tak se motory s centrálními vstřikovači ukázaly být o 5–10 % výkonnější a hospodárnější než jejich předchůdci s karburátory se stejným zdvihovým objemem.

Věk jedné injekce byl krátkodobý. Systémy s centrálním vstřikovačem úspěšně nahradily karburátory, ale samy se ukázaly být mezičlánkem ve vývoji napájení benzinových motorů a postupně ustoupily distribuovanému vstřikování, ve kterém byl každý válec obsluhován samostatnou tryskou, což eliminovalo problém nerovnoměrného rozdělení paliva mezi válce. Zařízení vytvářející odpor vzduchu proudícímu sacím potrubím opět chybělo. Vícebodové vstřikování navíc postrádá setrvačnost karburátoru a jediné vstřikování, protože palivo nemuselo urazit značnou vzdálenost, aby se dostalo do válce, protože bylo vstřikováno na zadní stranu sacích ventilů. To umožnilo distribuované vstřikování poskytnout zvýšení výkonu a současně zlepšit účinnost ve srovnání s karburátorem o 15–20 %.

To, že dnes dominantní pohonná soustava není s distribuovaným, ale s přímým vstřikováním benzinu do válců, zmiňujeme jen pro pořádek – ke karburátoru má tak daleko jako moderní stíhačky od dvouplošníků 1. sv. Válka. A je čas, abychom se vrátili k současnému stavu karburátorových motorů.

Nejdéle se zachovaly ve výrobních programech sovětských automobilek a jejich následovníků. Když se ale zhroutila železná opona a lidé začali masově nastupovat do cizích aut, která k nám proudila, většinou se vstřikováním paliva a naftou, situace se změnila. Služby se začaly přeorientovávat na vstřikovače a poptávka po službách specialistů na opravy a seřizování karburátorů, kteří dříve vykopli dveře do kanceláře každého vedoucího prodejny, pokud měl sovětské auto, klesla na úroveň, kdy jen málokdo si v této oblasti mohl vydělat na chleba a trpělivě čekat na klienta na prahu své garáže.

Kromě toho se distribuční oblast automobilů s karburátorovými motory přesunula z měst do venkovských oblastí – kde z finančních důvodů zahraniční auta se vstřikováním stále zůstávají luxusem, nikoli dopravním prostředkem a kde služba jako taková vždy chyběla . Ne každý vesničan si ale mohl dovolit cestovat sto mil do města, aby problém vyřešil. Takto zmizeli profesionální technici karburátorů a majitelé automobilů s karburátorovými motory museli samostatně zvládnout vědu o poražení karburátoru pomocí opravárenských příruček, pokud se neztratili po dlouhou dobu provozu, nebo k této moudrosti dospět vlastní myslí a s pomocí internetu. Nastavení karburátoru je ale umění a co metoda pokus omyl obnáší, je jiný příběh.

Náš verdikt

Nemůžete namítat proti technologickému pokroku. Karburátory, stejně jako mono-vstřikování, jsou beznadějně zastaralé. Stejný osud čeká systémy vstřikování paliva s distribuovaným vstřikováním. Lze pouze soucítit s majiteli, kteří nakonec zůstali bez profesionální servisní podpory.

Chcete-li nahlásit chybu, zvýrazněte text a stiskněte Ctrl + Enter

Přihlaste se k odběru ABW a přečtěte si novinky dříve než kdokoli jiný!