اطلاعاتی درباره ی کاربراتور

سوخت رسانی به داخل محفظه احتراق خودرو به دو صورت انجام می گیرد.

• توسط انژکتور
•  توسط کاربراتور

در این بخش به توضیح اجمالی درباره کاربراتور خودروهای کاربراتوری می پردازیم.مجموعه کاربراتور (که خود شامل چندین قطعه و مکانیزم می شود) در خودروهای قدیمی استفاده می شده و به علت مشکلاتی که ایجاد می کرده (خصوصا مشکلات زیست محیطی) از رده خارج شده و می توان گفت که امروزه هیچ خودروی کاربراتوری تولید نمی شود و کاربراتور، جای خود را به سیستم سوخت رسانی انژکتور داده است.

کاربراتور در مسیر هوای ورودی به داخل سیلندر (معمولا در بالای موتور خودرو) نصب می شود و سوخت خودرو را از حالت مایع تبدیل به پودر می کند و به مقدار معین به داخل منیفولد هوا می فرستد.قبل از شرح عملکرد کاربراتور، می بایست ابتدا درباره فشار هوا و خلا صحبت کنیم، سپس توضیحی درباره کاربرد قانون برنولی (یکی از قوانین موجود در علم سیالات) بدهیم.

فشار هوای جو (موجود در اطراف ما) بسیار زیاد است، این فشار برابر یک کیلوگرم بر سانتیمتر مربع می‌باشد، یعنی به هر سطحی در اطراف ما مانند اشیاء، سطح زمین، بدن ما و... فشار بسیار زیادی وارد می‌شود ولی ما آن را احساس نمی کنیم، حال اگر مثلا به هر وسیله ای فشار هوای داخل بدن ما را خالی کنند، بدن ما به علت فشار زیاد جو، مچاله می شود، حتما تا به حال برای نوشیدن مایعات، از نی استفاده کرده اید، شما با تخلیه هوای درون نی با دهان خود، باعث ایجاد خلا در نی می شوید.

کاربرد قانون برنولی در کاربراتور
هوا از ابتدای آن وارد شده (از سمت چپ) و از انتهای آن خارج می شود (از سمت راست)، در سه نقطه از این لوله، فشار سنج قرار داده شده، ابتدا، انتها و وسط لوله.

قطر وسط لوله کاهش پیدا می کند و این کاهش قطر باعث می شود سرعت عبور هوا از آن ناحیه بیشتر شود ( چون دبی ثابت است یعنی مقدار هوای عبوری در کل لوله ثابت است) و از طرف دیگر فشار هوا در آن ناحیه کاهش پیدا می کند (بر اساس قانون برنولی). به فشار اندازه گیری شده توسط فشارسنج ها دقت کنید، فشار وسط لوله کمتر از ابتدا و انتهای آن می باشد.

البته امکان دارد که درک علت کاهش فشارهوا در وسط لوله به علت کاهش قطر لوله، کمی سخت باشد ولی با استفاده از فرمول برنولی قابل اثبات است و در آزمایشگاه ها نیز صداقت خود را اثبات کرده است.

حال اگر در وسط لوله (که کاهش فشار داریم) سوراخی ایجاد کنیم، هوای جو از آن سوراخ، وارد لوله می‌شود چون فشار آن ناحیه لوله کمتر از فشار جو می شود و هوای موجود در جو، به قسمت کم فشار وارد می شود.

اکنون اگر به جای سوراخ، لوله ی کوچک تری در وسط لوله بزرگ وارد کنیم و ابتدای لوله ی کوچک را داخل یک لیوان بنزین قرار دهیم، به علت فشار جو بر روی بنزین داخل لیوان، بنزین از داخل نی، وارد لوله بزرگ می‌شود و با این کار ما توانستیم بنزین را به صورت پودر درآورده، با هوای عبوری مخلوط کنیم، اساس کار همه کاربراتورها به همین گونه است.

مکانیزم ساده شده عملکرد یک کاربراتور را مشاهده می کنید. هوای ورودی از نقطه 1 وارد منیفولد ورود هوا می شود و از طرف دیگر آن خارج شده به سمت سیلندر می رود (هوا با فلش آبی نشان داده شده) در ناحیه ای که با نقطه 2 نشان داده شده به علت کاهش قطر منیفولد، سرعت هوای عبوری زیاد شده و فشار آن کم می شود، این کاهش فشار هوای عبوری، باعث می شود سوخت موجود در مخزن شماره 3 (سوخت با رنگ زرد نشان داده شده)، از لوله ی شماره 6، به داخل منیفولد وارد شود و در نتیجه، مخلوط سوخت و هوا، از بالای منیفولد خارج شده به داخل سیلندر می رود.

قطعه شماره 7 دریچه ای می باشد که مقدار مخلوط سوخت و هوای ورودی به سیلندر را کنترل می کند، هرچقدر راننده بیشتر پدال گاز را فشار دهد، این دریچه بیشتر باز شده، سوخت و هوای بیشتری وارد سیلندر شده و دور موتور افزایش می یابد.

قطعه شماره 4 شناوری می باشد که وقتی مخزن شماره 3 به اندازه کافی از سوخت پر شد، بالا آمده و به همراه خود قطعه شماره 5 را نیز بالا می آورد، بالا آمدن قطعه شماره 5 باعث می شود که راه عبور بنزین بسته شود و در نتیجه مقدار بنزین موجود در مخزن همیشه ثابت بماند.

ناگفته نماند که یک پمپ بنزین مکانیکی، بنزین را وارد مخزن می کند و توسط مکانیزم شناور، مقدار بنزین موجود در مخزن کنترل می شود. به علاوه بر سطح بنزین موجود در مخزن، فشار هوای جو وارد می شود و همین فشار جو و کمبود فشار در نقطه 2 منیفولد باعث حرکت بنزین از مخزن به منیفولد می شود.

نسبت اختلاط سوخت و هوا می بایست یک به پانزده باشد، یعنی به ازای هر پانزده لیتر هوا، یک لیتر سوخت می بایست به همراه هوا وجود داشته باشد، شکل نشان داده شده یک کاربراتور بسیار ساده و ابتدایی را نشان می دهد در حالی که برای عملکرد بهینه موتور و اختلاط مناسب سوخت و هوا در تمامی شرایط رانندگی مانند هنگام شتاب گیری، زیر بار رفتن موتور، استارت در هوای سرد و... مکانیزم های مختلفی در کاربراتور استفاده می شود که باعث می شود کاربراتور کمی پیچیده به نظر بیاید و البته در تمامی شرایط به خوبی کار کند.

با تمامی مکانیزم هایی که در کاربراتور به کار برده می شود، باز هم نسبت دقیق اختلاط سوخت و هوا قابل تنظیم نیست و همین عامل باعث ایجاد مشکلاتی در خودروهای کاربراتوری می شود که از جمله آنها می‌توان مشکلات زیست محیطی و آلودگی هوا را نام برد.