carburetor 01

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

1- توسط انژکتور

2- 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.

در شکل زیر یک مدل کاربراتور را مشاهده می کنید که در بالای موتور و در مسیر منیفولد هوای ورودی به خودرو نصب شده است.

carburetor 02

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 می باشد ، یعنی به هر سطحی در اطراف ما مانند اشیاء ، سطح زمین ، بدن ما و... فشار بسیار زیادی وارد می شود 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.(خلا به محیطی می گویند که هوا در آن محیط وجود ندارد) با ایجاد خلا فشار هوای وارد بر سطح مایع ، باعث هدایت مایع از لیوان به داخل نی و سپس دهان ما می شود.در شکل زیر ، این مطلب نمایش داده شده است.

carburetor 03

کاربرد قانون برنولی در کاربراتور: در شکل زیر لوله ای را مشاهده می کنید که 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. همانطور که می بینید 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.

carburetor 04

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 می شود چون فشار آن ناحیه لوله کمتر از فشار جو می شود و هوای موجود در جو ، به قسمت کم فشار وارد می شود.(نوشیدن آب با نی را به خاطر بیاورید).

اکنون اگر به جای سوراخ ، لوله ی کوچکتری ( نی مانند) 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 می شود و با این کار ما توانستیم بنزین را بصورت پودر درآورده ، با هوای عبوری مخلوط کنیم ، اساس کار همه کاربراتورها به همین گونه است. 

در شکل زیر 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.

combustion 02

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 حالیکه 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. در شکل زیر ، یک مدل کاربراتور خودرو را مشاهده می کنید.

combustion 03

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 می توان مشکلات زیست محیطی و آلودگی هوا را نام برد.

بالا
پایین