7) Karburátory

Karburátory Činnost jednoduchého karburátoru Vzduch se nasává čističem vzduchu přes hrdlo karburátoru a difuzér okolo škrtící klapky. Při proudění vzduchu v zúženém prostoru difuzéru se zvyšuje rychlost a klesá tlak. V nejužším místě, kde je i nejnižší tlak, vyúsťuje trubka rozprašovače s tryskou, kterou se nasává palivo proudící z plovákové komory. Plovák s jehlovým ventilem reguluje a udržuje v plovákové komoře stálou výšku hladiny paliva. Jemného rozprášení paliva se dosáhne vysokou rychlostí proudícího vzduchu, která v místě výtoku paliva bude 20 až 30 krát větší než rychlost výtoku paliva ( 5 až 6 m.s-1 ). Při maximálních otáčkách motoru a plném otevření škrtící klapky je podtlak v difuzéru asi 0,02 MPa. Chod motoru se reguluje nastavením škrtící klapky, čímž se mění i podtlak v difuzéru. Ten je úměrný množství proteklého vzduchu a určuje množství nasávaného paliva. Poměr množství paliva ke vzduchu udává směšovací poměr. Od karburátoru se požaduje, aby dodržoval správný směšovací poměr při libovolných otáčkách. To znamená, že při dvojnásobných otáčkách motoru by karburátor musel přivádět i dvojnásobné množství paliva. Z diagramu je zřejmé, že závislost ideální spotřeby na otáčkách motoru je ve tvaru přímky. Jednoduchý karburátor bude při určitém rozměru difuzéru a trysky dávat správnou směs jen při určitých otáčkách. Při malých otáčkách bude směs chudší a při vysokých otáčkách bude směs bohatší. Křivka skutečného průběhu spotřeby v závislosti na otáčkách je rovněž zakreslena v diagramu. Hlavní požadavky na karburátor Karburátor musí : • Připravovat směs v poměru, který je pro dané zatížení a otáčky motoru nejvýhodnější; • Při všech provozních poměrech rozprašovat o nejjemněji a nejrovnoměrněji palivo ve vzduchu, aby vznikla co nejhomogennější směs; • Při náhlém otevření škrtící klapky směs obohatit; • Dodávat bohatou směs při spouštění studeného motoru a při volnoběhu; • Pracovat samočinně s jednoduchými a snadno ovladatelnými zařízeními, která umožňují udržet požadovaný směšovací poměr v celém rozsahu otáček; • dát se snadno nastavit, ale nastavení musí být pojištěno proti uvolnění. Současně splnit všechny požadavky je velmi obtížné. Základním požadavkem na karburátor je vytvářet směs paliva se vzduchem v určitém směšovacím poměru. Odchylky od tohoto poměru jsou dány požadavkem na hospodárnost provozu na jedné straně a požadavkem maximálního výkonu na druhé straně. Tím jsou určeny meze, v nichž se směšovací poměr může odchylovat od teoretického. Teoreticky správná, neboli ideální směs je taková, při níž se v motoru spotřebuje tolik vzduchu, kolik odpovídá teoretické spotřebě ( λ = 1 ). Součinitel přebytku vzduchu λ charakterizuje složení směsi; teoreticky správná směs ( λ= 1 ) se skládá z jednoho hmotnostního dílu benzínu a asi z patnácti hmotnostních dílů vzduchu. Směs je bohatá ( λ < 1 ), když je množství vzduchu menší než je teoreticky potřebné; naopak směs je chudá ( λ > 1 ), když množství vzduchu je větší než je teoreticky potřebné. Rychlost hoření směsi závisí na velikosti součinitele přebytku vzduchu. Směs hoří nejrychleji při součiniteli přebytku vzduchu λ = 0,8 až 0,9. Když motor pracuje s touto směsí, dává maximální výkon, současně se však podstatně snižuje jeho hospodárnost. Neúplným spalováním paliva se zvyšují ztráty, všechno palivo neshoří spotřeba paliva se zvyšuje, protože tepelná účinnost motoru se sníží. Když motor pracuje s mírně chudou směsí ( to znamená s přebytkem vzduchu λ = 1,05 až 1,15 ), výkon motoru se snižuje, ale spotřeba paliva se snižuje ještě více. Chudá směs je proto vhodná ke snížení spotřeby paliva a k dosažení větší hospodárnosti motoru. Při jejím spalování se sníží i množství většiny škodlivin ve výfukových plynech. Chudá směs se používá, když motor pracuje s menším zatížením. Protože chudá směs hoří déle než bohatá, je třeba při jejím spalování zvětšit předstih zážehu. U karburátoru, který připravuje teoretický směšovací poměr, se předpokládá, že shoří všechno nasáté palivo a spotřebuje se všechen kyslík ve vzduchu v uvedeném hmotnostním poměru paliva a vzduchu 1: 15. Zkouškami se však zjistilo, že promísení směsi není nikdy dokonalé, při splování nikdy neshoří všechno palivo a nespotřebuje se všechen kyslík. Dodržení teoretického směšovacího poměru tedy nemá v praxi smysl. Směšovací poměr se proto upravuje tak, aby se buď využilo všechno palivo v přebytku vzduchu ( hospodárný provoz motoru ), nebo aby se spotřeboval všechen kyslík v nasátém vzduchu při přebytku paliva ( maximální výkon motoru ). Proto konstruktéři nových karburátorů usilují, aby karburátor měnil složení směsi podle okamžitých potřeb motoru ( různé otáčky motoru a zatížení ) a aby byl funkčně co nejdokonalejší a přitom zabezpečoval hospodárný provoz. Rozdělení karburátorů Podle použití rozlišujeme karburátory : • automobilové • motocyklové • letecké • pro speciální účely Podle způsobu škrcení směsi rozlišujeme karburátory : • se škrtící klapkou ( automobilové ) • šoupátkové ( motocyklové ) Podle směru proudění vzduchu karburátorem, podle polohy směšovací komory a podle polohy montáže ( polohy, v níž je karburátor připevněn k sacímu potrubí motoru ) rozlišujeme karburátory : • spádové • horizontální • vertikální Zkušební prostředky pro zkoušení karburátorů je možné rozdělit na :  Bezmotorové zkoušení průtokovými zařízeními  Motorovou zkoušku  Silniční zkoušku  Chladící komoru Průtoková zařízení na měření karburátorů nahrazují motor a jeho hlavní části jsou velmi výkonná vývěva a soustava kontrolních trysek a vzdušníků. Vzduch potřebný pro kontrolu umožňuje přesné měření průtokových hodnot kontrolovaného karburátoru jak vzdušníků, tak trysek. Umožňuje tak přesné seřízení a nastavení základních parametrů bez zkreslení, které může na motoru způsobit například zapalování nebo nepřesné mechanické seřízení motoru. Spotřeba paliva se měří obvyklým způsobem pomocí kalibrovaných odměrných nádob. Silniční zkoušky ověřují výsledky seřízení stanovených brzdnou zkouškou, nebo motorestem. Jízdní vlastnosti vozidla vzhledem k pružnosti a plynulosti jízdy, střídání zatěžovacích režimů a jízdních podmínek jsou praktickým ověřením nastavených hodnot karburátoru. Podle účelu je dělíme na : • Zkouška na letmém kilometru • Akcelerační zkouška • Spotřeba dle ČSN • Spotřeba na okruhu Chladící komora je zkouška, kdy je motor umístěn, obvykle jako celý agregát, do chladící komory. Ta je vybavena regulačními prvky, které umožňují nastavení různě vysoké teploty nasávaného vzduchu. Zkouška se řídí ČSN a pracoviště je vybaveno :  Otáčkoměry  Měřičem spotřeby paliva  Měřičem množství nasávaného vzduchu  Měřením úhlu nastavení klapky karburátoru  Měřením polohy šoupátka sytiče  Zařízením pro snímání teploty chladící kapaliny, oleje, nasávaného vzduchu  Měření podtlaku v sacím potrubí Tato komora umožňuje simulovat různé teplotní zatížení motoru. Kontrolu seřízení provádíme většinou na zkušební stolici pro měření průtoků trysek a vzdušníků JSK – Somet . Průměry trysek a vzdušníků jsou v setinách mm a označení na trysce je jejím jmenovitým průměrem, např. 120 = 1,2 mm, vzdušník 50 = průměr otvoru 0,5 mm. Vždy je nutné se při nastavení hodnot držet pokynů výrobce uvedených v dílenské příručce.