آشنایی با کاربراتور و نحوه عمکرد آن در خودرو

کاربراتور نام وسیله‌ای در اتومبیل است که وظیفه دارد سوخت مورد نیاز موتور در سیستم‌های کاربراتوری را در کلیه شرایط به نحوی آماده کند که موتور با بهترین شرایط ممکن کار کند. این وسیله در سال ۱۸۸۵ میلادی توسط کارل بنز اختراع گردید.
کاربراتور مهم ترین قطعه در سیستم سوخت رسانی به شمار می رود. وظیفه اصلی کاربراتور، تهیه مخلوط هوا و سوخت با نسبت مشخص در شرایط مختلف و ایجاد مکش روی مجرای خروج سوخت است.
این کار توسط ونتوری که روی بدنه کاربراتور قرار دارد، انجام می شود. پس از این که صفحه گاز باز شد، مکش هوا توسط سیلندر، انجام و به کاربراتور منتقل می شود.
به علت کاهش مقطع عبور، سرعت هوا در هنگام عبور از ونتوری، افزایش و در مقابل فشار محفظه کاهش می یابد.
مکش ایجاد شده به طور قابل ملاحظه بیش تر از سایر مقاطع است. ازاین رو، اگر مجرای سوخت، به این قسمت متصل شود، سوخت، مکیده می شود و پس از مخلوط شدن با هوا به داخل سیلندر انتقال می یابد.

محفظه گاز، ساسات، بدنه، قسمت راه انداز، پمپ شتاب دهنده، و ونتوری از جمله اجزای تشکیل دهنده یک کاربراتور است. ونتوری در بدنه اصلی قرار دارد. صفحه گاز در محفظه گاز و صفحه ساسات در محفظه ساسات است.
قسمت راه انداز و پمپ شتاب دهنده نیز در کاربراتورهای پیشرفته، به منظور جبران برخی کاستی های کاربراتورهای اولیه، طراحی شده اند. کاربراتورها انواع مختلفی دارند که در ادامه به شرح مختصری از آن ها پرداخته شده است.

http://www.tuningforum.ir/images/imp...uretdor1-1.jpg


کاربراتور می بایستی خواسته های زیر را برآورده سازد:


۱) تهیه مخلوط صحیح هوا و سوخت برای شرایط مختلف کار موتور در زمانی بسیار کوتاه
۲) مصرف کم سوخت در وضعیت کار عادی موتور
۳) امکان تأمین حداکثر قدرت در حالت بار کامل
۴) روشن شدن موتور در هر دما و کارکرد منظم آن در حالت دور آرام
۵) پایداری تنظیم های انجام یافته برای مدتی طولانی و امکان تنظیم با توجه به شرایط کاری موتور
۶) سادگی، قابلیت اطمینان و دوام
۷) سهولت تعمیر و نگهداری

طرز کار کاربراتور :

عامل اصلی کار کاربراتور ایجاد خلأ در روی مجرای خروج سوخت (ژیگلور) است. ایجاد خلاء براساس دو قانون مهم در مکانیک سیالات بنام‌های معادله پیو ستگی و معادله برنولی بوجود می‌آید.
این کار توسط قسمتی از کاربراتور به نام ونتوری یا گلوگاه انجام می‌گیرد. با بازشدن صفحه گاز هوا توسط سیلندر موتور مکیده شده و به داخل کاربراتور جریان می‌یابد.
در هنگام عبور از ونتوری به علت کاهش مقطع عبور سرعت هوا افزایش یافته و فشار محفظه ونتوری کاهش میابد، و مکشی ایجاد می‌کند که به مراتب از سایر مقاطع کاربراتور بیشتر است.
بنابراین چنانچه مجرای سوخت به این قسمت متصل شود، سوخت مکیده شده و پس از مخلوط شدن با هوا به داخل سیلندر وارد می‌شود. سوخت به حالت اتمیزه با نسبت استکیومتری با هوا ترکیب می‌شود.
با کاهش سطح مقطع عبور ماده در گلوگاه سرعت افزایش یافته و فشار کاهش میابد.
http://www.tuningforum.ir/images/imp...buretor1-1.jpg


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.

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.

http://www.tuningforum.ir/images/imp...buretor2-1.gif


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.

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.
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).