اگر به تاریخچهی سیستم سوخترسانی اتومبیل نگاهی بیندازید متوجه میشوید که رشد و تکامل زیادی در آن رخ داده است، بهگونهای که در نسلهای گذشتهی این مجموعه، شما نمیتوانستید حتی با توجه به نیازتان و جاده، سوخت را به موتور برسانید.
اما امروزه میبینید که نسل جدید این سیستم با مصرف یکسوم سوخت، قدرتی بهمراتب بیشتر تولید کرده و بسیار هوشمندانه کار میکند. برای متوجه شدن نحوهی کار انواع سیستمهای جدید سوخترسانی، ابتدا به توضیحی مختصر دربارهی نسل قدیم سیستم سوخترسانی خودروها میپردازیم تا موضوع بهدرستی شرح داده شود.
کاربراتور چیست؟
کاربراتور مهمترین قطعه در سیستمهای سوخترسانی کاربراتوری است. وظیفهی اصلی کاربراتور، تهیهی مخلوط مناسبی از هوا و سوخت برای شرایط مختلف کارکرد موتور است. کاربراتور باید نیازهای زیر را برآورده کند:
۱. تهیهی مخلوط صحیح هوا و سوخت برای شرایط مختلف کاری 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 آسان موتور در هوای سرد و گرم و کارکرد منظم آن در دور آرام.
۵. پایداری تنظیمهای انجام یافته بر روی کاربراتور برای مدتی طولانی.
۶. سادگی، قابل اطمینان بودن، و دوام.
۷. سهولت تعمیر و نگهداری و ارزانی قطعات.
کاربراتور چگونه کار میکند؟
عامل اصلی کار کاربراتور ایجاد مکش (خلاء) بر روی مجرای سوخت (ژیگلور) است. این کار توسط قسمتی از بدنهی کاربراتور بهنام «ونتوری» یا «گلوگاه» انجام میگیرد. ونتوری در حقیقت مقطع کاهش قطر بدنهی کاربراتور است.
بعد از باز شدن دریچهی گاز، هوا توسط سیلندر موتور مکیده شده و به داخل کاربراتور جریان پیدا میکند. در هنگام عبور هوا از ونتوری، بهعلت کاهش مقطع عبور، سرعت هوا افزایش یافته و فشار محفظهی ونتوری کم میشود و مکشی ایجاد میکند که بهمراتب از سایر مقاطع کاربراتور بیشتر است. بنابراین چنانچه مجرای سوخت به این قسمت متصل شود، سوخت مکیده میشود و پس از مخلوط شدن با هوا، به داخل سیلندر وارد میشود. در این حالت مخلوط هوا و سوخت در سیلندر آمادهی انفجار است.
انواع کاربراتور
کاربراتورها از نظر جریان هوا به ۳ دسته تقسیم میشوند:
۱. کاربراتور با جریان هوا از بالا به پایین: در این مدل کاربراتور، نیروی جاذبه به جریان مخلوط سوخت و هوا به داخل موتور کمک میکند و در نتیجه تغذیهی موتور بهتر انجام میشود. علاوهبرآن، دسترسی به کاربراتور از نظر فضای تعمیراتی نیز بهتر است.
بههمیندلیل این نوع کاربراتور بر روی اکثر خودروها بهکار میرفت که میتواند شامل کاربراتور یک یا ۲ مرحلهای باشند. کاربراتور خودروهای نیسان، پراید، و پژو ۴۰۵ از این نوع بود.
۲. کاربراتور با جریان هوای از پایین به بالا: این نوع کاربراتور بیشتر در گذشتههای دور بهکار گرفته میشده است و علت آن جلوگیری از ورود سوخت بهصورت مایع به موتور بود. بعدها با توجه به اینکه این مدل کاربراتورها از نظر فضای تعمیراتی از قابلیت دسترسی خوبی برخوردار نبودند و علاوهبرآن روشن شدن موتور در هوای سرد نیز بهخوبی انجام نمیشد، بهطورکامل کنار گذاشته شدند.
کاربراتور خودروهای دههی ۶۰ میلادی معمولاً از این نوع بود.
۳. کاربراتور با جریان هوای افقی: مزیت اصلی این نوع کاربراتور، ارتفاع کمی است که در زیر درپوش موتور اشغال میکند. این نوع کاربراتور میتواند دارای ونتوری ثابت یا متغیر باشد. کاربراتور خودروی پیکان از نوع جریان هوای افقی با ونتوری متغیر بود.
کاربراتورها از قسمتهای زیر تشکیل شدهاند:
۱. محفظهی گاز
۲. محفظهی ساسات
۳. بدنه
۴. محفظهی راهانداز
۵. پمپ شتابدهنده
صفحهی گاز در محفظهی گاز و صفحهی ساسات در محفظهی ساسات قرار دارند. محفظهی راهانداز و پمپ شتابدهنده نیز در کاربراتورهای پیشرفته برای جبران بعضی کاستیهای کاربراتورهای اولیه طراحی و استفاده شدند. کاربراتور پراید از انواع پیشرفته محسوب میشد و به پمپ شتابدهنده مجهز بود. باید بدانیم که وجود چه معایبی در سیستمهای کاربراتوری موجب شده تا با کنار گذاشتن آن، سیستم انژکتوری جایگزین شود.
دو جزء اساسی سیستمهای سوخترسانی قدیمی، کاربراتور و دلکو است. کاربراتورها دو وظیفهی اصلی بهعهده دارند:
۱. مخلوط کردن سوخت و هوا بهنسبت ترکیبی مشخص که در هر کاربراتور بهعنوان یک پارامتر اساسی تعیین میشود.
۲. توزیع سوخت پودر شده بهمیزان برابر بین سیلندرها.
دلکو نیز دو وظیفهی اصلی بهعهده دارد:
۱. تولید برق مبتنی بر مکانیزم کارکرد پلاتین و فیوز (خازن) دلکو.
۲. توزیع برق روی سر شمعها در زمان لازم.
معایب عمده و ذاتی کاربراتور
با دقت در انجام کار کاربراتور میتوان دید که با وجود تمام محاسنی که کاربراتور برای خودرو دارد، چند عیب ذاتی بزرگ هم دارد که چشمپوشی از آنها امکانپذیر نیست.
۱. عدم تناسب میزان مخلوط شدن هوا و سوخت: این میزان ثابت نبوده و بهدلیل چگالی نامتناسب این دو ماده که یکی گازی و دیگری مایع است، تنها در یک زاویهی خاص از دریچهی کاربراتور این نسبت رعایت شده و در بقیهی موارد این تناسب بههم میخورد. برهم خوردن تنظیم نسبت سوخت به هوا در کاربراتور باعث کارکرد نامنظم موتور، کاهش قدرت، و افزایش مصرف سوخت و آلایندگی هوا میشود.
۲. کاربراتور شدیداً وابسته به شرایط محیط است. وابسته بودن آن به شرایط محیط بهخصوص دما و فشار، باعث میشود که بتوان گفت هیچ خودروی کاربراتوریای در حالت تنظیم کامل کار نمیکند.
زمانیکه یک خودروی کاربراتوری را تنظیم میکنید، ناخودآگاه این تنظیم را بهگونهای انجام خواهید داد که فقط و فقط خودرو در همان ساعت و همان مکان تنظیم باشد و بهمحض تغییر محل یا گذر زمان، خودرو از تنظیم خارج میشود.
احتمالاً شما در هنگام رانندگی از شهری مانند تهران به شهری دیگر، تغییر رفتار محسوس کاربراتور و بد روشن شدن و تنظیم نبودن خودرو در هنگام تابستان یا زمستان را تجربه کردهاید.
۳. عدم توزیع یکسان سوخت به سیلندرها: از آنجایی که کاربراتور وظیفهی انتقال یک سیال به سیلندرها را برعهده دارد و این انتقال بدون هیچ دخالتی انجام میشود، طبیعی است که به سیلندرهایی که به کاربراتور نزدیکتر هستند، سوخت بیشتری میرسد و بازده آنها بیشتر از سیلندرهای دورتر به کاربراتور است.
این موضوع باعث ایجاد یک نوع عدم بالانس موتور میشود که درصورت استفاده از کاربراتور اجتنابناپذیر است.
۴. خفه کردن کاربراتور: این مشکل در کلیهی کاربراتورهایی که واحد پمپ شتابدهنده دارند دیده میشود که در زمان خاموشی موتور، با چند بار فشار دادن پدال گاز مقداری سوخت وارد سیلندر میشود و کاربراتور خفه میکند، درحالیکه این موضوع در خودروهای انژکتوری مصداق ندارد.
۵. پدیدهی قفل گازی: این پدیده پس از خاموش کردن موتور رخ میدهد. وقتی که موتور و متعاقب آن پمپ بنزین خاموش میشوند، بنزینی که در لولهها و کاربراتور موجود است بر اثر از دست دادن حرکت خود و همنشینی با گرمای موتور، بخار شده و باعث دیر روشن شدن خودروهای کاربراتوری پس از چند لحظه خاموش شدن میشوند. این پدیده در خودروهای انژکتوری نیز اتفاق میافتد، اما بلافاصله پس از باز کردن سوئیچ، با کارکرد پمپ بنزین قبل از روشن شدن موتور، قفل گازی در کسری از ثانیه از بین میرود.
این مشکل در خودروهای کاربراتوری پدیدهای بسیار رایج است و هرچند راهحلهایی برای آن از سوی خودروسازان ارائه شد، اما در نهایت این مشکل در موتورهای کاربراتوری پابرجا ماند.
۶. وابسته بودن به نوع بنزین: اصولاً یکی از پارامترهای کیفی بنزین، «عدد اکتان» است. این عدد در واقع معیاری است که بهنوعی میتواند به ما نشان بدهد که تا چه حد میتوانیم بنزین را تحتفشار قرار دهیم، بدون آنکه بنزین دچار خودسوزی و انفجار شود. هرچه عدد اکتان به ۱۰۰ نزدیکتر باشد، کیفیت بنزین مصرفی بهتر است. طبیعتاً این کار در لحظهی تنظیم موتور، با بنزین مشخصی صورت میگیرد. حال اگر نوع بنزین و در نتیجه عدد اکتان آن تغییر کند، نیازمند تنظیم دوباره خواهیم بود.
اکثر کسانیکه از بنزین معمولی در خودروهای کاربراتوری خود استفاده میکنند، پس از استفاده از بنزین سوپر شاهد این تفاوت در کارکرد موتور میشوند.
۷. تنظیمات زیاد و پیچیدگی زیاد مکانیکی: این پیچیدگی موجب میشود که تعمیرکاران اغلب بهدلیل عدم آگاهی از تنظیمات دقیق یا عدم استفاده از ابزارهای مخصوص، نسبتبه تنظیم همهجانبهی آن غفلت ورزیده و این خود مزید بر علت میشود؛ علاوهبراین باعث خرابیهای زودرس نیز خواهد بود.
منبع: هفتهنامهی دنیای خودرو، شمارهی ۱۹۸، بیست و پنجم دی ۱۳۸۹ (گرداوری و نوشتهی: محمدحسن اسداللهی).
سید حمید حوائجی هستم و این وبلاگ را بهدلیل علاقهام به صنعت خودرو و همچنین کمک به گسترش معلومات در این حوزه ایجاد کردهام. جهت ارتباط خصوصی با بنده میتوانید از بخش نظرات وبلاگ، نشانی پست الکترونیک، یا شماره تماس مندرج در پروفایل مدیر وبلاگ استفاده کنید. ضمناً نشانی کانال تلگرام، اینستاگرام و کانال آپارات وبلاگ در قسمت «پیوندها» درج شده است.