Automobily. Automechanik Třetí. Mgr. Rostislav Juřička

Transkript

1 Automobily Automechanik Třetí Mgr. Rostislav Juřička

2 Palivová soustava zážehového motoru Automobily Automechanik Třetí Mgr. Rostislav Juřička

3 Prohlášení Prohlašuji, že jsem tento výukový materiál vypracoval(a) samostatně, a to na základě poznatků získaných praktickými zkušenostmi z pozice učitele ve Střední odborné škole Josefa Sousedíka Vsetín, a za použití níže uvedených informačních zdrojů a literatury. Tento výukový materiál byl připravován se záměrem zkvalitnit a zefektivnit výuku minimálně v 39 vyučovacích hodinách.. Ve Vsetíně dne podpis autora

4 Obsah 1 Úvod do problematiky tvorby směsi zážehových motorů Princip činnosti zážehového motoru Příprava směsi Ovlivňující faktory Přizpůsobení provozním stavům Systémy přípravy směsi Vícebodové vstřikování Centrální vstřikování Přímé vstřikování DI Historie přípravy směsi Karburátor Základ karburátoru Hlavní části karburátoru Systém běhu na prázdno (volnoběh) a přechodový systém Hlavní systém Zařízení pro spuštění studeného motoru Akcelerační pumpička Obohacovací zařízení Přídavná zařízení Vícekomorové karburátory Karburátory s proměnným difuzorem (neproměnným tlakem v difuzoru) Karburátory pro alkoholová paliva K-Jetronic Části systému a jejich funkce Zásobování systému palivem Palivové čerpadlo Zásobník paliva Palivový filtr Regulátor systémového tlaku Vstřikovací ventily Odměřování paliva Měřič množství vzduchu Rozdělovač množství paliva Diferenční tlak tlakové ventily Přizpůsobení provozním stavům Základní přizpůsobení směsi Obohacení při studeném startu Obohacení při zahřívání motoru Stabilizace volnoběhu Obohacení při plném zatížení Chování při akceleraci Elektrické zapojení systému...51

5 3.3 Systém K-Jetronic s lambda regulací Systém KE - Jetronic Základní rozdíly systému s porovnáním s K Jetronicem Vstupní signály a jejich význam pro elektronické zařízení Elektrohydraulický měnič tlaku L - Jetronic Součásti systému L Jetronic a jejich funkce Palivový systém Snímání provozních dat Odměřování paliva Příprava směsi Přizpůsobení provozním stavům Doplňkové funkce 77 6 Vstřikování benzínu LH - Jetronic Snímač hmotnosti nasávaného vzduchu s vyhřívaným drátkem (HLM) Snímač hmotnosti nasávaného vzduchu s vyhřívaným filmem (HFM) BOSCH MONO - Jetronic Palivový systém Odvětrávací soustava palivové nádrže Vstupní signály pro sledování provozního stavu Funkce řídící jednotky výstupní signály Mono Monotronic Motronic Motronic M Vstupy a výstupy řídící jednotky Další systémy vstřikování benzínu Přímý vstřik benzínu Popis funkce Nová technická řešení Výfukové plyny motoru GDI Přímé vstřikování benzínu FSI Systém BOSCH Motronic MED Provozní režimy Palivová soustava Vysokotlaké palivové čerpadlo Palivová lišta Snímač tlaku paliva vysoký tlak G Vstřikovací ventily N30 N

6 Horní část sacího potrubí Výfuková soustava Snímače výfukové soustavy Zpětné vedení výfukových plynů Chlazení Snímače Snímač 2 teploty nasávaného vzduchu G Snímač tlaku nasávaného vzduchu G71 a snímač teploty nasávaného vzduchu G Snímač tlaku paliva nízký tlak G Snímač tlaku paliva vysoký tlak G Regulační ventil PVC u motoru 1,6 l FSI Snímač otáček motoru G Snímač polohy vačkového hřídele G Snímač atmosférického tlaku F Snímač množství nasávaného vzduchu G70 s možností identifikace zpětného proudění Pedál akcelerace se snímačem Jednotka ovládání škrticí klapky Snímač polohy spojkového pedálu G Spínač brzdových světel F a spínač brzdového pedálu F Snímač klepání Lambda sonda Přehled systému FSI (MED7)

7 1 Úvod do problematiky tvorby směsi zážehových motorů Motorová vozidla se stala v dnešní době hlavním nástrojem osobní a obchodní mobility. Rostoucí prosperita vede k obrovskému nárůstu využití aut - fenomén, který se potvrzuje v nových členských státech, které se k Unii připojily v roce V Číně a dalších rostoucích ekonomikách s volnějšími pravidly proti znečišťování než má EU trendy ukazují obrovský nárůst v osobní přepravě. Tento úspěch vyvolal vážné obavy z dopadů využití aut na životní prostředí, především dopravní zácpy, poškozování ovzduší, choroby způsobené dopravou a hlukem. Zájem o čistší a méně znečišťující auta a paliva v poslední době rapidně stoupl. Emise z benzínových a dieselových motorů se v posledním desetiletí díky evropské legislativě výrazně snížily a tento trend bude pokračovat i v budoucnosti. Výrobci automobilů se dobrovolně zavázali, že sníží emise oxidu uhličitého u osobních vozů. Asociace evropských výrobců automobilů (Association of European Automobile Manufacturers, ACEA) se dobrovolně zavázala, že dosáhne cíle CO2 140g/km pro nové osobní vozy, které se v EU vyrobí, do roku Komise každoročně hodnotí dosažený pokrok v tomto směru. Podobné dohody uzavřely Asociace japonských výrobců automobilů (JAMA) a Asociace korejských výrobců automobilů (KAMA). Cíle emisí oxidu uhličitého má být dosaženo technologickým vývojem a změnami na trhu souvisejícími s tímto vývojem. Nová auta na trhu podléhají přísnější environmentální legislativě a benefitují z vylepšených environmentálních technologií. Mnohem méně znečišťují, protože musí splnit náročnější standardy. Evropská legislativa se snaží o snížení těchto nepříznivých emisí. Stále přísnější standardy na objem emisí u osobních aut a jiných vozů započaly výrazné snížení znečištění ovzduší na ujetý kilometr. Od roku 1993 se limity určené evropskými nařízeními o znečištění vzduchu emisemi motorových vozidel nazývají standardy. Všechny standardy účinné od určitého data spadají pod jednotný výraz Euro, za kterým následuje číslo. Pro osobní auta jsou data účinnosti následující: standard Euro 1-92/93; Euro 2-96/97; Euro /2001 a Euro /2006, (Euro 5 a Euro 6), které by měly vstoupit v platnost do roku V současné době se nejvíce prosazují elektronické soustavy řízení motoru, přímé vstřikování paliva nebo rozvody s proměnným časováním. Cílem všech těchto metod je zvyšování účinnosti zážehového motoru a jeho výkonových parametrů a na druhé straně snižování spotřeby paliva a emisní limity výfukových plynů. Dosahovat co nejlepších standarty, si již nelze řízení zážehových motorů bez přesnosti elektronicky řízených systémů motoru představit. Obsáhlé modifikace na základním motoru a komplexní systémy, nové strategie řízení motoru s příslušným cejchováním, změněné funkční sledy nebo změněné komponenty vedou k tomu, že technika motoru a tím také systém řízení motoru odpovídá dnešnímu stavu techniky. Zvláštní roli přitom hrají dva pojmy strategie a cejchování. Strategie je v počítačovém programu, který provádí mikroprocesor řídící jednotky motoru. Pod cejchováním se rozumějí data, se kterými strategie pracuje,tzn. cejchování přizpůsobuje strategii aktuální cílovému motoru. Program strategie a data se ukládají v pevné paměti ROM ( Read Only Memory) řídicí jednotky motoru. Ačkoli by se na první pohled mohlo zdát, že vstřikování paliva do válců je záležitostí posledních několika let, není to úplně pravda. Dalo by se říci, že technologie přímého vstřiku zažívá jakési znovuzrození, které je dosaženo technologickým vývojem.

8 První motory s touto palivovou soustavou se objevily už v roce Šlo o letecké motory.premiéra přímého vstřiku v automobilovém průmyslu proběhla v roce 1952, kdy přišly na trh první sériové vozy s touto moderní technologií. Byly to automobily Gutbrod Superior 600 a Goliath 700 GP. Ale kvůli vysokým nákladům na výrobu a provoz se postupně přešlo na finančně výhodnější způsoby tvorby směsi. 1.1 Princip činnosti zážehového motoru Zážehová motor je spalovací motor s cizím zapalováním, který energii obsaženou v palivu převádí na energii pohybovou. U zážehového motoru je směs paliva (benzínu nebo plynu) se vzduchem vytvářena vstřikovací soustavou mimo spalovací prostor. Směs, nasávaná dolů se pohybujícím pístem, proudí do spalovacího prostoru. Zde je během pohybu pístu nahoru stlačena. Časově řízené zapalování s cizí energií zapálí směs pomocí zapalovací svíčky. Uvolněná energie, daná výhřevností směsi, zvýší tlak ve válci a píst, spojený s klikovou hřídelí se vlivem odevzdané práce pohybuje opět dolů. Po každém hoření jsou spálené plyny z válce vytlačeny a je nasáta čerstvá směs paliva a vzduchu. Tato výměna plynu probíhá u spalovacích motorů automobilů především podle principu čtyřdobého motoru. Pro jeden pracovní cyklu jsou tak zapotřebí dvě otáčky klikového hřídele (Obr. 1). Obr. 1 Princip činnosti čtyřdobého zážehového motoru. 1.2 Příprava směsi Ovlivňující faktory

9 Směs paliva se vzduchem Zážehový motor potřebuje ke svému provozu určitý poměr vzduchu a paliva. Ideální teoreticky dokonalé spalování nastává při poměru 14,7:1. Tento poměr je také označování jako stechiometrický poměr. Určité provozní stavy motoru vyžadují korekci složení směsi. Měrná spotřeba paliva zážehového motoru je značně závislá na směšovacím poměru vzduchu a paliva. Pro reálné úplné spalování a tím také pro co nejmenší spotřebu je nutný přebytek vzduchu, jehož hranice je určena zejména zápalností směsi a použitelnou dobou hoření. U dnes používaných motorů je nejnižší spotřeba paliva při poměru vzduchu a paliva asi kg vzduchu na 1 kg paliva. Názorně zobrazeno to znamená, že ke spálení jednoho litru benzínu je zapotřebí asi litrů vzduchu. Motory vozidel, které jsou většinu času provozovány v oblasti částečného zatížení, jsou konstrukčně dimenzovány tak, aby v této oblasti dosáhly nejnižší spotřeby. Pro ostatní oblasti provozu jako např. volnoběh a plné zatížení je vhodnější směs bohatší na palivo. Systém přípravy směsi musí být proto zkonstruován tak, aby byl schopen splnit tyto požadavky. Součinitel přebytku vzduchu K rozpoznání toho, jak hodně se odlišuje skutečný poměr vzduchu a paliva od teoreticky nutného (14,7:1), byl zvolen součinitel přebytku vzduchu příp. vzdušný součinitel (lambda). λ = skutečně přivedená hmotnost vzduchu / hmotnost vzduchu potřebná pro stechiometrické spalování. λ = 1: Skutečně přivedená hmotnost vzduchu odpovídá teoretické potřebě. λ 1: Nedostatek vzduchu nebo-li bohatá směs. Nejvyššího výkonu se dosahuje při λ = 0,85 0,95. λ 1: Přebytek vzduchu nebo-li chudá směs nastává od = 1,05 1,3. Při této hodnotě součinitel přebytku vzduchu lze pozorovat snižující se spotřebu paliva a snížený výkon. λ 1,3: Směs již není schopna zapálení. Dochází k vynechávání spalování. Běh motoru je značně neklidný. Zážehové motory s nepřímým vstřikování paliva dosahující nejvyššího výkonu při 5 15% nedostatku vzduchu (λ = 0,95 0,85), nejnižší spotřeby paliva při 10 20% přebytku vzduchu (λ = 1,1 1,2) a bezvadný volnoběh mají při λ = 1,0. Na obrázcích 2 a 3 je znázorněna závislost výkonu a měrné spotřeby paliva spolu s vývojem složení emisí na součiniteli přebytku vzduchu λ. Z uvedených charakteristik je patrné, že neexistuje ideální hodnota poměru vzduchu, při které dosahují všechny faktory nejpříznivějších hodnot. V praxi se jako nejvhodnější osvědčily hodnoty součinitele přebytku vzduchu λ = 0,9 1,1. Pro zpracování výfukových plynů v třícestném katalyzátoru je bezpodmínečně nutné udržet hodnotu poměru vzduchu při zahřátém motoru přesně na λ = 1. Aby toho mohlo být dosaženo, musí být přesně změřena hmotnost nasávaného vzduchu a přesně dávkováno množství paliva. Kromě přesného dávkování paliva je pro průběh spalování také důležitá homogenní směs. Té se dosáhne dobrým rozprášením paliva.

10 Pokud není tento požadavek splněn, usazují se velké kapičky paliva na stěnách sacího potrubí, což vede ke zvýšeným emisím HC. Obr. 2 Vliv součinitele přebytku vzduchu λ na výkon P a měrnou spotřebu be Přizpůsobení provozním stavům V některých provozních stavech se potřeba paliva velmi odlišuje od stacionární potřeby zahřátého motoru. V takových případech je nutný korekční zásah do přípravy směsi. Studený start Při studeném startu je nasávaná směs vzduchu s palivem cestou do motoru ochuzována vlivem nedostatečného promíchání nasátého vzduchu s palivem, omezeného odpařování paliva a srážením paliva na stěnách vlivem nízkých teplot. Aby se vyrovnaly tyto rozdíly a usnadnilo nastartování studeného motoru, musí být v okamžiku startu přivedeno více paliva. Fáze po startu Po startu je za nízkých teplot nutné krátkodobé obohacení směsi palivem do doby, než dojde zvýšením teplot ve spalovacím prostoru ke zlepšení přípravy směsi ve válci. Dodatečně se díky bohaté směsi dosáhne také vyššího točivého momentu a tím lepšího přechodu do předepsaných volnoběžných otáček. Fáze zahřívání

11 Na studený start a fázi po startu navazuje fáze zahřívání motoru. V této fázi potřebuje motor bohatší směs, protože část paliva kondenzuje na stěnách válců, které jsou ještě studené. Protože je kvalita přípravy směsi s klesající teplotou horší (např. z důvodu menšího promísení vzduchu a paliva a také kvůli větším kapičkám paliva), dochází v sacím potrubí ke srážení paliva, které se vypaří až při vyšších teplotách. Tyto vyjmenované vlivy podmiňující s klesající teplotou vzrůstající obohacení. Částečné zatížení Obr. 3 Vliv součinitele přebytku vzduchu na složení emisí. Při částečném zatížení je velmi důležité naladění složení směsi na minimální spotřebu paliva. Pro splnění přísných emisních limitů je při použití řízených třícestných katalyzátorů potřebné navíc udržet směs na λ = 1. Plné zatížení Při plné otevřené škrtící klapce musí motor odevzdat co možná nejvyšší točivý moment případně co možná nejvyšší výkon. Jak je zřejmé z obrázku 2, musí být v tomto případě směs paliva se vzduchem obohacena na λ = 0,85 0,90. Zrychlení Při rychlém otevření škrticí klapky dochází ke krátkodobému ochuzení směsi vlivem snížené schopnosti odpařování paliva při zvýšeném tlaku v sacím potrubí (zvýšená tvorba filmu paliva na

12 stěnách). K dosažení dobrého chování motoru v přechodové fázi, je zapotřebí obohacení směsi, které je závislé na teplotě motoru. S tímto obohacením lze při zrychlení dosáhnout dobrého chování motoru. Decelerace Přerušením dodávky paliva při deceleraci je možné snížit spotřebu paliva při jízdě z kopce, a při každém brzdění, tedy i při městském provozu. V těchto režimech navíc nedochází k tvorbě škodlivin ve spalinách. Přizpůsobení směsi ve vyšších polohách S rostoucí nadmořskou výškou (např. při jízdě v horách) klesá hustota vzduchu. To znamená, že stejné množství vzduchu nasáté motorem ve vyšších polohách má menší hmotnost než v nížinách. Pokud nebude tato souvislost zohledněna při přípravě směsi, dojde ve vyšších polohách k nadměrnému obohacení, které povede k vyšší spotřebě paliva a k vyšší produkci škodlivých zplodin. 1.3 Systémy přípravy směsi Úkolem karburátoru nebo vstřikovacího systému je připravit každému provoznímu stavu motoru co možná nejlépe přizpůsobenou směs vzduchu s palivem. Už několik let se pro přípravu směsi používají hlavně vstřikovací systémy, jejichž výhodou je vstřikování paliva v souvislosti s požadavky na hospodárnost, výkonové schopnosti, dokonalé jízdní vlastnosti a nízký obsah škodlivin ve výfukových plynech. Vstřikování umožňuje přesné odměřování paliva v závislosti na provozním stavu a zatížení motoru při zohlednění okolních vlivů. Složení směsi je přitom řízeno tak, aby byl nízký podíl škodlivin ve výfukových plynech Vícebodové vstřikování Vícebodové vstřikování má ideální předpoklady pro splnění těchto úkolů. U vícebodových vstřikovacích systémů je každému válci přiřazen jeden vstřikovací ventil, který vstřikuje palivo přímo před sací ventil příslušného válce. Příkladem tohoto vstřikování může být KE- nebo L-Jetronic s jejich různými variantami (obr.4). Obr. 4 Vícebodové vstřikování MPI.

13 Mechanický vstřikovací systém I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í Z mechanických systémů je nejrozšířenější systém K-Jetronic. Systém pracuje bez pohonu a palivo je vstřikováno kontinuálně (nepřetržitě). Kombinovaný mechanicko-elektronický systém Systém KE-Jetronic je založení na mechanickém základu systému K-Jetronic. Díky rozšířenému získávání provozních dat umožňuje elektronické řízení doplňkových funkcí tak, aby bylo vstřikované množství paliva přesně přizpůsobeno různým provozním stavům motoru. Elektronické vstřikovací systémy Elektronicky řízené vstřikovací systémy vstřikují přerušovaně palivo elektromagnetickými vstřikovacími ventily. Příklady: L-Jetronic, LH-Jetronic a Monotronic jako integrovaný systém zapalování a vstřikování Centrální vstřikování Centrální vstřikování je elektronicky řízený vstřikovací systém, u kterého je palivo vstřikováno přerušovaně do sacího potrubí z jednoho elektromagnetického ventilu na centrálním místě nad škrticí klapkou. Mono-Jetronic je označení centrálního vstřikovacíh systému firmy Bosch (obr. 5). Obr. 5 Centrální vstřikování SPI Přímé vstřikování DI Myšlenka přímého vstřikování je velmi stará a v leteckém průmyslu se využívala již ve 30. letech 20. století. V automobilovém průmyslu však ještě uběhlo hodně vody, než byl uveden na trh relativně levný a přitom spolehlivý systém. Umožňuje regulovat výkon nikoli jen kvantitou, ale též kvalitou směsi. Při malé zátěži motoru se pracuje s velmi chudou směsí, která by se obtížně zapálila. Proto se pomocí speciálně tvarovaného potrubí a hlavy pístu rozvíří nasávaný vzduch a do oblasti kolem svíčky se pod vysokým tlakem těsně před završením druhé doby vstříkne minimální potřebné množství paliva. To se ve válci rozvrství a kolem svíčky se utvoří bohatší směs, kterou už není problém zažehnout. Hořící palivo pak snadno zapálí chudší směs. Jedná se o tzv. "vrstvené plnění".

14 Při vyšší zátěži se pak směšovací poměr snižuje, palivo je vstřikováno již během sání a zároveň tím ochlazuje válec. Obr. 6 Přímé vstřikování. Výhody vstřikování Nižší spotřeba paliva Shromažďování všech pro provoz motoru potřebných provozních dat (např. otáček, zatížení, teploty, polohy škrticí klapky) umožňuje přesné přizpůsobení ustáleným a neustálým provozním stavům. Tím je zaručeno, že bude odměřeno jen tolik paliva, kolik motor v konkrétních provozních podmínkách potřebuje. Vyšší výkon Použití systémů K-Jetronic a L-Jetronic umožňuje optimální tvarování sacích kanálů, čímž je v důsledku zlepšeného plnění válců dosaženo vyššího točivého momentu. Výsledkem jsou vyšší měrný výkon a zlepšený průběh točivého momentu. Díky u vstřikovacích systému obvykle odděleného měření nasávaného množství vzduchu a množství paliva, může být i u systému Mono-Jetronic, ve srovnání s karburátorem z důvodů méně škrcených sacích kanálů dosaženo vyššího výkonu. Zrychlení bez prodlevy Systémy Jetronic se bez prodlevy přizpůsobují měnícím se podmínkám zatížení. To platí jak pro vícebodového tak i pro centrální vstřikování je palivo vstřikováno přímo před sací ventil motoru, čímž se v co největší míře zabraňuje tvorbě palivového filmu na stěnách sacího potrubí zohledněno vytváření a odbourání palivového filmu na stěnách sacího potrubí v neustálených režimech. Toto se dosahuje odpovídající konstrukcí a funkcí systému při odměřování paliva a přípravě směsi. Zlepšený studený start a fáze zahřívání Díky přesnému dávkování paliva v závislosti na teplotě motoru a otáčkách při startování se dosahuje krátkých startovacích časů a rychlého přechodu do volnoběžných otáček. Ve fázi zahřívané se díky přizpůsobení množství paliva nastaví pravidelný chod motoru a samočinné postupné nastavování plynu při co možná nejmenší spotřebě paliva.

15 Spaliny s nízkým obsahem škodlivých látek I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í Koncentrace škodlivých látek ve spalinách přímo souvisí s hodnotou poměru vzduchu a paliva. Pokud chceme motor provozovat s co nejnižším obsahem škodlivin ve spalinách tak to předpokládá systém požadované přesnost složení směsi. 1.4 Historie přípravy směsi Vstřikování benzínu má dlouhou, více než 100 letou minulost. Již v roce 1898 vyrobila továrna na plynové motory Deutz v malém počtu kusů pístové čerpadlo pro benzínové vstřikování.jen o něco později byl objeven princip karburátoru a benzínové vstřikování pak již při tehdejších stavu techniky nebylo konkurenceschopné.již v roce 1912 zahájil Bosch první experimenty s benzínovými vstřikovacími čerpadly. V roce 1937 přišel do sériové výroby první letecký motor, s výkonem 1200 PS, se vstřikováním benzínu Bosch.Nespolehlivost karburátorové techniky způsobené zamrzání a nebezpečí požáru, podpořila vývoj vstřikování benzínu právě v této oblasti. Tak začala éra vstřikování benzínu Bosch, ale ke vstřikování benzínu v osobních vozidlech zbýval ještě pořádný kus cesty. V roce 1951 bylo poprvé přímým vstřikováním benzínu firmy Bosch sériově vybaveno osobní vozidlo. O několik let později následovala montáž do legendárního 300SL, sériového sportovního vozu Daimler-Benz. V následujících letech byla mechanická vstřikovací čerpadla dále vyvíjena a v roce 1967 se vstřikování benzínu podařil další významný krok vpřed: první elektronický vstřikovací systém: tlakem v sacím potrubí řízený D-Jetronic.V roce 1973 byl na trh ve stejné době uveden elektronický systém L Jetronic a mechanicko-hydraulicky řízený K- Jetronic, oba měří množství nasávaného vzduchu. V roce 1979 byl uveden nový systém Motronic s digitálním zpracováním mnoha funkcí motoru. Tento systém spojil vstřikování L- Jetronic a elektronické zapalování ( s polem charakteristik). Byl to první mikroprocesor v automobilu.od roku 1987 se přidal Mono- Jetronic, cenově výhodný centrální vstřikovací systém, který umožnil vybavit vstřikováním i ta nejmenší vozidla. Od roku 1967 ( první zavedení systému D- Jetornic) do konce roku 1997 byl systém řízení motoru Bosch montován do 64 milionů rozlišných motorových vozidel.

16 KONTROLNÍ OTÁZKY: 1) Čím je u zážehového motoru směs zažehnuta (zapalovací svíčkou) 2) Ideální teoreticky dokonalé spalování nastává při poměru vzduchu a paliva.(14,7:1). 3) Co značí zkratka MPI(vícebodové vstřikování) 4) Centrální vstřikování je elektronicky řízený vstřikovací systém, u kterého je palivo vstřikováno přerušovaně. (do sacího potrubí z jednoho elektromagnetického ventilu na centrálním místě nad škrticí klapkou) 5) Který se vstřikovacích systému pracuje tzv. vrstvenou plnění. (přímé vstřikování) 6) Směs je bohatá, je-li: a) poměr lambda větší než jedna b) poměr lambda rovný jedné c) poměr lambda menší než jedna /c/

17 2 Karburátor I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í Karburátor slouží pro přípravu směsi benzínu se vzduchem (dále jen směs). Jeho úkolem je připravit směs se složením pokud možno konstantním v co nejširším rozsahu otáček a zatížení, a to při co nejmenším odporu kladenému proudícímu vzduchu, který by nepříznivě ovlivnil plnění válců, a tím výkon motoru a spotřebu paliva. Nasátý benzín by se měl v proudícím vzduchu rozprášit co nejvíce (vytvořit kapičky co nejmenší velikosti, téměř mlhu), pro krátkou dobu pobytu" v difuzoru karburátoru nelze zajistit jeho odpaření (zplynování), tento úkol přebírá sací potrubí a kompresní zdvih ve válci. Jemné rozprášení Dosáhne se zpěněním paliva ještě před jeho rozprášením. Zpěnění paliva se docílí přivedením vzduchu pod hladinu paliva ( předmísení paliva se vzduchem vytvoření emulze) Teplota Čím je teplota nasávaného vzduchu v sacím potrubí a ve válci vyšší, tím je odpaření jemně rozprášeného paliva dokonalejší. Podtlak Podtlak, který panuje v karburátoru a sacím potrubí, rovněž usnadňuje odpaření paliva. Kapaliny se snadněji odpařují za nízkého tlaku vzduchu. V režimech, kdy takto vyrobená směs neodpovídá potřebám motoru, nastupují přídavné systémy, které složení směsi patřičně upraví. Z tohoto pohledu rozdělujeme karburátor na několik částí, které podle své činnosti patří mezi hlavní nebo pomocné. Karburátor není dokonalým přístrojem, ale zase se vyznačuje jednoduchostí funkce a minimální poruchovostí, kterou má na svědomí" minimum pohyblivých dílů. Pokud je palivo dostatečně čisté aby nemohlo ucpávat kalibrované trysky nemá se vlastně co na karburátoru pokazit. Příprava směsi karburátorem potřebuje nějakou energii, kterou odebírá z kinetické energie nasávaného vzduchu. Proto i sebelepší karburátor omezuje plnění motoru a snižuje výkon (i při plně otevřené škrtící klapce omezuje přívod vzduchu do motoru, a tím zhoršuje činitel plnění válců čerstvou směsí) za současného zvýšení měrné spotřeby paliva (zvyšuje zápornou práci sacího zdvihu). Proti systémům se vstřikováním jde o rozdíl okolo 10-15%. Přesto se karburátor používal velmi dlouho, a to z důvodu nízké ceny. Teprve zpřísňující se emisní limity, které nebylo možné splnit i sebelépe vybaveným karburátorem, ukončily jeho kralování v automobilové technice. Karburátory můžeme rozdělit do mnoha skupin podle počtu komor, použití, montážní polohy atd. Základním označením karburátoru je vždy montážní poloha (spádový, horizontální) a počet komor (jednoduchý, dvoustupňový, s proměnným difuzorem). Teprve poté se udává použití (vozidlový, letecký, pro stacionární motory, membránový pro motorové pily). Nás velmi zajímá montážní poloha. Všechny karburátory pro sériové motory jsou spádové, tzn. že vzduch proudí karburátorem shora dolů, což je z hlediska jeho vlastností nejlepší řešení. V začátcích vývoje motorů se vzhledem k rozvodu SV používaly karburátory s opačným směrem proudění (zespodu nahoru), se kterými nebyl motor schopen dosáhnout přiměřeného výkonu. Palivo bylo vysáváno směrem vzhůru, což znamenalo další nárok na energii odnímanou nasávanému vzduchu. Sražené palivo na stěnách sacího potrubí teklo zpět do difuzoru,

18 místo aby bylo přirozeně strháváno proudícím vzduchem do válců. Horizontální karburátory se používají u sportovních a závodních motorů, kde nikoho příliš chod motoru zastudena a provoz v nízkých otáčkách nezajímá a ve vysokých otáčkách a malé vzdálenosti od sacích ventilů vše funguje dobře. Pro běžnou sériovou produkci se dlouhá desetiletí používá výhradně spádové provedení. 2.1 Základ karburátoru Základem karburátoru je tzv. Venturiho trubice. To je zařízení, které umožňuje nasávat palivo proudícím vzduchem. Skládá se z potrubí, které je v jednom místě zúženo. Tomuto zúžení se říká difuzor. Zúžení musí být přiměřeně plynulé, aby proudící vzduch pozvolně změnil rychlost bez vzniku turbulencí, které prudce zvýší odpor protékajícímu vzduchu. Principem Venturiho trubice je změna rychlosti proudění za snížení tlaku. Pokud proudí vzduch (nebo jakýkoliv plyn) potrubím konstantního průřezu, má určitou rychlost a tlak. Jakmile toto potrubí zúžíme (vytvoříme difuzor), rychlost proudění se zvýší za současného poklesu tlaku. Pokud v místě největšího zúžení vytvoříme malý otvor, tímto otvorem se snaží okolní atmosféra, jejíž tlak je vyšší než v zúženém místě trubice, tlak vyrovnat. Z toho tedy vyplývá, že vzniká sací efekt. Pokud otvor propojíme s otevřenou nádržkou, v níž je jakákoliv kapalina přiměřené nízké viskozity, bude do proudícího vzduchu přisávána (přesněji tlačena okolním atmosférickým tlakem). Otvor nesmí být příliš velký, jinak okolní tlak vzduchu jev naruší až znemožní. Takže pro činnost karburátoru je důležité, jak rychle proudí vzduch difuzorem, při velmi malé rychlosti se podtlak nevytvoří a nelze nic nasát. Na principu Venturiho trubice kromě karburátorů pracují např. všechny vzduchové stříkací pistole, odsávací zařízení spálených plynů u vojenských kanónů atd. Fyzické provedení Venturiho trubice se liší podle použití, stříkací pistole mají jiné provedení difuzoru než karburátor, ale princip je v zásadě stejný.

19 Obr. 7 Schematické zobrazení principu činnosti karburátoru. Všechny systémy karburátoru kromě akcelerační pumpičky jsou závislé na vytvořeném podtlaku mezi karburátorem a sacími ventily. Tento podtlak totiž vytváří proudění vzduchu difuzorem, a jelikož všechny zmiňované systémy pracují na principu nasávání benzínu z plovákové komory, bez proudění vzduchu jsou nečinné. Takto se samočinně karburátor odpojí z funkce při zastavení motoru. 2.2 Hlavní části karburátoru Hlavní části karburátoru jsou těleso a víko karburátoru. V těchto hlavních částech jsou vytvořeny jednotlivé systémy a zařízení karburátoru. Plovákové zařízení Obr. 8 Hlavní části karburátoru ( Solex 1 B3). Karburátor musí mít plovákovou komoru, což je zásobní nádržka pro palivo malého objemu, kde se pomocí plováku a jehlového ventilu udržuje konstantní hladina paliva. Její objem by měl být co nejmenší, aby se v něm zbytečně neshromažďovalo palivo, které se při delším stání vozidla odpaří. Také malý objem komory se rychle při čerpání naplní a tak je zajištěna rychlá odezva na odběr paliva při akceleraci. Malé množství paliva se také rychleji v karburátoru obměňuje a tedy se méně ohřívá.

20 Tato hladina je důležitým faktorem pro celkovou činnost karburace, protože k ní jsou vztažena všechna vyústění otvorů pro palivo a polohy trysek. Pokud není hladina ve správné výši, karburátor není schopen vytvořit správnou směs, protože se změní tlakové poměry v místě vyústění otvorů. Hladina se udržuje v toleranci ± 1 mm a nejčastěji se pohybuje 20 mm pod horním okrajem plovákové komory. Nízká hladina vede k ochuzení směsi ve všech režimech, vysoká naopak. Příliš velká odchylka od normálu znemožňuje činnost karburátoru. Plovák se vyrábí z plastické hmoty odolné používanému palivu a zabírá velký objem komory, tím vytlačí značný objem paliva, a tedy podle Archimédova zákona vytváří značnou sílu pro zavírání jehlového ventilu. Jehlový ventil má nejčastěji průměr otvoru pro přívod paliva 1,5 mm, pro velké motory je přiměřeně větší. Před ventil se vkládá jemné sítko, které zachytává případné nečistoty obsažené v palivu. Větší nečistoty zapříčiní zablokování jehly v otevřené poloze a ventil přestane plnit svoji funkci. Za provozu je vhodné občas sítko zkontrolovat a případně vyčistit. Některé karburátory jsou vybaveny odvětrávacím ventilem, který propojí prostor nad hladinou paliva s okolním ovzduším při zavření škrtící klapky. Při otevřené klapce o více než 15 stupňů je odvětrání uzavřeno, plováková komora je propojena s prostorem nad difuzory. Tímto ventilem se zabraňuje tlakovým změnám v plovákové komoře a následnému kolísání hladiny paliva. Obr. 9 Plovákové zařízení Systém běhu na prázdno (volnoběh) a přechodový systém Volnoběžný systém patří mezi systémy hlavní, protože bez jeho funkce je provoz motoru možný jen při vyšších otáčkách a zatížení. Přechodový systém zabezpečuje plynulý přechod mezi různými provozními stavy. Pokud není správně seřízen, motor díky nedostatku paliva při změnách stavu vynechává. Systém volnoběhu a přechodů se skládá podobně jako systém hlavní z trysky, vzdušníku a potřebných kanálů. Vyústění kanálů je vždy v první komoře a hlavní kanál volnoběhu je vyveden pod škrtící klapku, přechodové kanály na několik míst nad škrtící klapkou. Volnoběžný systém je vždy seřizovatelný z vnějšku. Odběr paliva je z kanálu za hlavní tryskou 1. komory, základní směšovací

21 poměr určuje tryska volnoběhu a vzdušník volnoběhu. Některé karburátory a je jich většina, která má pomocný kanál vzduchu mají pomocné trysky volnoběhu, kterými se řídí směs v pomocném kanálu. Nelze přisávat čistý vzduch, regulace volnoběhu by se negativně ovlivnila. Celkovou bohatost výsledné směsi pro volnoběh je možné seřizovat šroubem s kuželovým zakončením, kterým se škrtí kanál mezi tryskami a prostorem pod škrtící klapkou. Konkrétní provedení této části se liší podle typu a výrobce, výsledek je ale vždy stejný. Velikost trysky volnoběhu a vzdušníku volnoběhu udává složení směsi pro přechodové režimy. Zde je možné seřízení jen výměnou trysek. Většina dnešních karburátorů má ještě elektromagnetický ventil, který zavírá přívod paliva buď uzavřením trysky volnoběhu, nebo kanál v místě vyústění do sacího traktu. Tato funkce je nezbytná při seřízení směsi volnoběhu jako chudé, tzn. pod obsah asi 2,5% CO, kdy po vypnutí zapalování dochází k samozápalům (motor má snahu neustále běžet, i když nepravidelně, palivo si přisává přes volnoběžný systém). Při volnoběhu je škrtící klapka téměř uzavřena (štěrbina mezi ní a stěnou karburátoru je jen několik setin mm), podtlak pod škrtící klapkou je značný. Nad klapkou je tlak atmosférický a odtud tedy nelze dostat žádné palivo. Palivo nasáté přes trysku volnoběhu smíchané s nasátým vzduchem přes vzdušník volnoběhu a přechodové otvory proudí hlavním volnoběžným kanálem pod škrtící klapku, kde se smísí se vzduchem, který proudí okolo škrtící klapky nebo kanálem přídavného vzduchu podle typu karburátoru. Takto dokáže motor pracovat ve volnoběžných otáčkách nepřetržitě s velkou pravidelností. Teď se potřebujeme rozjet. Otevřeme škrtící klapku pozvolným pohybem, aby změna tlaku nebyla příliš prudká. Začíná se zvyšovat průtok vzduchu okolo škrtící klapky, podtlak nad klapkou je ještě pořád velmi malý, a tak hlavní systém není ve funkci. Protože od otevření klapky asi o 3 6 stupńů již směs z volnoběžného systému nestačí, začíná se přisávat palivo přes přechodové otvory v oblasti těsně nad škrtící klapkou jejich umístění se volí tak, aby v tomto režimu hrana škrtící klapky vytvářela v místě přechodových otvorů větší podtlak a palivo se nasávalo více než odpovídá průtoku vzduchu (okolo protilehlé poloviny klapky totiž proudí čistý vzduch a nějak se to musí vyrovnat). V této oblasti jsou ve funkci společně systém volnoběhu a systém přechodový. Při dalším pozvolném otvírání se zvyšuje rychlost proudění difuzorem a snižuje se podtlak v okolí přechodových otvorů. Při otevření škrtící klapky asi o množství směsi proudící přes přechodové otvory klesá, ale začíná se přisávat palivo z hlavního systému. Tato oblast je velmi labilní, a proto se často vytváří ještě jeden přechodový otvor v rozšiřující se části difuzoru, který tento labilní stav eliminuje. V oblasti otevření klapky o pracují oba systémy společně. Při dalším otevírání dochází k postupnému zániku funkce volnoběžného a přechodového systému a přípravu směsi téměř plně přebírá systém hlavní komory (nějaké malé procento paliva se pořád přisává z volnoběžného systému).

22 2.2.2 Hlavní systém Obr. 10 Běh na prázdno a přechodový systém. Hlavní systém slouží k přípravě směsi při vyšších výkonech motoru. Její funkcí je, kromě vytvoření směsi ve správném poměru, také pokud možno co nejlepší rozprášení paliva v proudícím vzduchu. Samotný difuzor tuto funkci dobře neplní, proto se používá tzv. rozprašovač, který je umístěn před difuzorem v přesně vymezené vzdálenosti. V principu jde o přídavný difuzor, odkud se nasává předpřipravená směs z emulzní trubice. Do hlavního difuzoru proudí již do určité míry rozprášené palivo, a tak při dalším zrychlení se dosáhne uspokojivého rozprášení paliva. Pro zajímavost rychlost proudění vzduchu difuzorem pro dobré rozprášení paliva se pohybuje v mezích m/s, palivo proudí asi 20x pomaleji (platí pro všechny velikosti karburátorů). Rozdílné rychlosti proudění vzduchu a paliva jsou důležité pro rozprášení, při stejné rychlosti by se palivo jen unášelo ve velkých kapkách bez snahy o jakoukoliv změnu jejich velikosti. Rychlost paliva se postupně zvyšuje s rozprášením a v oblasti sacího ventilu již není rozdíl tak velký. Problémem je dodržení konstantního směšovacího poměru v celém rozsahu otáček a zatížení. Nestejný poměr množství vzduchu a množství paliva při zvyšování rychlosti proudění difuzorem se v začátcích řešil pomocí přídavných klapek vzduchu, které se pomocí podtlakových regulátorů otvíraly a přes které se nasávalo vyrovnávací množství čistého vzduchu. Protože se tím komplikovala konstrukce karburátoru dalšími pohyblivými prvky, které vnášely další možnost poruchy, rychle se od nich upustilo. Poté se zkoušelo několik variant přídavných trysek, jejichž

23 činnost měla obrácený charakter. Při správné kombinaci velikostí trysek a určitém uspořádání byl výsledný efekt optimální to co jedna tryska dala navíc, druhá zase ubrala a výsledkem bylo celkem přesné dodržení směšovacího poměru. Hlavní tryska je umístěna v plovákové komoře, přes ni proudí palivo do šachty, kde je umístěna emulzní trubice, v které je shora zašroubován vzdušník. Z šachty vede kanál nad úrovni hladiny v plovákové komoře do rozprašovače. Průchodem vzduchu difuzorem rozprašovače dochází k nasávání směsi benzínu a vzduchu z emulzní trubice. V nízkých otáčkách je podtlak malý a hladina paliva v emulzní šachtě je ve výši hladiny v plovákové komoře. Se zvyšujícími se otáčkami roste podtlak, tedy by se mělo nasávat více paliva než odpovídá požadavku. Protože šachta není uzavřena, přisává se kromě paliva také vzduch, jehož množství je určeno velikostí vzdušníku. (Protože je vzduch lehčí a je ochotnější se nasát, nasává se ho se zvyšujícím podtlakem více než paliva.) Vzduch se s palivem v emulzní trubici smísí a teprve takto předpřipravená směs se nasává do rozprašovače. Čím vyšší jsou otáčky, tím je větší poměr vzduchu v předpřipravené směsi (je lehčí a tudíž více pohyblivý), a přestože objemově nasávám více směsi, paliva je méně a celkový směšovací poměr je přibližně konstantní. Velikost a počet otvorů emulzní trubice včetně jejího tvaru je pomocným činitelem optimální funkce tohoto systému. Základní směšovací poměr a jeho průběh v závislosti na otáčkách je tedy dán poměrem velikostí hlavní trysky, hlavního vzdušníku a provedení emulzní trubice. Obr. 11 Emulzní šachta s emulzní trubicí Zařízení pro spuštění studeného motoru

24 Při spouštění studeného motoru se velká část paliva usadí ( zkondenzuje na stěnách sacího potrubí a válců motoru. Usazování paliva ( vytvoření palivového filmu) na stěnách sacího potrubí je způsobeno především malou rychlostí nasávané směsi ( nízké spouštěcí otáčky) a nízkou teplotou, která zhoršuje odpařitelnost paliva. Poměrně velmi malý podtlak ve směšovací komoře nestačí uvést do činnosti ani hlavní ani volnoběžný systém. Z těchto důvodů je směs ve spalovacím prostoru příliš chudá a nelze jí zapálit. Součástí karburátoru musí být proto zařízení pro vytvoření velmi bohaté směsi (1:3). Bohatou směs pro spuštění motoru lze vytvořit pomocí: Přeplavovaní kolík Ručně ovládaný přeplavovaní kolík je součástí plovákové komory. Před spouštěním motoru se pomocí kolíku zatlačí plovák dolů, což má za následek zvýšení hladiny paliva v plovákové komoře až nad ústí hlavního systému. Palivo není rozprášeno, nedokonale se mísí se vzduchem a smývá ze stěny válce mazací olej. Tento způsob se používá pouze u motocyklových karburátorů. Sytič Je jednoduché zařízení, které dodává velmi bohatou směs v množství, jež stačí na běh motoru naprázdno v oblasti otáček min -1, do prostoru pod škrtící klapkou. Regulace množství této směsi se děje otočným šoupátkem a to buď automaticky pomocí bimetalové pružiny, která se zvyšující teplotou motoru postupně sytič zavírá, nebo ručně pomocí páčky a táhla. Karburátor navíc obsahuje omezovací člen, který se zvyšujícími otáčkami samočinně uzavírá přívod paliva k šoupátku a zabraňuje tak nadměrnému obohacování směsi v režimu, kdy již vhodnou směs jsou schopny vytvořit základní systémy karburátoru. Jedná se o podtlakový ventilek nebo jednodušší tlumítko. Při spouštění musí být škrtící klapka vždy zavřená, jinak se nevytvoří dostatečný podtlak v pomocném karburátoru a sytič neplní svou funkci. Přívěra vzduchu je zařízení jednoduché, ale má své určité zvláštnosti. Přívěra je vlastně škrtící klapka umístěná nad rozprašovačem první komory (starší konstrukce karburátorů měly přívěru společnou pro obě komory). Při jejím zavření a mírném pootevření škrtící klapky prvního stupně se při spouštění vytvoří značný podtlak v oblasti nad škrtící klapkou, který způsobí nasávání paliva všemi zde umístěnými otvory a to ve větším množství, než odpovídá normálnímu režimu. Směs se tedy výrazně obohatí bez dalších zásahů do konstrukce karburátoru. Otevření škrtící klapky se volí zhruba takové, aby motor po spuštění dosáhl otáček okolo 2000 min -1. Ovšem přívěra se po spuštění motoru nesmí ponechat úplně uzavřená, směs by se nadměrným podtlakem silně obohatila a motor by se zastavil. Proto se musí učinit opatření, aby se přívěra po několika sekundách chodu mírně pootevřela, kdy vytvořený podtlak nad škrtící klapkou dostane opět přijatelnější hodnotu. Pokud nepoužijeme složité elektricko - pneumatické ovládání, můžeme si pomoci podtlakovými klapkami umístěnými přímo v přívěře, které se při překročení určité hodnoty podtlaku automaticky otevřou (vozidla typu Moskvič, Volha). Dalším řešením je ovládání asymetricky uložené přívěry přes pružný člen, který nedovolí uzavření přívěry natvrdo a zvýšený podtlak (také díky asymetrickému uložení přívěry) přívěru samočinně pootevře. (Optimálním řešením je ale automaticky ovládaná přívěra, je sice výrobně drahá, ale její funkce se dá velmi dobře sladit s potřebami motoru.) Problémem přívěry je obrácená činnost proti pomocnému karburátoru po dosažení vyšších otáček, kdy vyvstane nutnost jejího dalšího otevření, jinak se nadměrně obohatí směs. Karburátor s přívěrou má jednodušší odlitek základního tělesa, kanály pro pomocný karburátor není třeba vytvářet. Pokud se nepoužívají automatické ovládací systémy,

25 karburátor je objemově menší než typ s pomocným karburátorem. Ovládání přívěry je mechanicky svázáno s ovládáním škrtící klapky, kdy při zavření přívěry se přiměřeně pootevře škrtící klapka a zase naopak při větším sešlápnutí akcelerátoru se více pootevře přívěra. Automatické systémy ovládání přívěry jsou dnes velmi složité, obsahují nastavovače polohy škrtící klapky, nucené otvírače, termostatické stupně vyhřívané jak elektricky, tak chladící kapalinou atd. Obr. 12 Víko a těleso zařízení pro spouštění motoru ( Jikov Lekr) Akcelerační pumpička Akcelerační pumpička má za úkol vstříknout určité množství paliva (asi 0,5 0,8 cm 3 na jeden zdvih, i více podle velikosti karburátoru) při otvírání škrtících klapek karburátoru, kdy vyrovnává ochuzení směsi z rozdílu setrvačnosti vzduchu a paliva. Dnes se již výhradně používá mechanické ovládání pumpičky, kdysi používané podtlakové řízení nelze dobře optimalizovat při použití vícekomorových karburátorů. V podstatě jde o membránové čerpadlo se dvěma jednoduchými kuličkovými ventilky. Množství vstříknutého paliva se řídí dvěma tryskami, jedna je součástí injektoru a přes ní teče palivo do difuzoru 1. stupně, druhá je obtoková a přes ní se část vytláčeného paliva vrací zpět do plovákové komory. Pokud je otvírání škrtících klapek pozvolné, injektorem (protože je umístěn výše a navíc další odpor vnáší výtlačný ventilek) teče méně paliva a větší množství paliva se vrací zpět do plovákové komory, rychlé otevření klapky způsobí průtok vyššího množství paliva injektorem a výrazně menší množství paliva se vrací zpět do plovákové komory. Vazba mezi pákovým převodem a

26 membránou je přes pružinu. Tvrdá vazba páka membrána by způsobila krátký a mohutný nástřik, který není pro chod motoru vhodný. Pružina prodlouží vstřik na optimální dobu, po kterou dochází k rozběhu hlavního stupně. Převodová páka u dvoukomorových karburátorů je tvarována tak, aby se nástřik paliva rozložil do dvou etap podle otvírání jednotlivých škrtících klapek. Membrána se nejprve přemísti asi do 60% celkového zdvihu a při aktivaci druhé komory se vytlačí zbylých 40% objemu (orientační hodnoty, liší se podle typu karburátoru). Velikost membránové komory akcelerační pumpičky je proto vždy větší, než by odpovídalo jednokomorovému provedení. Správné nastavení množství vstříknutého paliva a doba vstřiku má významný vliv na chod motoru v přechodových režimech. Obr. 13 Princip činnosti pístové akcelerační pumpičky Obohacovací zařízení Obohacovací zařízení slouží k obohacení směsi při požadavku maximálního výkonu. Karburátor je v běžném provozu seřízen na ekonomicky nejvhodnější ochuzenou směs, která nevyhovuje při požadavku na maximální výkon. Proto se při téměř plném otevření škrtící klapky směs obohacuje pomocí přídavného zařízení. Původně používané mechanicky ovládané obohacovače (např. v karburátorech motorů řady Š 1000 MB a Š 100), kdy se mechanicky otevřel přívod přídavného paliva, dnes nahradil statický obohacovač. Jde o sestavu dvou trysek a jednoho vzdušníku (v principu systém s přídavnou tryskou), které jsou umístěné ve víku karburátoru a kanálem propojené s rozprašovačem

27 první komory. Při vzniku určité velikosti podtlaku v rozprašovači (asi od 85% výkonu výše) se začíná přisávat palivo přes trysky ekonostatu a tím se směs přiměřeně obohatí. Zařízení je velmi jednoduché a provozně spolehlivé. Obr. 14 Princip činnosti obohacovacího zařízení při plném zatížení. Obohacení při částečném zatížení Může být řízeno pod tlakem ( pneumaticky) pomocí ventilu obohacovače. Při běhu na prázdno a v dolním rozsahu částečného zatížení, Tj. při malém otevření škrtící klapky a velkém podtlaku v sacím potrubí, se membrána ventilu obohacovače prohne proti pružině.tím je ventil obohacovače uzavřen ( podtlak je odebírán ze směšovací komory za škrtící klapkou). Otevřením škrtící klapky se podtlak za ní zmenší a pružina otevře ventil obohacovače. Nyní muže být palivo přisáváno z plovákové komory přes trysku obohacovače do systému běhu naprázdno. Při dalším otevíraní škrticí klapky se snižuje množství směsi připravované systémem běhu naprázdno a obohacovač slábne. Obohacování při částečném zatížení muže být také provedeno prostřednictvím hlavního systému. V tomto přípradě je palivo přisáváno z plovákové komory přes ventil obohacovače a trysku obohacovače do emulzní šachty a pak výstupem hlavního systému do rozprašovače ve směšovací komoře. Toto obohacovací zařízení je v činnosti i při plném zatížení.

28 Obohacení při plném zatížení I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í Ve víku karburátoru je umístěna trubka obohacovače, dolní konec je spojen s plovákovou komorou otvorem přesně stanoveného průměru( tryskou). Vyústění trubky obohacovače leží v oblasti malého podtlaku asi ve výši hřídelky přívěry vzduchu. Při nízkých a středních otáčkách a částečném zatížení nestačí vzniklý podtlak nasát palivo z obohacovacího zařízení. Se zvětšujícím se otevřením škrticí klapky vzrůstá množství paliva nasávaného z hlavního systému.tato množství nestačí být doplňováno z plovákové komory přes hlavní trysku, hladina paliva v emulzní šachtě poklesne natolik, že se odkryjí všechny otvůrky v emulzní trubici a dojde k ochuzení zápalné směsi. Při vysokých otáčkách a zatížení vzroste podtlak natolik, že je schopen zvednout palivo až do výše obohacovací trubky. Přídavné palivo je pak přisáváno kalibrovanou trubkou obohacovače směšovací komory.kulička umístěná pod výstupní trubkou obohacovače může ovlivnit počátek činnosti obohacovače Přídavná zařízení Tato zařízení, která mohou být zařazena do systému přípravy zápalné směsi, přispívají především k udržování nízkých emisních hodnot výfukových plynů při zachování dobrého jízdního komfortu a nízké spotřebě paliva. Elektromagnetický odpojovač běhu na prázdno Toto zařízení odstraňuje samozápaly po vypnutí zapalování. Vyhřívání sacího potrubí Vyhřívání může být prováděno elektricky nebo využitím chladicí kapaliny. Zlepšuje se tím rozdělní zápalné směsi u studeného motoru a podstatně omezuje vytváření palivového filmu na stěnách sacího potrubí. Vyhřívání obtokových kanálků U studeného motoru proudí podstatná část směsi běhu naprázdno obtokovými kanálky. Za nepříznivých povětrnostních podmínek může dojít k jejich zamrzání, což má za následek zhoršení běhu naprázdno. Tento problém lze odstranit vyhříváním kanálků elektrickým proudem nebo pomocí chladicí kapaliny. Zařízení pro korekci činnosti karburátoru v závislosti na nadmořské výšce Toto zařízení řídí prostřednictvím barometru elektromagnetických ventilů korekci průtočných průřezu systému běhu naprázdno a hlavního systému. Za nízkého atmosférického tlaku je směs ochuzována přisáváním korekčního přídavného vzduchu. Zpoždění uzavírání škrtící klapky Při rychlém uvolnění akceleračního pedálu tlumicí prvek zpozdí uzavření škrticí klapky. Tímto způsobem se změkčí přechod ze zatíženého stavu na běh naprázdno a omezí se zahlcování motoru příliš bohatou směsí. Po uzavření škrticí klapky se zvýší podtlak v sacím potrubí a velká část palivového filmu usazeného na stěnách se odpaří a je nasáta do motoru. Při prudkém uzavření škrticí klapky dochází k odtržení tohoto palivového filmu. Částečným zbrzděním uzavírání škrticí klapky se tento efekt podstatně omezí.

29 2.3 Vícekomorové karburátory Motory velkých objemů ve čtyř a šestiválcovém uspořádání vyžadují karburátory tří i čtyřkomorové, pokud se nepoužije několik dvoukomorových karburátorů pro jednotlivé dvojice či trojice válců. Princip funkce je pořád stejný, jen sladění postupného otvírání všech komor je náročnější a někdy vyžaduje pomocná zařízení. Dnes se s nimi setkáte jen u vozidel téměř historických, s úspěchem byly nahrazeny vstřikováním. U V-motorů větších objemů nevyhovuje použití jednoho dvoukomorového karburátoru jak z hlediska provozního, tak z důvodu mechanického uspořádání sacího potrubí. Proto se hlavně u amerických aut používalo uspořádání čtyřkomorové. Jde o dva dvoukomorové karburátory, kde každý z nich přísluší jedné řadě válců. Karburátor má ovládání prvních dvou a druhých dvou komor a společnou plovákovou komoru. Akcelerační pumpičky bývají dvě, systém volnoběhu je také rozdělený a každá řada válců se seřizuje zvlášť. Konstrukcí je mnoho s různými odlišnostmi a těžko se zde dají všechny popsat. Každopádně takový karburátor pro pětilitrový osmiválec není žádný drobeček a jeho velikost a hmotnost bývá úctyhodná. Některé dvou a vícekomorové karburátory jsou vlastně jednokomorové karburátory se společnou plovákovou komorou atd., kdy každý z nich se používá pro jeden válec, oblíbená konstrukce u závodních motorů. Takový karburátor se umísťuje co nejblíže k sacímu ventilu a sací potrubí je vně karburátoru. Jeho konstrukce je mírně odlišná, je navržen pro práci ve vodorovné poloze a musí odolávat tlakovým kmitům v potrubí. Seřízení těchto karburátorů je velmi pracné. Takové karburátory vyrábí hlavně firma Weber. 2.4 Karburátory s proměnným difuzorem (neproměnným tlakem v difuzoru) Jak jsme si z popisu klasického karburátoru odvodili, nejlepší by bylo, kdyby měl co nejvíce komor, které by se otvíraly postupně podle otáček a zatížení. Úplně nejlepší by byl jejich nekonečný počet, česky řečeno kdyby měl plynule proměnný průřez difuzoru. Velikost difuzoru by byla vždy přesně taková, která je pro funkci karburátoru a provoz motoru nejvhodnější. Karburátor s proměnným průřezem difuzoru má ale určité odlišnosti od klasického provedení. V prvé řadě se nepoužívá klasický tvar difuzoru, ten je nahrazen posuvným šoupátkem. Emulzní systém se vzdušníkem je výrazně zjednodušen a často úplně chybí, směs se řídí škrcením hlavní trysky nebo přívodního kanálu jehlou (podobně jako u motocyklových karburátorů, kde se sice neškrtí přímo tryska, ale přívodní kanál od trysky). Samostatný systém volnoběhu jako takový někdy chybí, ve volnoběžných otáčkách je průřez difuzoru minimální a volnoběh je zajišťován tryskou hlavního komory a přídavným vzduchem. Přechodový systém prakticky není zapotřebí, protože tlakové změny v difuzoru jsou na rozdíl od klasického karburátoru nepatrné a palivo se stačí dostatečně nasávat z hlavní trysky. Změna průřezu difuzoru je řízena podtlakem mezi šoupátkem a škrtící klapkou tak, aby výsledný podtlak v tomto prostoru byl pokud možno konstantní. Řídící podtlaková komora musí být opatřena tlumičem proti kmitání ze sacích cyklů. Tvarem regulační jehly se dá jednoduše regulovat množství paliva, pro obohacení v nízkých otáčkách se přestaví hlavní tryska (nebo okraj kanálu) opačným směrem, než se otvírá šoupátko (zvětší se průtokový průřez). Posun trysky nahrazuje funkci sytiče při spouštění studeného motoru. Karburátor je fyzicky menší a má menší počet částí než srovnatelný klasický