במאמר זה תלמדו על מערכות הזרקת דלק. הקרבורטור הוא המנגנון הראשון שאיפשר לשלב בנזין עם אוויר בפרופורציה הנכונה כדי להכין את תערובת האוויר-דלק ולהזרים אותה לתאי הבעירה של המנוע. מכשירים אלו נמצאים בשימוש פעיל עד היום - על אופנועים, מסורים חשמליים, מכסחות דשא וכן הלאה. זה רק מתעשיית הרכב, הם הוחלפו מזמן על ידי מערכות הזרקה, מתקדמות ומושלמות יותר.
מהו קרבורטור?
קרבורטור הוא מכשיר שמערבב דלק ואוויר, מספק את התערובת המתקבלת לסעפת היניקה של מנוע בעירה פנימית. קרבורטורים מוקדמים עבדו פשוט על ידי מתן אפשרות לאוויר לעבור על פני הדלק (במקרה הספציפי הזה, בנזין). אבל רובם זרקו מאוחר יותר כמות מדודה של דלק לזרם האוויר. האוויר הזה עובר דרך הסילונים. עבור קרבורטור, מצב החלקים הללו חשוב ביותר.
הקרבורטור היה הכלי העיקרי לערבב דלק ואוויר במנועי בעירה פנימית עד שנות ה-80, אזספקות לגבי יעילותו. כאשר שורפים דלק נוצרות הרבה פליטות מזיקות. אף על פי ששימשו קרבוראטורים בארצות הברית, אירופה ובמדינות מפותחות אחרות עד אמצע שנות ה-90, הם עבדו לצד מערכות בקרה מתוחכמות יותר כדי לעמוד בדרישות פליטת פחמן.
היסטוריית פיתוח
סוגים שונים של קרבורטורים פותחו על ידי מספר חלוצי רכב, ביניהם המהנדס הגרמני קארל בנץ, הממציא האוסטרי זיגפריד מרקוס, הפולימאטיקאי האנגלי פרדריק וו. לנצ'סטר ואחרים. מכיוון שנעשה שימוש בכל כך הרבה שיטות שונות של ערבוב אוויר ודלק בשנים הראשונות לקיומן והתפתחותן של מכוניות (ומנועי הבנזין הנייחים המקוריים השתמשו גם בקרבורטורים), די קשה לקבוע בדיוק מי המציא את המכשיר המורכב הזה.
סוגי קרבורטורים
העיצובים המוקדמים היו שונים בשיטת הפעולה הבסיסית שלהם. הם גם שונים מהמודרניים יותר ששלטו במשך רוב המאה העשרים. קרבורטור מודרני למסור חשמלי מסוג ספריי, דומים משמשים במכוניות מודרניות. את הקונסטרוקציות הראשונות, ההיסטוריות, כביכול, ניתן לחלק לשני סוגים עיקריים:
- קרבורטורים מסוג משטח.
- התזה קרבורטורים.
בוא נסתכל עליהם בפירוט מאוחר יותר.
קרבורטורים עיליים
כל עיצובי הקרבורטורים המוקדמים היו שטחיים, אם כי היה מגוון רב גם בקטגוריה זו. לדוגמה, זיגפריד מרקוס הציג משהו שנקרא "מברשת קרבורטור מסתובבת" ב-1888. ופרדריק לנצ'סטר פיתח את הפתיל שלו מסוג קרבורטור ב-1897.
ציף הקרבורטור הראשון פותח ב-1885 על ידי וילהלם מייבאך וגוטליב דיימלר. קארל בנץ גם רשם פטנט על קרבורטור מסוג צף בערך באותו זמן. עם זאת, העיצובים המוקדמים הללו היו קרבורטורים משטחים שעבדו על ידי העברת אוויר על פני השטח של הדלק כדי לערבב אותם. אבל למה מנוע צריך קרבורטור? ובלעדיו אי אפשר היה לספק את תערובת הדלק לתאי הבעירה (המזרק עוד לא היה מוכר במאה התשע עשרה).
רוב מכשירי השטח פעלו על בסיס אידוי פשוט. אבל היו קרבורטורים אחרים, הם היו ידועים כמכשירים שעובדים בגלל "בועה" (הם נקראים גם קרבורטורים מסננים). הם פועלים על ידי כפיית אוויר למעלה דרך החלק התחתון של תא הדלק. כתוצאה מכך נוצרת תערובת של אוויר ודלק מעל הנפח העיקרי של בנזין. ותערובת זו נשאבת לאחר מכן לתוך סעפת היניקה.
קרבורטורים ספריי
למרות שקרבורטורים משטחים שונים היו דומיננטיים במהלך העשורים הראשונים לקיומה של הרכב, קרבוראטורי ריסוס החלו למלא נישה משמעותית בתחילת המאות ה-19 וה-20. במקוםבהסתמך על אידוי, קרבורטורים אלו למעשה ריססו כמות מדודה של דלק לאוויר שנשאב פנימה על ידי היניקה. קרבורטורים אלה משתמשים בצוף (כמו מייבאך ועיצובים מוקדמים יותר של בנץ). אבל הם פעלו על בסיס עקרון ברנולי, כמו גם אפקט ונטורי, כמו מכשירים מודרניים, כמו הקרבורטור K-68.
אחד מתתי הסוגים של קרבורטור אירוסול הוא מה שנקרא קרבורטור לחץ. הוא הופיע לראשונה בשנות הארבעים. למרות שמארבי לחץ דומים רק לקרבורטורי אירוסול במראה, הם היו למעשה הדוגמאות המוקדמות ביותר להתקני הזרקת דלק מאולצת (מזרקים). במקום להסתמך על אפקט ונטורי כדי לשאוב דלק מהתא, קרבוראטורים בלחץ ריססו דלק מהשסתומים באופן כמעט זהה למזרקים מודרניים. קרבוראטורים נעשו מורכבים יותר ויותר במהלך שנות ה-80 וה-90.
מה המשמעות של "קרבורטור"?
"Carburetor" היא מילה באנגלית שמקורה במונח carbure, שתורגם מצרפתית - "carbide". בצרפתית, קרבורר פשוט אומר "לשלב (משהו) עם פחמן". באופן דומה, משמעות המילה האנגלית "carburetor" טכנית היא "עלייה בתכולת הפחמן".
הקרבורטור K-68 פועל באופן דומה, ששימש על קטנועים מסוג טולה (לימים אופנועי Ant), Ural ו-Dnepr.
Components
לכל סוגי הקרבורטורים יש רכיבים שונים. אבל מכשירי חשמל מודרניים חולקים מספר מאפיינים משותפים, כולל:
- אווירערוץ (צינור ונטורי).
- שסתום מצערת.
- שסתום סולנואיד סרק.
- משאבת מאיץ.
- תאי קרבורטור (ראשי, צף וכן הלאה).
- מנגנון צף.
- דיאפרגמה להעברת דלק לקרבורטור.
- ברגי התאמה.
איך עובד קרבורטור?
כל סוגי הקרבורטורים עובדים עם מנגנונים שונים. לדוגמה, קרבורטורים מסוג פתיל פועלים על ידי כפיית אוויר על פני השטח של פתיליות ספוגות גז. זה גורם לבנזין להתאדות לאוויר. עם זאת, מכשירים מסוג פתיל (ומכשירים אחרים מסוג משטח) בני יותר ממאה שנים.
רוב הקרבורטורים המשמשים כיום ברכבים משתמשים במנגנון ריסוס. כולם עובדים באותו אופן. קרבוראטורים מודרניים משתמשים באפקט ונטורי כדי לשאוב דלק מהתא.
עקרונות בסיסיים של קרבורטורים
לקרבורטים המבוססים על עקרון ברנולי יש כמה תכונות מיוחדות. שינויים בלחץ האוויר ניתנים לחיזוי וקשורים ישירות למהירות התנועה שלו. זה חשוב מכיוון שמעבר האוויר דרך הקרבורטור מכיל ונטורי צר ודחוס. זה נחוץ כדי להאיץ את האוויר כשהוא עובר דרכו.
זרימת האוויר (לא זרימת התערובת) דרך הקרבורטור נשלטת על ידי דוושת התאוצה. הוא מחובר לשסתום המצערת,ממוקם בקרבורטור, באמצעות כבל. שסתום זה סוגר את הוונטורי כאשר דוושת ההאצה אינה בשימוש ונפתח כאשר דוושת ההאצה נלחצת. זה מאפשר לאוויר לעבור דרך הוונטורי. כתוצאה מכך, יותר דלק נשאב מתא הערבוב. פעולת הקרבורטור מבוססת על עקרונות כאלה.
לרוב הקרבורטורים יש שסתום נוסף מעל הוונטורי (נקרא מצערת הפועלת כמצערת משנית). המצערת נשארת סגורה חלקית כשהמנוע קר, מה שמפחית את כמות האוויר שיכולה לעבור לקרבורטור. כתוצאה מכך נוצרת תערובת אוויר/דלק עשירה יותר, ולכן המצערת צריכה להיפתח (אוטומטית או ידנית) לאחר שהמנוע התחמם ואינו זקוק עוד לתערובת עשירה.
רכיבים אחרים של מערכות קרבורטורים נועדו גם הם להשפיע על תערובת האוויר והדלק במהלך תנאי הפעלה שונים. לדוגמה, שסתום כוח או מוט מדידה עשויים להגדיל את כמות הדלק במצערת פתוחה, או שהם עשויים להיות בתגובה ללחץ נמוך במערכת הוואקום (או למצב המצערת בפועל). קרבורטור הוא אלמנט מורכב, והבסיס הפיזי של פעולתו מורכב למדי.
בעיות
ניתן לפתור בעיות מסוימות של קרבורטור על ידי התאמת המשנק, התערובת או הסרק, בעוד שאחרות דורשות תיקון או החלפה. לעתים קרובות קרום הקרבורטור מתבלה, מפסיק לשאוב בנזין לתוך החדרים.
מתיהקרבורטור נכשל, המנוע יפעל בצורה גרועה בתנאים מסוימים. כמה בעיות של מערכות קרבורטור מובילות להתמוטטות המנוע, זה לא יכול בדרך כלל לסרק ללא עזרה מבחוץ (לדוגמה, משיכת המשנק או התנשפות מתמדת). הבעיות הנפוצות ביותר מתרחשות במהלך העונה הקרה, כאשר המנוע קשה ביותר לעבודה. וקרבורטור שביצועים גרועים במנוע קר עשוי לתפקד מצוין כשהוא חם (זה נובע מבעיות בתעלות קוקוס).
כדאי לציין שהקרבורטור לטרקטור הולך-מאחור זהה לקרבורטור לרכב. ההבדל הוא במספר האלמנטים ובגדלים שלהם. במקרים מסוימים, ניתן לפתור בעיות קרבורטור על ידי התאמה ידנית של התערובת או מהירות הסרק. לשם כך, התערובת מותאמת בדרך כלל על ידי סיבוב בורג אחד או יותר. יש להם שסתומי מחט. ברגים אלה מאפשרים את מיקומם הפיזי של שסתומי המחט, וכתוצאה מכך כמות הדלק מופחתת (דלה) או מוגברת (עשירה) בהתאם למצב.
תיקון קרבורטור
ניתן לפתור בעיות רבות במערכת הקרבורטור על ידי ביצוע שינויים או תיקונים אחרים מבלי להסיר את היחידה מהמנוע. כדי להתאים את הקרבורטור לטרקטור הולך-מאחור, אין צורך להסירו. אבל בעיות מסוימות ניתנות לפתרון רק עם הסרת המכשיר והשלמה שלו אוהחלמה חלקית. בנייה מחדש של קרבורטור כרוכה בדרך כלל בהסרת הבלוק, פירוקו וניקויו בעזרת ממס שתוכנן במיוחד למטרה זו.
יש להחליף מספר רכיבים פנימיים, אטמים וחלקים אחרים לפני ההתקנה. רק לאחר עיבוד קפדני יש צורך להרכיב את הקרבורטור ולהתקין אותו במקום. כדי לבצע שירות איכותי, תזדקק לערכת תיקון קרבורטור. הוא כולל את כל מרכיבי העיצוב החשובים ביותר.
אז גילינו שקרבורטור הוא ממש מכשיר שמוסיף בנזין (דלק) לאוויר ומעביר את התערובת הזו לתאי הבעירה של המנוע.
