Technika motocyklu - 9. část - tvorba směsi

Kapitoly článku

Tvorba směsi – karburátor


O tvorbu směsi se přes sto let stará karburátor. Mechanické zařízení, které je schopno dodávat palivo v daném poměru (snaží se o to a úplně ideál to není) se vzduchem při různých otáčkách a různém zatížení motoru. U čtyřtaktního motoru vzniká v sacím potrubí podtlak při sacím zdvihu (pohyb pístu z HÚ do DÚ při otevřeném sacím ventilu a zavřeném ventilu výfukovém), u dvoudobého motoru se nasává směs při pohybu pístu z DÚ do HÚ pod píst do klikové skříně. Tlak v sacím potrubí je tak nižší než tlak okolní čímž dochází k proudění vzduchu z airboxu směrem do motoru. Pokud je v sacím kanále zúžení je zřejmé, že v užším místě musí plyn (dle rovnice kontinuity) proudit rychleji a zvýší se jeho kinetická energie. Tento nárůst musí být kompenzován úbytkem energie jiné formy – v tomto případě jde o pokles energie tlakové a tudíž v zúžení dojde ke snížení tlaku vzduchu.


Popsáno je to Bernoulliho rovnici. Pokud v místě zúžení je umístěno vyústění z plovákové komory dochází k nasátí paliva do sacího kanálu a smíchání s proudícím vzduchem. Tento jev se nazývá Venturiho princip a trubice se zúžením Venturiho trubicí – viz nákres.
¨ Aby palivo stoupalo směrem vzhůru musí být zajištěn nižší tlak u horního okraje než je tlak na hladinu kapaliny. Tlak na hladinu je tlak atmosférický (u nepřeplňovaných motorů) a tudíž musí být plováková komora odvětrána (spojena s okolím). Plováková komora je zásobárna paliva v dolní části karburátoru, zajišťující během provozu konstantní výšku kapaliny a tím pádem i konstantní podtlak, nutný pro nasátí potřebného množství paliva do motoru při daném zatížení. V plovákové komoře je umístěn plovák a ten je opatřen ventilkem umožňující zavření přívodu na nastavenou výšku hladiny. Princip je shodný s nádobkou na WC. Výška hladiny ovlivňuje bohatost směsi a to tak, že vyšší hladina=bohatší směs. Z plovákové komory zpod hladiny vedou trysky do jednotlivých okruhů – okruh hlavní, volnoběžný a sytič. Tryska je průchod s přesně definovaným otvorem a tvarem a jsou nejčastěji vyrobeny z mosazi. Číslo na trysce uvádí v setinách průměr otvoru. Např. tryska #135 má průměr 1,35 mm. Trysky určují množství protékaného paliva případně vzduchu (vzdušníky) a není možné zaměňovat trysky benzínové se vzdušníky (stejný průměr nemusí mít stejný průtok).
Hlavní tryska vede do emulzní trubice. Jedná se o trubici vedoucí dále do sacího kanálu ve které je zasunuta jehla. V emulzní trubici jsou otvory, kterými je přiveden vzduch a dochází zde ke zpěnění paliva (vytvoření emulze). Menší kapičky paliva jsou schopny rychleji přejít do plynného stavu. Na dobrou odparnost má i pozitivní vliv snížený tlak (nižší tlak=nižší bod varu). Plováková komora, okruh sytiče a volnoběhu je stejný pro oba typy karburátorů používaných v dnešních motocyklech. Starším typem je karburátor šoupátkový. Jedná se většinou o válcové šoupátko opatřené jehlou zasunutou v jehlové trysce přičemž šoupátko je spojeno přímo pomocí lanka s plynovou rukojetí a zabraňuje průchodu vzduchu do válce. Při poloze šoupátka dole (zavřený plyn) je aktivní volnoběžný okruh, který automaticky postupně přechází v nečinnost při zvedání šoupátka. Tyto karburátory byly používány dříve a dnes se drží jen na některých dvoudobých motorech. Nevýhoda je špatné nastavení složení směsi při přechodových režimech. Při prudké akceleraci totiž dochází k prudkému ochuzení směsi a přitom bychom si v tu chvíli přáli směs bohatší. Proto jsou tyto karburátory opatřeny akcelerační pumpičkou. Zařízení, které při prudkém otočení plynu vstříkne další palivo do sání. Jedná se ve skutečnosti o opravdovou pumpičku naplněnou palivem s relativně velkou netěsností mezi pístem a válcem. V případě prudké akcelerace je palivo vstříknuto (nestačí obtéct netěsností), avšak při pozvolném přidání plynu palivo protéká mezi pístkem a do sání se tak nedostane. Vidět lze např. na DR600 či GSX-R 750 do roku 1987.


Sytič má svůj okruh a tak k volnoběžnému systému připojíme další dávku paliva. Nejčastěji je ovládán řidičem mechanicky (lankem, táhlem). U skútrů je často řešen pomocí elektroniky. Obdobně jako otvírací ventil termostatu u vodního chlazení je zde upevněna jehla sytiče, otvírající okruh sytiče. Při studeném karburátoru je sytič zapnut naplno a po nastartování dochází vlivem protékaného elektrického proudu k ohřevu voskové kapsle, která se roztahuje a zavírá trysku sytiče pomocí výsuvné jehly. Sytič tedy není závislý na teplotě motoru, ale teplotě voskové kapsle na karburátoru, která však není nijak moc odlišná od teploty motoru a řešení je to snadné.


Na konci 80. let minulého století přebírají úkol plnit motory motocyklů karburátory rovnotlaké neboli s konstantním tlakem na jehlové trysce. Označovány CV – constant vacuum nebo constant velocity. Výhodou je šoupátko spojené s membránou a ne s plynovou rukojetí jako u předchozího typu. Řidič plynem ovládá škrtící klapku umístěnou v sání, systému dává povel kolik výkonu si přeje a karburátor motoru namíchá co potřebuje. Benzín je mnohem vyšší hustoty než vzduch a má tudíž větší setrvačnost. Při prudké akceleraci by docházelo k přehlcení motoru vzduchem. U předchozího typu bylo nutné přidat akcelerační pumpičku, zde však tento problém odpadá. Karburátor je navržen tak, že podtlak v sacím kanále se dostane nad membránu ovládající šoupátko a pod membránu je přiveden tlak atmosférický. Tento rozdíl tlaků působí na šoupátko, které pro větší váhu je doplněno pružinou. Jak je možná patrné tak CV karburátor nemůže přehltit motor vzduchem, protože než se šoupátko „vzpamatuje“ tak tlakové poměry u trysky jsou takové, aby byla směs v potřebném složení. Této skutečnosti využila Yamaha u prvních modelů R6 FI a objasním dále. Některé motocykly (např. GSX-R 750 ´96 a dále) mají elektronicky řízen podtlak nad membránou ve snaze dalšího zlepšení průběhu točivého momentu.
U automobilů byl vždy víc kladen větší důraz na ekologii, z důvodu mnohem většího počtu. Karburátory se ubíraly mírně odlišným směrem, ke konci své kariéry byly značně „oplácané“ elektronikou a ztrácely rychle své kouzlo jednoduchosti a finanční přijatelnosti oproti vstřikování paliva a proto byly velmi snadno vstřikováním vytlačeny. Na podzimním veletrhu v Miláně byly vystaveny elektronicky řízené karburátory firmy Dell Orto a pro více informací odkazuji na tuto firmu.


Seřízení karburátoru


Na kvalitě směsi závisí výkon motoru, spotřeba i opotřebení jednotlivých částí. Příliš bohatá směs poškozuje svíčky a dochází k nadměrnému opotřebení válce vlivem smývání olejového filmu, zvláště při vynechání zapalování vlivem „ulití“ svíčky. Takové obohacení nastává při špatné funkci plovákové komory, např. nečistota pod plovákovým ventilkem, jeho poškozením, nebo zaseknutý či poškozený plovák. Plovák má většinou možnost nastavení výšky na kterou reguluje hladinu a tato hodnota je nutná pro správné složení směsi. Vyšší hladina=bohatší směs v celém rozsahu otáček. Na grafu z dynamometru je vidět špatný chod při nečistotách v plovákové komoře současně s chodem správným na GSX-R 1156.


Volnoběžný systém má možnost regulace bohatosti směsi pomocí šroubu ovlivňujícího v některých případech dodávku paliva, někdy množství vzduchu (častěji). Volnoběžné otáčky se nastavují dorazovým šroubem šoupátka nebo u CV karburátorů dorazem škrtící klapky. U víceválcových motorů je vzhledem ke kvalitě vyráběné směsi vhodné používat jeden karburátor pro každý válec. U víceobjemných jednoválců se setkáváme i se dvěma karburátory na jeden válec. Aby všechny válce dostávaly stejné množství paliva a tím jeli pokud možno na stejný výkon je nutné synchronizovat (sladit) všechny karburátory. Provádí se u šoupátkových a především u rovnotlakých karburátorů. Podtlak v sacím kanále je úměrný nasáté směsi a tak měřením podtlaku v jednotlivých sacích kanálech a nastavení tlaku na stejnou hodnotu jsme schopni jednotlivé karburátory nastavit tak, aby dávaly stejné množství.
Synchronizace se provádí různě řešenými vakuometry (tlakoměry na měření podtlaku). Na obrázku je vidět technicky vyspělý elektronický systém umožňujícím kromě synchronizace dělat i analýzu podtlaku v sání, z čehož lze určit stav těsnosti ventilů nebo sacího potrubí. Dále je možné se setkat s vakuometry ručičkovými, skleněnými U-manometry nebo Suzuki „special tool“ ve formě skleněných trubiček s ocelovou kuličkou, které podtlakem zvedáme. Špatně seřízená synchronizace má za následek špatnou akceleraci i deceleraci motoru. Netěsný sací kanál způsobuje přisávání falešného vzduchu, motoru kolísá volnoběh a otáčky pomalu klesají k volnoběhu. Částečně se na tomto může podílet špatně nastavená směs volnoběhu.
Ostatní části karburátoru nejsou seřiditelné, je pouze možnost výměny trysek, nastavení či výměny jehly, změna zátěžové pružiny šoupátka u CV karburátoru.

Informace o redaktorovi

Mirek Rollinger - (Odebírat články autora)

POKRAČOVAT V DALŠÍ KAPITOLE

Kapitoly článku

Jak se Vám líbil tento článek?
Hodnocení (12x):



motoguzzi_kveten
Objednat reklamu
TOPlist