کاربراتور خودرو چیست؟

کاربراتور چیست؟

اساس کار پیشرانه‌های درون‌سوز احتراق مخلوط سوخت و هوا برای تولید نیرو است؛ بنابراین، باید از طریقی سوخت را به داخل سیلندرها رساند تا با هوا ترکیب شده و توسط جرقهٔ شمع محترق شود. در گذشته و خودروهای قدیمی، برای این کار از کاربراتور استفاده می‌شد. کاربراتور مخلوط سوخت و هوا را با نسبت مناسب و متناسب با شرایط پیشرانه و رانندگی فراهم کرده و در اختیار موتور قرار می‌دهد. درواقع، کاربراتور وظیفه دارد در شرایط مختلف، سوخت موردنیاز را به نحوی آماده کند که موتور بتواند با بهترین شرایط ممکن کار کند.

تاریخچه کاربراتور

هرچند در سال ۱۸۲۶ یک مهندس آمریکایی حق احتراق پیشرانه‌ای با کاربراتور را ثبت کرد و در سال ۱۸۷۵ هم یک مهندس آلمانی اولین خودرو با پیشرانهٔ بنزینی را به نمایش گذاشت اما اولین خودروی کاربردی جهان با پیشرانهٔ بنزینی و کاربراتور، خودروی ساخت کارل بنز در سال ۱۸۸۵ بود. بدین ترتیب، کاربراتور طی سال‌های بعد به شیوهٔ اصلی سوخت‌رسانی موتور خودروها تبدیل شد و هرچند از دههٔ۵۰ برخی خودروسازان سیستم سوخت‌رسانی انژکتوری را ارائه کردند اما در اروپا و آمریکا تا اواخر دههٔ۸۰ اکثر موتورهای بنزینی همچنان از کاربراتور استفاده می‌کردند. البته از دههٔ۷۰ استفاده از انژکتور در خودروهای لوکس و اسپرت گسترش یافت تا اینکه نهایتاً از دههٔ۹۰ سیستم سوخت‌رسانی انژکتوری تقریباً به‌طور کامل جایگزین کاربراتور شد.

اجزای کاربراتور

کاربراتور برای انجام وظیفهٔ خود از اجزا و قطعات مختلفی تشکیل شده است که عبارت‌اند از:

• محفظهٔ گاز
• ساسات
• بدنه
• محفظهٔ راه‌انداز
• پمپ شتاب‌دهنده
• ونتوری
• ژیگلور

شیوه کار کاربراتور

اساس کار کاربراتور از طریق ایجاد خلأ روی ژیگلور یا مجرای خروج سوخت است که این خلأ توسط ونتوری ایجاد می‌شود. با باز شدن دریچه گاز، هوا در اثر مکش سیلندر وارد کاربراتور شده و در فضای ونتوری جریان پیدا می‌کند. هنگام عبور هوا از ونتوری، به دلیل کاهش سطح مقطع، سرعت آن افزایش یافته و از فشار آن کاسته می‌شود. این فرایند خلأ موردنیاز کاربراتور را ایجاد می‌کند. سپس مجرای سوخت یا همان ژیگلور که به ونتوری متصل است سوخت را تزریق کرده و با هوا مخلوط می‌کند. این مخلوط وارد سیلندر شده و با جرقهٔ شمع محترق می‌شود؛ به‌عبارت‌دیگر، کاربراتور دارای یک ورودی هوا، یک خروجی سوخت و هوا و مسیری در میان این دو است. این مسیر در میانهٔ راه باریک‌تر می‌شود که این قسمت باریک‌تر ونتوری نام دارد. در این قسمت، همان‌طور که اشاره شد، سرعت هوا بیشتر شده و فشار آن کاهش پیدا می‌کند که این کاهش فشار فضا برای ورود سوخت را فراهم می‌کند که از طریق ژیگلور وارد ونتوری می‌شود. بدین ترتیب، مخلوط سوخت و هوا از خروجی مسیر که دریچهٔ گاز نام دارد، وارد سیلندر می‌شود. این دریچه با فشار بیشتر پدال گاز بازتر شده و اجازهٔ ورود مخلوط بیشتری را به درون سیلندر می‌دهد.

انواع کاربراتور

کاربراتور انواع مختلفی دارد و بر سه اساس می‌توان آن‌ها را به دسته‌های مختلفی تقسیم کرد که شامل جهت حرکت سوخت، نوع ونتوری و تعداد دهانه می‌شود.

بر اساس جهت حرکت سوخت

• کاربراتور صعودی
• کاربراتور نزولی
• کاربراتور افقی

کاربراتور صعودی: در این نوع، هوای ورودی از پایین کاربراتور وارد شده و در حین بالا رفتن با سوخت پاشیده شده از ژیگلور مخلوط می‌شود. از این نوع کاربراتور به دلیل کاهش راندمان حجمی از دههٔ۸۰ میلادی در خودروهای سواری استفاده نمی‌شود و صرفاً در ماشین‌های کشاورزی و موتورهای دریایی به کار می‌روند. مشکل دیگر این نوع کاربراتور، روشن نشدن خودرو در هوای سرد است.

کاربراتور نزولی: در این نوع، هوای ورودی از بالای کاربراتور وارد شده و در اثر نیروی جاذبه به سمت پایین حرکت می‌کند و در طول مسیر با سوخت ترکیب می‌شود. این نوع کاربراتور راندمان حجمی بالایی دارد و موتور را به‌خوبی تغذیه می‌کند.

کاربراتور افقی: در این نوع کاربراتور سوخت و هوا به‌صورت افقی حرکت کرده و به همین دلیل راندمان حجمی کمتری نسبت از کاربراتور نوع نزولی دارد اما در عوض کاربراتور افقی فضای کمتری را زیر کاپوت خودرو اشغال می‌کنند.

بر اساس ونتوری

• ونتوری ثابت
• ونتوری متغیر

کاربراتور ونتوری ثابت: در این نوع کاربراتور جریان هوای عبوری از ونتوری خلأ نسبی یا مکشی ایجاد می‌کند که سبب تخلیه سوخت از نازل می‌شود.

کاربراتور ونتوری متغیر: در این نوع کاربراتور با تغییر شرایط پیشرانهٔ خودرو سطح مؤثر ونتوری هم تغییر می‌کند.

بر اساس تعداد دهانه

• یک دهانه
• دو دهانه
• چهار دهانه

کاربراتور یک دهانه: کاربراتور یک دهانه فقط یک ونتوری، یک پیالهٔ بنزین و یک ژیگلور دارند.

کاربراتور دو دهانه: این کاربراتور دو ونتوری، یک پیاله بنزین مشترک و دو ژیگلور دارد و اساساً دو کاربراتور تک دهانه‌ای است که در یک مجموعه قرار دارند. در این نوع کاربراتور، از دهانهٔ دوم به دو روش مختلف استفاده می‌شود. در یک نوع، هردو دهانه به‌طور هم‌زمان کار می‌کنند و هرکدام نیمی از سیلندرها را تغذیه می‌کنند اما در نوع دیگر، دهانهٔ اول سوخت همهٔ سیلندرها را تأمین می‌کند و زمانی که دریچهٔ گاز بیشتر باز شود، دهانهٔ دوم هم وارد عمل می‌شود تا نیاز بیشتر موتور به سوخت و هوا را تأمین کند و عملکرد موتور در دورهای متوسط به بالا بهتر شود. در کاربراتورهای دو دهانه روش دوم متداول‌تر است.

کاربراتور چهار دهانه: این درواقع دو کاربراتور دو دهانه است که در یک مجموعه جمع شده‌اند. این نوع کاربراتور به‌صورت مرحله‌ای عمل می‌کند. در مرحله اول، سیستم مانند یک کاربراتور دو دهانه کار می‌کند. این یعنی ابتدا فقط دو دهانهٔ کاربراتور فعالیت می‌کنند و سپس با فشار بیشتر پدال گاز، دو دهانهٔ بعدی هم وارد عمل می‌شود تا سوخت و هوای اضافی موردنیاز برای شتاب گرفتن را فراهم کنند.

در بیشتر موتورهای کوچک از کاربراتور یک دهانه استفاده می‌شود اما موتورهای بزرگ‌تر به کاربراتورهای دو یا چهار دهانه مجهز می‌شوند. این کار راندمان حجمی را افزایش می‌دهد که این افزایش در دورهای بالا از اهمیت زیادی برخوردار است.

تفاوت کاربراتور و انژکتور

با پیشرفت تکنولوژی، خودروسازان سراغ شیوهٔ تزریق سوخت برای سوخت‌رسانی به موتور رفتند که در ایران با نام سیستم انژکتوری شناخته می‌شود. برخلاف کاربراتور که اساساً از خلأ برای کشیدن سوخت به داخل محفظهٔ احتراق موتور استفاده می‌کند، انژکتور بخشی از یک سیستم کامپیوتری است که طبق دستور ECU، سوخت را به‌صورت اسپری یا پودر شده در فواصل زمانی معین به داخل محفظه احتراق می‌پاشد؛ بنابراین، در موتورهای انژکتوری تزریق سوخت به موتور بسیار دقیق‌تر صورت می‌گیرد. انژکتور در کنار تنظیم دقیق میزان و فشار پاشش سوخت، به کاهش مصرف سوخت، استارت بهتر خودرو در هوای سرد، کاهش میزان آلایندگی خودرو و بالا رفتن راندمان موتور هم کمک می‌کند. سیستم سوخت‌رسانی انژکتوری بسته به نوع، سوخت را در منیفولد هوا، پشت سوپاپ هوا و یا مستقیماً داخل سیلندر می‌پاشد.