کاربراتور ماشین یکی از قطعات مهم در سیستم سوخترسانی خودروهای قدیمی است. این قطعه وظیفه انتقال سوخت به سیلندر را برعهده داشته و مقدار و زمان ورود آن به موتور را تنظیم میکند. در این مقاله رادار به بررسی کاربراتور و علائم تنظیم نبودن آن میپردازیم.
کاربراتور ماشین چیست؟
خودروهای مجهز به موتور احتراقی، برای انجام وظایفشان از سوختهای فسیلی اعم از گاز، بنزین و گازوئیل استفاده میکنند. به همین منظور سیستمی برای انتقال سوخت مورد نظر به موتور، در ماشین طراحی شده است. سیستم سوخترسانی در راستای تامین نیاز سوختی موتور از دو طراحی متفاوت بهره میبرد. در یک طراحی کاربراتور نقش اصلی را برعهده داشته و در طراحی دیگر انژکتور حرف اول را میزند. هدف ما در این مقاله بررسی کاربراتور به عنوان سیستم قدیمیتر سوخترسانی ماشین است.
کاربراتور ماشین قطعهای در سیستم سوخترسانی است که سوخت لازم برای موتور را در بهترین شرایط فراهم میآورد. این قطعه اولین بار در سال 1876 میلادی، توسط یک مخترع آلمانی به نام گوتلیب دایملر ساخته شد. بعدها کارل بنز مخترع خودروهای مدرن، در حوالی سال 1885 میلادی از آن استفاده نمود.
کاربراتور ماشین چه وظایفی دارد؟
اغلب افراد مهمترین وظیفه کاربراتور ماشین را سوخترسانی به موتور میدانند. اما وظایف این قطعه کلیدی به همینجا ختم نمیشود. بلکه وظایف کاربراتور عبارتند از:
- تهیه مخلوط سوخت و هوا متناسب با شرایط کاری مختلف موتور در کوتاهترین زمان
- کاهش مصرف سوخت موتور در شرایط عادی
- روشن نمودن موتور در دماهای مختلف و شرایط آبوهوایی متفاوت
- تقویت تولید حداکثر قدرت موتور در شرایط تحت فشار زیاد
- تنظیم عملکرد موتور در دورهای آرام
- انعطافپذیری در نحوه عملکرد، با توجه به شرایط کاری مختلف موتور
اجزای تشکیلدهنده کاربراتور
قطعات و بخشهای مختلفی در کاربراتور وجود دارد که کنار هم قرار گرفتنشان یک سیستم را میسازد. این اجزا عبارتند از:
- محفظه ی گاز
- ساسات
- بدنه
- محفظه راه انداز
- پمپ شتاب دهنده
- ونتوری یا گلوگاه
- ژیگلور یا مجرای خروج سوخت
اجزایی که در بالا نام بردیم، بخشهای کلی و ثابت کاربراتور ماشین هستند. در برخی کاربراتورهای پیشرفته ممکن است اجزای دیگری نیز وجود داشته باشد که عبارتند از:
- فیلتر بنزین
- شناور بنزین
- سنسور دور موتور
نحوه عملکرد کاربراتور ماشین چگونه است؟
کاربراتور ماشین دارای یک ورودی هوا، خروجی مخلوط سوخت و هوا و مسیری در بین راه است. این مسیر در میانههای راه باریکتر شده و گلوگاه (ونتوری) را میسازد. این قطعه برای انجام وظایف خود به خلاء در مجرای خروجی سوخت نیاز دارد که به کمک ونتوری تامین میشود. در واقع همزمان با باز شدن دریچه (صفحه گاز)، هوا با مکش سیلندر، وارد کاربراتور شده و در ونتوری جریان مییابد. هنگام عبور هوا در ونتوری، سطح مقطع آن کاهش یافته و سرعت بیشتر و فشار کمتری را تجربه میکند. در اثر این تغییرات، خلاء لازم در کاربراتور به وجود میآید. پس از ایجاد خلاء، مجرای سوخت (ژیگلور متصل به ونتوری)، سوخت را به ونتوری تزریق میکند. این سوخت با هوای موجود در گلوگاه مخلوط شده و سپس به سیلندر وارد میشود. در نهایت سیستم جرقهزنی وارد عمل شده و مخلوط سوخت و هوا درون سیلندر مشتعل میشود.
در این میان هر چه راننده پدال گاز را بیشتر بفشارد، خروجی دریچه گاز کاربراتور بیشتر باز میشود. در نتیجه اجازه ورود مخلوط بیشتری از سوخت و هوا به سیلندر را میدهد. این عمل موجب افزایش سرعت و قدرت موتور میگردد.
مزیت خودروهای کاربراتوری چیست؟
جالب است بدانید سیستم سوخترسانی کاربراتوری بیش از یک قرن در صنعت خودروسازی استفاده شده است. اما امروزه این سیستم منسوخ شده و استفاده از آن معقول نیست. با تمام اینها، قطعا مزیتهایی در این سیستم وجود داشته که توانسته بیش از یک قرن به کار رود. این مزیتها عبارتند از:
- هزینه تولید پایین نسبت به سیستمهای انژکتوری
- تعمیرات راحت و ساده
- هزینه کم در زمان تعمیر و تنظیم کاربراتور
معایب خودروهای کاربراتوری چیست؟
از رده خارج شدن خودروهای کاربراتوری و روی کار آمدن انژکتور در گرو معایب سیستم کاربرات است. این معایب به قدری بزرگ و درخور توجه بودند که ادامه روند استفاده از کاربراتور، صنعت خودروسازی را متحمل هزینههای زیادی میکرد. برخی از این معایب عبارتند از:
- تحت تاثیر قرار گرفتن عملکرد کاربراتور در شرایط محیطی مختلف
- عدم تنظیم نسبت درست سوخت و هوا در موتور
- توزیع غیریکنواخت سوخت در سیلندرها
- احتمال خفگی کاربراتور
- تنظیم نامناسب سیستم جرقهزنی
- تاثیر مستقیم کیفیت، نوع بنزین و عدد اکتان آن بر عملکرد کاربرات
- توان کمتر موتورهای کاربراتوری نسبت به مدلهای انژکتوری
- تولید ارتعاشات و ضربههای بیشتر موتور نسبت به سیستم انژکتور
- تولید سطح بالایی از آلایندگیهای زیستمحیطی نسبت به ماشینهای انژکتوری
کاربراتور موتور سیکلت چیست؟
کاربراتور موتور سیکلت نیز همچون کاربراتور ماشین وظیفه تامین سوخت و هوای مورد نیاز در سیلندر را برعهده دارد. این قطعه مشابه کاربرات خودرو عمل کرده و با مکش هوا از طریق فیلتر هوا آن را به داخل گلوگاه میکشاند. سپس با تزریق سوخت به هوا، مخلوط مورد نیاز را تهیه نموده و به سیلندر ارسال میکند. سپس با جرقه شمع، مخلوط سوخت و هوا درون سیلندر مشتعل شده و انرژی لازم برای حرکت موتورسیکلت تامین میشود.
آیا تمام موتورسیکلتها کاربرات دارند؟
طراحی و ساخت موتورسیکلتها نیز همچون ماشین در طول سالهای اخیر با تغییرات فراوانی همراه بوده است. در این میان موتورهای کاربراتوری نیز به موتورهای انژکتوری تغییر یافتهاند. امروزه بیش از 40% موتورسیکلتها دارای سیستم سوخترسانی کاربراتور هستند. مابقی نیز از سیستم انژکتور استفاده میکنند.
تفاوت کاربراتور ماشین با انژکتور چیست؟
در خودروهای کاربراتوری، مخلوط سوخت و هوا پیش از ورود به سیلندر آماده میشود. این مخلوط تحت جریان شدید هوا در ونتوری و با بالا کشیدن سوخت تهیه شده و سپس وارد سیلندر میشود. به همین دلیل مقدار سوخت مخلوط شده با هوا، دقیق نبوده و در هر بار کشیده شدن تحت تاثیر فشار و سرعت هوا متفاوت خواهد بود. این در حالیست که سیستم انژکتور از یک اینجکت (سوزن) برای تزریق سوخت به درون سیلندر استفاده میکند. به این ترتیب سوخت به صورت پودری، ستارهای و … با هوای موجود درون سیلندر مخلوط میشود. این اتفاق منجر به احتراق بهتر در سیلندر شده و توان موتور را افزایش میدهد.
کاربراتور بهتر است یا انژکتور؟
در پاسخ به این سوال باید بگوییم، تعمیر سیستمهای کاربراتورری بسیاری سادهتر از مدلهای انژکتوری است. این مسئله در گرو تجهیزات و اجزای مورد استفاده در این دو سیستم است. اما نکته مهم احتمال خرابی هر یک از این سیستمهاست. در واقع انژکتور در بازههای 8 تا 12 ماه یکبار نیاز به تعمیر پیدا میکند. در حالی که کاربراتور ماشین را باید هر ماه مجددا تنظیم نمود. علاوه بر این مواردی نظیر احتمال بالای خامسوزی سوخت در کاربراتور نیز از دلایل برتری انژکتور نسبت به کاربرات است.
انواع مدلهای کاربراتور ماشین
سیستمهای کاربراتور ماشین بر اساس فاکتورهای متفاوت در دستهبندیهای مختلفی قرار میگیرند. در واقع نوع کاربراتور مطابق با نوع موتور و نیازهای آن به تعیین میشود. البته این کاربراتها در روند اصلی عملکرد و نحه تهیه مخلوط سوخت و هوا یکسان عمل میکنند، اما در برخی جزئیات با هم متفاوتاند. طوری که بر بازده و کیفیت عملکردشان تاثیرگذار است. در ادامه با انواع کاربراتور خودرو آشنا میشویم:
انواع کاربراتور از نظر جهت حرکت سوخت
گروه اولی که بررسی میکنیم، دسته انواع کاربراتور از نظر جهت حرکت سوخت (یا همان جریان هوا) است:
1- کاربراتور با جریان هوا از پایین به بالا (صعودی)
در کاربراتورهای صعودی، ورودی هوا در بخش پایین قرار داشت و هوای وارد شده از پایین به سمت بالا حرکت میکرد. در این حین سوخت از ژیگلور به جریان هوا وارد میشد.
کاربراتور ماشین صعودی به سبب جهت حرکت هوا از پایین به بالا، منجر به کاهش بازده حجمی موتور میشد. به همین دلیل در خودروهای سواری دهه 1980 به بعد مورد استفاده قرار نگرفت. مشکل دیگر این مدل، عدم روشن شدن موتور در روزهای سرد سال بود. امروزه از کاربرات صعودی در ماشینهای کشاورزی استفاده میشود.
2- کاربراتور با جریان هوا از بالا به پایین (نزولی)
ورودی هوا در کابراتورهای نزولی در قسمت بالایی قرار داشته و هوای وارد شده به کاربراتور توسط جاذبه به سمت پایین حرکت میکرد. سپس در طول مسیر با سوخت تزریق شده توسط ژیگلور، مخلوط شده و به سیلندر میرفت. کمک گرفتن از نیروی جاذبه در این سیستم موجب افزایش راندمان حجمی موتور شده و تغذیه موتور را به خوبی تامین میکرد. ضمن اینکه تعمیر این مدل کاربراتها نسبت به مدلهای صعودی سادهتر بود.
3- کاربراتور با جریان هوای افقی
سومین مدل کاربراتور ماشین از نظر جهت حرکت سوخت، مدلهای جریان هوای افقی است. در این سیستم راندمان حجمی نسبت به کاربرات نزولی کمتر بود. اما مزیت عمده آنها، اشغال فضای کم در موتور بود. این مدل کاربراتور زیر درپوش موتور قرار میگرفت.
انواع کاربراتور ماشین از نظر نوع ونتوری
نوع ونتوری یا همان گلوگاه، فاکتور دیگری در دستهبندی کاربراتور ماشین است. این دستهبندی عبارت است از:
1- ونتوری ثابت
در کاربراتورهای ونتوری ثابت، با جریان هوای عبوری از گلوگاه، خلاء نسبی یا مکشی ایجاد میشود. در نتیجه سوخت از نازل تخلیه میگردد.
2- ونتوری متغیر
سطح موثر گلوگاه در مدلهای ونتوری متغیر، با تغییر همراه است. این تغییرات بر اساس شرایط مختلف موتور ایجاد میشود.
لازم به ذکر است که ونتوریهای ثابت و متغیر در کاربراتورهای افقی به کار گرفته میشوند.
انواع کاربراتور از نظر تعداد دهانه
تعداد دهانه فاکتور دیگری است که در دستهبندی کاربراتور ماشین تاثیرگذار است. امروزه در موتورهای کوچک از کاربراتورهای یک دهانه استفاده میشود. اما مدلهای دو دهانه و چهار دهانه موجب افزایش راندمان حجمی موتور شده و برای موتورهای بزرگتر مناسب است.
برای آشنایی با انواع کاربراتور از نظر تعداد دهانه ادامه مطلب را بخوانید:
1- کاربراتور ماشین یک دهانه
منظور از کاربراتور ماشین یک دهانه، سیستمی با یک ونتوری، یک مخزن بنزین و یک ژیگلور است. این مدل کاربراتها بیشترین استفاده را دارند. این در حالی است که راندمان حجمی آنها نسبت به دو مدل بعدی کمتر است.
2- کاربراتور دو دهانه
کاربراتور ماشین دو دهانه دارای دو ونتوری، دو ژیگلور و یک محفظه بنزین است. در واقع این سیستم شامل دو کاربراتور یک دهانه در کنار هم است که روش کار آن به دو صورت زیر میباشد:
- در حالت اول هر دو کاربراتور به طور همزمان نیمی از نیاز سیلندر به مخلوط سوخت و هوا را تامین میکنند.
- در حالت دوم، کاربراتور اول به طور مداوم نیاز سوخت و هوا در سیلندرها را فراهم میآورد. کاربرات دوم نیز هنگام فشردن بیشتر پدال گاز به مدار وارد میشود تا مخلوط سوخت و هوای بیشتری در دورهای بالا به موتور منتقل شود. این روش نسبت به حالت قبل، عمومیت بیشتری دارد.
3- کاربراتور چهار دهانه
در کاربراتور ماشین چهار دهانه، از دو کاربراتور دو دهانه استفاده میشود. روال کار نیز مطابق زیر است:
ابتدا دو دهانه اولیه کاربراتور برای تامین سوخت و هوای سیلندرها به کار گرفته میشود. زمانی که راننده پدال گاز را برای افزایش شتاب و سرعت، بیشتر فشار میدهد. دو دهانه بعدی وارد عمل میشوند. به این ترتیب سوخت و هوای بیشتری به موتور رسیده و سرعت بیشتری با دور بالاتر تجربه خواهید کرد.
علائم تنظیم نبودن کاربراتور ماشین
کاربراتور ماشین به عنوان یک قطعه مکانیکی که وظیفه سوخترسانی به موتور را دارد، گاهی با مشکلاتی روبهرو میشود. این مشکلات در عملکرد موتور نیز تاثیر منفی داشته و باید سریعا برطرف شوند. در ادامه برخی از علائم تنظیم نبودن کاربراتور را با هم بررسی میکنیم:
۱- افت پرفورمنس (توان) موتور
اصلیترین نشانه تنظیم نبودن یا خرابی کاربراتور ماشین را میتوان افت پرفورمنس موتور دانست. افت پرفورمنس (یا همان کم جان شدن موتور) در اثر دریافت نسبت نامناسب سوخت و هوا در سیلندر رخ میدهد. این مسئله موجب کاهش شتاب خودرو و قدرت موتور شده و همچنین مصرف سوخت را بالا میبرد.
۲- خروج دود سیاه از اگزوز
نشانه دیگری که حاکی از خرابی یا تنظیم نبودن کاربراتور ماشین است، خروج دود سیاه از اگزوز میباشد. خروج دود سیاه نشان از سوزاندن مقدار بالایی از سوخت در سیلندرهاست که ناشی از ترکیب نادرست سوخت و هوا میباشد. کاربراتوری که به درستی تنظیم نباشد، سوخت زیادی به سیلندر داده و موجب دود سیاه اگزوز میشود. علاوه بر اینکه مصرف سوخت نیز بالاتر رفته و آلایندههای بیشتری به محیط وارد میکند.
۳- بک فایر یا داغ شدن بیش از حد موتور
بک فایر به حالتی گفته میشود که موتور بیشتر از حالت عادی داغ میگردد. این مسئله یکی از نشانههای تنظیم نبودن کاربراتور است که موجب ترکیب نادرست سوخت و هوا در سیلندر میشود. در این ترکیب معمولا سوخت به مقدار کافی وجود نداشته و باعث بک فایر در موتور میگردد. در صورت بیتوجهی به این موضوع، مشکلات جدیتری در انتظار موتور ماشینتان خواهد بود.
۴- سخت استارت خوردن موتور
یکی دیگر از علائم خرابی و تنظیم نبودن کاربراتور ماشین، سخت استارت خوردن موتور است. این مشکل بیشتر در روزهای سرد سال و هنگام سرد بودن موتور نمود پیدا میکند. در این هنگام کمترین خطا در ترکیب درست سوخت و هوا، باعث سخت روشن شدن موتور میشود. طوری که با گرم شدن موتور، رفته رفته مشکل برطرف خواهد شد. البته در برخی مواقع این مسئله با گرم شدن موتور نیز از بین نرفته و همچنان شاهد استارت سخت ماشین خواهیم بود.
روش تنظیم کاربراتور خودرو
برای تنظیم کاربراتور خودرو در دور آرام باید مطابق روال زیر عمل نمایید:
- ابتدا موتور را روشن کردن و با پیچ تنظیم دور، تا حدی دریچه گاز را باز کنید که موتور به خوبی کار کند.
- حال مدار ساسات را در حالت گرم بودن، غیرفعال نمایید.
- پیچ تنظیم سوخت دور آرام را کاملا ببندید تا دور موتور کم شود. اگر هنگام کم کردن سوخت از طریق پیچ تنظیم سوخت دور آرام، دور موتور بیشتر شود، نشان از غنی بودن سوخت دارد. اما افت دور موتور در این حالت به معنای ضعیف بودن سوخت است.
- اگر دور موتور بیشتر از حالت عادی است، با پیچ تنظیم دور، کمی دریچه گاز را ببندید. تا زمانی که دور موتور به مقدار استاندارد برسد.
- در صورتی که نمیتوانید با پیچ تنظیم سوخت دور آرام، میزان سوخت را تنظیم کنید، ابتدا کاربراتور را باز نمایید. حال مدار دور آرام را شستشو داده و ژیگلور دور آرام را تمیز نمایید.
- برای آزمایش دقیق سوخت کاربراتور باید از دستگاه سوختسنج کمک بگیرید. لوله جمعکننده دود دستگاه را پس از گرم شدن موتور، درون لوله اگزوز بگذارید. سپس دستگاه را روشن نمایید. این دستگاه با مکش دود و انتقال آن به قسمت آنالیزور، درصد Co سوخت را میسنجد. به این ترتیب میزان اختلاط سوخت توسط عقربه دستگاه به نمایش درمیآید.
منظور از فلوت کردن کاربراتور چیست؟
زمانی که میگویند کاربراتور فلوت کرده است، یعنی درون محفظه کاسه شکل پایینی کاربرات، بنزین زیادی جمع شده است. این محفظه در حقیقت محل ذخیره بنزین است اما نباید مقدار بنزین درون آن بیش از مقدار مشخصی باشد. زیرا در این حالت بنزین نه به سمت بالا و به سمت عقب منتقل نخواهد شد. در نتیجه سوخت از درون کاسه پایین لبریز شده و اصطلاحا میگویند کاربرات فلوت کرده است.
چطور میتوان کاربراتور ماشین را تعمیر کرد؟
تعمیر کاربراتور ماشین بسیار ساده است. برای اینکار تنها کافی با استفاده از پیچ تنظیم، مقدار سوخت ورودی به مدار را تنظیم نمایید. سپس مقدار باز شدن دریچه ورود هوا را بر اساس فصل (تابستان یا زمستان) تنظیم کنید.
از طرف دیگر بهتر است برای رسیدن به بهترین عملکرد کاربراتور، آن را در یک تشت بنزین به خوبی بشویید. همچنین تعویض واشرها و اورینگهای این قطعه در بازههای 4 ماهه به عملکرد بهتر آن کمک میکند.
آیا موتورهای دیزلی کاربراتور دارند؟
در گذشته موتورهای دیزلی نیز از کاربراتور استفاده میکردند. اما با گذشت زمان و نمایان شدن مزیتهای سیستم انژکتوری، کاربرات منسخ و از رده خارج شد. امروزه در خودروهای دیزلی از سیستم سوخترسانی انژکتوری آسیابی استفاده شده و دیگر کاربرات جایی در طراحی آنها ندارد.
سخن پایانی
گرچه خودروهای دارای کاربراتور سالهاست که دیگر تولید نمیشوند، اما هنوز هم این سیستم سوخترسانی در ماشینهای قدیمی و کلاسیک وجود دارد. اگر شما هم صاحب یکی از آن خودروهای کلاسیک نوستالژی هستید، شناخت کاربراتور و نحوه عملکرد آن برایتان ضروری است. در این مقاله با ساختار کاربراتور ماشین و علائم تنظیم نبودن آن آشنا شدیم. اما باید بدانید که برای حل مشکلات کاربراتوری باید سریعا به تعمیرگاه بروید تا از بروز مشکلات جدیتر در موتور در امان بمانید.