Miješanje goriva i zraka na tradicionalni način
Stvaranje smjese koja će pri svim uvjetima rada motora biti optimalno pripravljena prilično je zamršen recept što ga je godinama tradicionalno spravljao jedan te isti poznati kuhar - rasplinjač
Rasplinjač Zenith 28 Duplex (The Carburetor Doctor)
Iako je rasplinjač (karburator ili fergazer), u ne tako davnim vremenima bio česta tema razgovora o automobilima, a njegovo se popravljanje i podešavanje mistificiralo do neslućenih razmjera, načelo na kojemu ova naprava radi nije nikakva "tajna kuhinja". Dakako, niti njegova uloga u radu motora (ovo je poglavlje vezano isključivo uz benzinske motore) nije nipošto značajnija od, npr, uloge usisne grane bez obzira na jednostavnost njezine konstrukcije.
Ako uzmemo da današnji motori imaju oko 900 pokretnih dijelova ubrzo će nam postati jasno kako oni mogu funkcionirati zajedno samo ako je sve pojednostavljeno do krajnjih granica. Upravo stoga, suvišnih dijelova nema, a oni koji su ugrađeni dovoljno su značajni da se bez njih ne može i svaki je jednako vrijedan.
Konačno, s dolaskom ubrizgavanja goriva, rasplinjači sve više postaju tema za raspravu među ljubiteljima oldtimera. No, Njegovo veličanstvo rasplinjač katkada zna zadavati beskrajne glavobolje onima koji se s njime uhvate u koštac, pogotovo ako je napravljen traljavo (prisjetimo se IPM-ovih rasplinjača u, nekoć kod nas sveprisutnim, motorima od 1.116 kubika) ili ako je njegovo podešavanje previše zakomplicirano. No, započnimo redom.
Teorijski rasplinjač...
Zamislite usisnu cijev koja na jednom kraju ima postavljen leptir (o leptirima je bilo riječi u prošlom nastavku) kojim se kontrolira protok zraka. Sada u tu cijev, pod kutem od 90° ubodite manju cijev. Ovu ćemo malu cijev potom uroniti u zdjelicu s benzinom pazeći da njegova razina bude uvijek pri vrhu otvora cjevčice. Struja zraka koji prolazi kroz usisnu cijev (količina protoka regulirana je leptirom) stvorit će podtlak, a to će potom povući izvjesnu količinu goriva iz cjevčice.
Došavši u struju zraka unutar usisne cijevi gorivo će se raspršiti i pomiješati sa zrakom čime dobivamo smjesu. Dakle, ono što nam je potrebno da bismo konstruirali teorijski rasplinjač su usisna cijev s leptirom, cjevčica za dovod goriva i posuda u kojoj se gorivo nalazi, a koja ima mogućnost regulacije njegove razine u cjevčici.
I opet, kao uostalom u svakom poglavlju do sada, glavninu znanja možemo polučiti izučavajući primjere iz prakse gdje nailazimo na znatnija odstupanja u odnosu na teoriju. Jasno je da bi u teorijskom slučaju veći pritisak na papučicu akceleratora jače zakrenuo leptir, a što bi potom ubrzalo strujanje zraka u usisnoj cijevi (dakako i povećalo broj okretaja motora) i sa sobom povuklo veću količinu goriva. Međutim u praksi se ovdje javlja jedan mali problemčić.
Naime, iz prethodnih se nastavaka Škole sjećamo kako je za potpuno izgaranje benzina potrebno ostvariti omjer težinskih udjela zraka i goriva od 14,7:1. To bismo mogli jednostavno ostvariti proračunamo li našu cjevčicu (mlaznicu, dizu) tako da se pri svim brzinama rada motora ispušta goriva u stalnom omjeru sa zrakom. Dakle, brža struja zraka u usisnom dijelu povući će i više benzina.
Ipak, problem se javlja u praksi zato što je porast brzine strujanja zraka izravno vezan sa smanjivanjem njegove gustoće. Tako bi nam se lako moglo dogoditi da pri izuzetno visokim brojevima okretaja motora u cilindre uđe previše goriva što bi na kraju moglo stvoriti smjesu toliko bogatu gorivom da se ona, poradi nedostatka kisika, ne bi niti zapalila.
Tu u pomoć priskače sustav za "pretpjenjenje" goriva koji ga miješa sa zrakom prije nego li je napustilo mlaznicu (kod rasplinjača na tlačni zrak), odnosno problem možemo riješiti i podesivošću količine goriva koje napušta mlaznicu (rasplinjači s igličastom mlaznicom: SU, Stromberg). Podešavanje količine goriva koju će podtlak povući u usis radi se (kod najraširenijih rasplinjača, onih na tlačni zrak) reguliranjem mlaznice koja potom isporučuje stalnu količinu goriva s obzirom na brzinu strujanja zraka.
No, nije isključivo podešenost mlaznice odgovorna za rad rasplinjača. Značajnu ulogu ovdje ima i konstrukcija difuzora. Difuzor je "strukirani" dio usisnika (u praksi tijela rasplinjača) koji radi prema načelu venturijeve cijevi. Smanjenjem presjeka usisne cijevi ubrzava se brzina protoka zraka čime se može utjecati na stvaranje podtlaka i količinu goriva izvučenog iz mlaznice. Ipak, u praksi moramo paziti da pomjer difuzora ne bude premalen jer će on tada ograničiti protok zraka potreban da bi motor normalno radio.
Nadogradnja osnovne priče
Kako bi rasplinjač mogli što bolje prilagoditi motoru na koji ga stavljamo, trebamo uzeti u obzir već dva (ujedno najbitnija) elementa: veličinu mlaznice i promjer difuzora. Tako, na primjer, rasplinjač Weber 40 DCOE ima tijelo promjera od 40 mm s mogućnošću ugradnje najvećeg difuzora od 32 mm. No, zato možemo nabaviti model promjera 45, 48 pa i 50 mm od kojih će posljednji (očito) pružati najveći raspon.
Pri određivanju promjera difuzora treba uzeti u obzir i kapacitet motora, jer pretjerana količina zraka neće učiniti stroj snažnijim. Posljednji "trik" iz prakse dovodi nas do višestrukih rasplinjača kao što je npr. dvostruki rasplinjač Weber 45 DCOE (koji se sastoji od 86 dijelova, a čiju shemu možete pogledati ovdje).
Osim što je njime moguće ubaciti veću količinu goriva u cilindre, višestruki rasplinjač krije još jednu tajnu. Pri malom broju okretaja motora i niskom podtlaku gorivo se katkada ne može dobro pomiješati sa zrakom te u cilindre ulazi u tekućem stanju. Ova pojava nije toliko nezgodna imamo li za svaki cilindar po jedan rasplinjač (dvostruki rasplinjač djeluje u stvari poput dva rasplinjača priključena na dva cilindra), no kada iz jednog rasplinjača gorivo putuje usisnom granom mogu se javiti problemi nejednolike opskrbe cilindara.
Za kraj spomenimo još dva dodatna dijela rasplinjača: sustav za prazni hod koji omogućuje izrazito bogatu smjesu pri hladnom startu motora te pumpu za ubrzanje koja kroz posebnu cijev uštrcava dodatnu količinu goriva kada se naglo pritisne papučica akceleratora. Neki rasplinjači su na mjestu ulaska zraka opremljeni i posebnim "trubicama" koje predstavljaju nastavke za tuniranje parametara struje zraka.
Rasplinjač Zenith 28 Duplex (The Carburetor Doctor)
Iako je rasplinjač (karburator ili fergazer), u ne tako davnim vremenima bio česta tema razgovora o automobilima, a njegovo se popravljanje i podešavanje mistificiralo do neslućenih razmjera, načelo na kojemu ova naprava radi nije nikakva "tajna kuhinja". Dakako, niti njegova uloga u radu motora (ovo je poglavlje vezano isključivo uz benzinske motore) nije nipošto značajnija od, npr, uloge usisne grane bez obzira na jednostavnost njezine konstrukcije.
Ako uzmemo da današnji motori imaju oko 900 pokretnih dijelova ubrzo će nam postati jasno kako oni mogu funkcionirati zajedno samo ako je sve pojednostavljeno do krajnjih granica. Upravo stoga, suvišnih dijelova nema, a oni koji su ugrađeni dovoljno su značajni da se bez njih ne može i svaki je jednako vrijedan.
Konačno, s dolaskom ubrizgavanja goriva, rasplinjači sve više postaju tema za raspravu među ljubiteljima oldtimera. No, Njegovo veličanstvo rasplinjač katkada zna zadavati beskrajne glavobolje onima koji se s njime uhvate u koštac, pogotovo ako je napravljen traljavo (prisjetimo se IPM-ovih rasplinjača u, nekoć kod nas sveprisutnim, motorima od 1.116 kubika) ili ako je njegovo podešavanje previše zakomplicirano. No, započnimo redom.
Teorijski rasplinjač...Zamislite usisnu cijev koja na jednom kraju ima postavljen leptir (o leptirima je bilo riječi u prošlom nastavku) kojim se kontrolira protok zraka. Sada u tu cijev, pod kutem od 90° ubodite manju cijev. Ovu ćemo malu cijev potom uroniti u zdjelicu s benzinom pazeći da njegova razina bude uvijek pri vrhu otvora cjevčice. Struja zraka koji prolazi kroz usisnu cijev (količina protoka regulirana je leptirom) stvorit će podtlak, a to će potom povući izvjesnu količinu goriva iz cjevčice.
Došavši u struju zraka unutar usisne cijevi gorivo će se raspršiti i pomiješati sa zrakom čime dobivamo smjesu. Dakle, ono što nam je potrebno da bismo konstruirali teorijski rasplinjač su usisna cijev s leptirom, cjevčica za dovod goriva i posuda u kojoj se gorivo nalazi, a koja ima mogućnost regulacije njegove razine u cjevčici.
I opet, kao uostalom u svakom poglavlju do sada, glavninu znanja možemo polučiti izučavajući primjere iz prakse gdje nailazimo na znatnija odstupanja u odnosu na teoriju. Jasno je da bi u teorijskom slučaju veći pritisak na papučicu akceleratora jače zakrenuo leptir, a što bi potom ubrzalo strujanje zraka u usisnoj cijevi (dakako i povećalo broj okretaja motora) i sa sobom povuklo veću količinu goriva. Međutim u praksi se ovdje javlja jedan mali problemčić.
Naime, iz prethodnih se nastavaka Škole sjećamo kako je za potpuno izgaranje benzina potrebno ostvariti omjer težinskih udjela zraka i goriva od 14,7:1. To bismo mogli jednostavno ostvariti proračunamo li našu cjevčicu (mlaznicu, dizu) tako da se pri svim brzinama rada motora ispušta goriva u stalnom omjeru sa zrakom. Dakle, brža struja zraka u usisnom dijelu povući će i više benzina.
Ipak, problem se javlja u praksi zato što je porast brzine strujanja zraka izravno vezan sa smanjivanjem njegove gustoće. Tako bi nam se lako moglo dogoditi da pri izuzetno visokim brojevima okretaja motora u cilindre uđe previše goriva što bi na kraju moglo stvoriti smjesu toliko bogatu gorivom da se ona, poradi nedostatka kisika, ne bi niti zapalila.
Tu u pomoć priskače sustav za "pretpjenjenje" goriva koji ga miješa sa zrakom prije nego li je napustilo mlaznicu (kod rasplinjača na tlačni zrak), odnosno problem možemo riješiti i podesivošću količine goriva koje napušta mlaznicu (rasplinjači s igličastom mlaznicom: SU, Stromberg). Podešavanje količine goriva koju će podtlak povući u usis radi se (kod najraširenijih rasplinjača, onih na tlačni zrak) reguliranjem mlaznice koja potom isporučuje stalnu količinu goriva s obzirom na brzinu strujanja zraka.
No, nije isključivo podešenost mlaznice odgovorna za rad rasplinjača. Značajnu ulogu ovdje ima i konstrukcija difuzora. Difuzor je "strukirani" dio usisnika (u praksi tijela rasplinjača) koji radi prema načelu venturijeve cijevi. Smanjenjem presjeka usisne cijevi ubrzava se brzina protoka zraka čime se može utjecati na stvaranje podtlaka i količinu goriva izvučenog iz mlaznice. Ipak, u praksi moramo paziti da pomjer difuzora ne bude premalen jer će on tada ograničiti protok zraka potreban da bi motor normalno radio.
Nadogradnja osnovne priče
Kako bi rasplinjač mogli što bolje prilagoditi motoru na koji ga stavljamo, trebamo uzeti u obzir već dva (ujedno najbitnija) elementa: veličinu mlaznice i promjer difuzora. Tako, na primjer, rasplinjač Weber 40 DCOE ima tijelo promjera od 40 mm s mogućnošću ugradnje najvećeg difuzora od 32 mm. No, zato možemo nabaviti model promjera 45, 48 pa i 50 mm od kojih će posljednji (očito) pružati najveći raspon.
Pri određivanju promjera difuzora treba uzeti u obzir i kapacitet motora, jer pretjerana količina zraka neće učiniti stroj snažnijim. Posljednji "trik" iz prakse dovodi nas do višestrukih rasplinjača kao što je npr. dvostruki rasplinjač Weber 45 DCOE (koji se sastoji od 86 dijelova, a čiju shemu možete pogledati ovdje).
Osim što je njime moguće ubaciti veću količinu goriva u cilindre, višestruki rasplinjač krije još jednu tajnu. Pri malom broju okretaja motora i niskom podtlaku gorivo se katkada ne može dobro pomiješati sa zrakom te u cilindre ulazi u tekućem stanju. Ova pojava nije toliko nezgodna imamo li za svaki cilindar po jedan rasplinjač (dvostruki rasplinjač djeluje u stvari poput dva rasplinjača priključena na dva cilindra), no kada iz jednog rasplinjača gorivo putuje usisnom granom mogu se javiti problemi nejednolike opskrbe cilindara.
Za kraj spomenimo još dva dodatna dijela rasplinjača: sustav za prazni hod koji omogućuje izrazito bogatu smjesu pri hladnom startu motora te pumpu za ubrzanje koja kroz posebnu cijev uštrcava dodatnu količinu goriva kada se naglo pritisne papučica akceleratora. Neki rasplinjači su na mjestu ulaska zraka opremljeni i posebnim "trubicama" koje predstavljaju nastavke za tuniranje parametara struje zraka.
Ne zaboravimo...
Prvi je rasplinjač konstruirao Karl Benz 1885. (patent je iz 1886.), a unaprijedili su ga mađarski inženjeri János Csonka i Donát Bánki, 1893.
Rasplinjač radi prema načelu nizozemsko-švicarskog matematičara i fizičara Daniela Bernoullia (8. veljače 1700. Groningen - 17. ožujak 1782. Basel) koje govori da se s povećanjem brzine fluida istovremeno smanjuje njegov pritisak. Bernoulli je svoje otkriće objavio 1738. u knjizi Hydrodynamica.
Naime, jedno od glavnih Bernoulliejevih istraživanja bavilo se otkrivanjem odnosa između brzine strujanja fluida i njegovog pritiska. Praktično rješenje za to Bernoulli je pronašao u načinu da se cijev kojom struji neki fluid probije malom otvorenom slamkom. Ovisno o pritisku fluida, visina njegovog stupca u slamki bi se mijenjala.
Upravo na tom načelu, liječnici Bernoullijevog vremena otkrili su da mogu mjeriti pritisak krvi svojih pacijenata tako da im u arteriju zabodu malu, na jednom kraju naoštrenu staklenu cjevčicu. Ovako "plemenita" metoda mjerenja krvnog pritiska ostala je u upotrebi punih 170 godina.
Daniel Bernoulli nas, bez sumnje, nije zadužio samo zahvaljujući rasplinjaču :-) Njegov teorijski i praktični rad obuhvaćao je mnoga područja pa je tako 1727. osmislio brod koji bi pokretao mlaz pare pod vodom, a ustanovio je i utjecaj statičke stabilnosti na ljuljanje i valjanje broda.
Godine 1730. Francuska je akademija ponudila nagradu za tumačenje plime i oseke. Bernoulli, Maclaurin i Euler su razvili opširno razrađenu teoriju te pojave u okviru Newtonove mehanike. U konačnici, za svoja razna otkrića, Bernoulli je (katkada s drugim autorima) osvojio čak 10 nagrada Pariške akademije znanosti.
Edoardo Weber (29. studeni 1889. Torino - 17. svibanj 1945. Bologna) bio je talijanski inženjer i poslovni čovjek. Nakon završenog studija strojarstva na torinskom Univerzitetu (1913.), Weber je počeo raditi za tvrtku Fiat, prvo u Torinu, a poslije i u Bologni. Tijekom rada u Fiatu, Weber je surađivao s Amédéeom Gordinijem te sudjelovao u automobilskim utrkama.
Za upravljačem Fiata 501, Edoardo Weber je 13. lipnja 1920. na stazi Mugello osvojio treće mjesto, no njegov je rad ipak otišao u drugom smjeru. Pokušavajući pronaći rješenja za smanjenje potrošnje goriva tadašnjih automobila, Webber je osmislio svoj prvi dvostruki rasplinjač. Taj rasplinjač povezao je s vlastitom konstrukcijom glave motora i mehaničkog kompresora na Fiatu 501.
Godine 1923. Weber napušta Fiat i osniva vlastitu tvrtku, Fabbrica Italiana Carburatori Weber. Poseban uspjeh ostvario je s dvostrukim rasplinjačima koji su imali dvije venturijeve cijevi različitih promjera, po jednu optimiziranu za vožnji nižim, odn. višim brzinama.
Prvi ulazak Weberovih tvorničkih rasplinjača u automobilski sport odvit će se u 1930-im s Maseratijem i Alfa Romeom, a jedan od najpoznatijih natjecateljskih automobila predratnog doba, opremljen Weberovim rasplinjačima svakako je bila Alfa 8C iz 1938. čiji je motor napravio još jedan genijalni konstruktor, Vittorio Jano.
Nakon smrti Edoarda Webera, Fiat 1952. preuzima tvrtku, a nakon preuzimanja tvrtke Solex 1986. (izravnog suparnika Webera), dva proizvođača se ujedinjuju pod okriljem torinskog automobilskog diva, odn službeno pod Magneti Marellijem koji je u vlasništvu Fiata.
Proizvodnja Weberovih rasplinjača u Bologni je prekinuta 1992, no nove je rasplinjače Weber i dalje moguće kupiti. Originalnim Weberovim rasplinjačima danas se smatraju isključivo proizvodi španjolske tvrtke (sa sjedištem u Madridu) LCN Automotive Equipment.
Izvor: autonet
No comments:
Post a Comment