گیتی هومانفر
کاربراتور خودرو چیست و چه وظیفه ای دارد
کاربراتور یکی از مهم‌ترین اجزای فنی خودروهای قدیمی و برخی مدل‌های امروزی است که وظیفه دارد سوخت و هوا را با نسبت مناسبی با یکدیگر ترکیب کرده و برای احتراق به داخل سیلندر موتور ارسال کند. پیش از آنکه سیستم‌های مدرن انژکتور به‌طور گسترده در خودروها به کار گرفته شوند، کاربراتور نقش اصلی در فرآیند سوخت‌رسانی را بر عهده داشت و به همین دلیل دانستن سازوکار و وظایف آن اهمیت زیادی دارد. در این مقاله به معرفی کاربراتور خودرو، ساختار و نحوه عملکرد آن، وظایف اصلی و مزایا و معایب این سیستم می‌پردازیم.
با اتو مگ همراه باشید
تاریخچه و ضرورت استفاده از کاربراتور
با اختراع موتورهای درون‌سوز، نیاز به سیستمی برای ترکیب کردن سوخت با هوا به وجود آمد. اگر این نسبت به‌درستی تنظیم نشود، احتراق یا ناقص انجام می‌شود یا به موتور آسیب می‌زند. نخستین کاربراتورها در اواخر قرن نوزدهم ساخته شدند و تا دهه‌های اخیر تقریباً در تمام خودروهای بنزینی مورد استفاده قرار می‌گرفتند. اگرچه امروزه سیستم انژکتوری جایگزین شده است، اما هنوز بسیاری از موتورسیکلت‌ها و خودروهای کلاسیک به کاربراتور مجهز هستند.
ساختار کلی کاربراتور
کاربراتور شامل بخش‌های مختلفی است که هرکدام وظیفه‌ای خاص در فرآیند ترکیب هوا و سوخت بر عهده دارند. مهم‌ترین اجزا عبارت‌اند از:
- محفظه شناور (Float Chamber): محفظه‌ای که سطح سوخت را در یک حد ثابت نگه می‌دارد.
- نازل یا ژیگلور (Jet): روزنه‌های باریکی که سوخت از آن‌ها به جریان هوا تزریق می‌شود.
- ونتوری (Venturi): قسمت باریکی در مسیر عبور هوا که باعث افزایش سرعت هوا و مکش سوخت می‌شود.
- دریچه گاز (Throttle Valve): صفحه‌ای که میزان هوای ورودی به موتور و در نتیجه قدرت موتور را کنترل می‌کند.
- دریچه ساسات (Choke Valve): دریچه‌ای که هنگام استارت سرد، نسبت سوخت را افزایش داده تا موتور راحت‌تر روشن شود.
این اجزا با همکاری یکدیگر شرایط لازم برای ورود مخلوط سوخت و هوا به سیلندر را فراهم می‌کنند.
نحوه عملکرد کاربراتور
عملکرد کاربراتور بر اساس قانون برنولی و اختلاف فشار است. وقتی پیستون در موتور به سمت پایین حرکت می‌کند، هوا از طریق ونتوری به داخل کشیده می‌شود. در قسمت باریک ونتوری، سرعت هوا زیاد و فشار آن کم می‌شود، همین کاهش فشار موجب مکش سوخت از طریق ژیگلور به داخل جریان هوا می‌گردد. ترکیب به دست آمده وارد سیلندر می‌شود و در حضور جرقه شمع می‌سوزد.
برای شرایط مختلف رانندگی، کاربراتور مکانیزم‌های گوناگونی دارد:
- در حالت استارت سرد، ساسات بسته می‌شود تا سوخت بیشتری وارد شود.
- در حالت شتاب‌گیری، پمپ شتاب‌دهنده مقدار اضافه‌ای سوخت تزریق می‌کند.
- در حالت بار کامل موتور، ژیگلور اصلی وظیفه تأمین سوخت کافی را بر عهده دارد.
- در حالت کارکرد درجا (Idle)، مسیرهای خاصی مخلوط را تأمین می‌کنند تا موتور خاموش نشود.
وظایف اصلی کاربراتور
کاربراتور چندین وظیفه اساسی در خودرو دارد که عبارت‌اند از:
- مخلوط کردن دقیق هوا و سوخت با نسبت استوکیومتری یا نسبت مناسب برای شرایط مختلف.
- کنترل دبی سوخت و هوا بر اساس نیاز موتور و میزان فشار بر پدال گاز.
- تامین مخلوط غنی‌تر هنگام استارت یا شتاب‌گیری برای جلوگیری از خاموش شدن موتور.
- تثبیت سطح سوخت در محفظه شناور و جلوگیری از نوسان در تأمین سوخت.
- جلوگیری از ورود ناخالصی‌ها با استفاده از فیلتر هوا و طراحی مسیرهای دقیق.
مزایای کاربراتور
اگرچه سیستم انژکتوری امروزی عملکرد بهتری دارد، اما کاربراتور همچنان مزایای خاص خود را دارد:
- سادگی طراحی و تعمیر: قطعات کاربراتور نسبتاً ساده هستند و با ابزارهای معمولی می‌توان آن‌ها را تنظیم یا تعمیر کرد.
هزینه پایین‌تر: تولید و نگهداری کاربراتور نسبت به انژکتور ارزان‌تر است. - کاربرد گسترده در موتورهای کوچک: برای موتورسیکلت‌ها، ماشین‌آلات کشاورزی و ژنراتورهای کوچک همچنان گزینه‌ای مناسب محسوب می‌شود.
معایب و محدودیت‌ها
در کنار مزایا، کاربراتور معایبی نیز دارد که باعث شد سیستم انژکتوری جایگزین آن شود:
- مصرف سوخت بیشتر: دقت کاربراتور در اندازه‌گیری نسبت هوا و سوخت به اندازه انژکتور نیست.
- آلودگی بالاتر: احتراق ناقص و سوختن ناکامل موجب افزایش آلاینده‌ها می‌شود.
- نیاز به تنظیمات مکرر: تغییر دما، ارتفاع و شرایط محیطی عملکرد کاربراتور را مختل می‌کند.
- پایین‌تر بودن راندمان موتور: نسبت به سیستم‌های مدرن، توان خروجی و پاسخ‌دهی موتور کمتر است.
کاربراتور در مقابل انژکتور
انژکتورهای سوخت به کمک سنسورها و واحد کنترل الکترونیکی (ECU) مخلوط سوخت و هوا را با دقت بالایی مدیریت می‌کنند. این سیستم مصرف سوخت را کاهش داده، آلایندگی را کم می‌کند و توان موتور را افزایش می‌دهد. با این حال، کاربراتور همچنان در خودروهای قدیمی، کلاسیک و برخی موتورسیکلت‌ها کاربرد دارد.
نتیجه‌گیری
کاربراتور یکی از اجزای کلیدی و نوستالژیک در تاریخ صنعت خودرو است که سال‌ها وظیفه تأمین مخلوط هوا و سوخت را بر عهده داشته است. این قطعه با استفاده از اصول ساده فیزیکی توانست نیاز موتورهای بنزینی را به‌خوبی برطرف کند. اگرچه امروزه فناوری انژکتور جایگزین آن شده و برتری‌های بسیاری دارد، اما شناخت کاربراتور همچنان برای علاقه‌مندان به مکانیک خودرو و دارندگان وسایل نقلیه قدیمی ضروری است.
