Tune it:Καρμπυρατέρ

Εδώ και πολλά χρόνια, βλέπω ότι πολλοί μηχανικοί και …μηχανικίσκοι διατείνονται ότι ξέρουν και παίζουν στα δάχτυλα τα συστήματα ψεκασμού, τους χάρτες ανάφλεξης και τους εγκεφάλους, αδυνατούν, όμως, να κατανοήσουν ακόμα και τις βασικές αρχές της Φυσικής πάνω στις οποίες βασίζεται η λειτουργία των καρμπυρατέρ και όχι μόνο. Αυτό πάντα μου έκανε εντύπωση και το παρομοιάζω ως εξής: οι γνώσεις είναι σαν μια πολυκατοικία. Αρχίζουν από τα πολύ βασικά (υπόγειο/ισόγειο), πάνε στα βασικά (1^ος/2^ος όροφος) και ανεβαίνουν, όσο αυξάνονται και εξειδικεύονται, για να φτάσουν κάποτε στο ρετιρέ. Εδώ όμως, παρατηρώ -και σε πολύ μεγάλο μάλιστα ποσοστό- να γνωρίζουν πράγματα του 3^ου/4^ου ορόφου και να έχουν πλήρη άγνοια των θεμελίων! Δεν τους χρειάζονται αυτές οι γνώσεις στη δουλειά τους? Δεν πειράζει, γιατί και ο πελάτης ξέρει ακόμα λιγότερα? Δεν στέκεται έτσι η πολυκατοικία, κύριοι. Αν αγαπάτε τη δουλειά σας, θα έπρεπε να έχετε την περιέργεια να μάθετε πως και γιατί φτάσαμε στον ψεκασμό με όλα του τα παρελκόμενα. Αυτό τουλάχιστον απαιτεί η ολοκληρωμένη παιδεία του μηχανικού. Αν τώρα στη δουλειά του βλέπει μόνο μπεκ, τουρμπίνες και το διαγνωστικό της αντιπροσωπείας και δεν τον ενδιαφέρει να πάει λίγο παραπέρα, έχει καλώς. Εμείς, θα συνεχίσουμε την προσπάθεια, ώστε να ανοίξουμε λίγο τους ορίζοντες γι’ αυτούς, που θέλουν να δουν τι υπάρχει πέρα από την καθημερινότητα, που είναι ίσως πλέον κάτι ασυνήθιστο, είδος υπό εξαφάνιση ή… αρχαίο!

 

Βασικές αρχές

Αέρας + καύσιμο = κίνηση. Αυτό είναι το βασικό αξίωμα/αποτέλεσμα του συνδυασμού των δύο στοιχείων για οτιδήποτε κινείται στην ξηρά, τον αέρα και τη θάλασσα. Η ποσότητα των δύο συστατικών αλλάζει από στιγμή σε στιγμή ανάλογα με τις παραμέτρους λειτουργίας, όπως ταχύτητα, φορτίο, θερμοκρασία κλπ. Τη δημιουργία της κατάλληλης αναλογίας και την εισαγωγή της στο μοτέρ σαν καύσιμο μείγμα κάνει ακριβώς το καρμπυρατέρ. Το μοτέρ είναι βέβαια ένα μάτσο μέταλλα, αλλά έχει πολλά να κάνει και με τη Χημεία και στη Χημεία εμπίπτει η καύση του μείγματος, που παράγει θερμική ενέργεια, διοξείδιο του άνθρακα και νερό. Για την αποδοτική καύση, χρειάζεται και μεγάλη ποσότητα αέρα και αυτό ισχύει όχι μόνο για το μοτέρ, αλλά και για ένα απλό κερί ή το τζάκι, που μπορεί να έχετε σπίτι σας.

 

Τι είναι το καρμπυρατέρ και πως λειτουργεί?

Η σωστή ποσότητα καυσίμου για την αποδοτική καύση διαφέρει, όπως είδαμε, ανάλογα με τις συνθήκες. Τη ρύθμιση της ποσότητας αυτής κάνει το καρμπυρατέρ, που αρχικά ήταν εφεύρεση του Samuel Morey το –δεν κάνω πλάκα- 1826! Μιλάμε για εποχή Κολοκοτρώνη … βάστα Τούρκο να γεμίσω!

Μέσα στα χρόνια που ακολούθησαν, κατασκευάστηκαν και άλλα λειτουργικά πρωτότυπα από μερικούς Ιταλούς και το 1882, μάλιστα, δούλεψε κανονικά σε μοτεράκι 121 κυβικών του Enrico Bernardi στο Πανεπιστήμιο της Padova! Ένας από τους πιο γνωστούς πρωτοπόρους στον τομέα ήταν και ο Karl Benz (ναι, ο συνιδρυτής της Γερμανικής Φίρμας), που το 1888 υπέβαλε αίτηση ευρεσιτεχνίας κι’ αυτός για δικό του σχέδιο.

Υπάρχουν πολλά είδη καρμπυρατέρ, άλλα με πολλή απλή και άλλα με αρκετά πολύπλοκη κατασκευή. Στην απλούστερη μορφή του, μιλάμε για ένα όρθιο σωλήνα, ψηλότερα από τους κυλίνδρους, ο οποίος έχει μία στένωση περίπου στο μέσο του μήκους, όπου και μπαίνει κάθετα ένας άλλος μικρότερος σωλήνας. Στην επάνω άκρη του σωλήνα βάζουμε μια πεταλούδα και άλλη μια στο κάτω άκρο του σωλήνα, που επικοινωνεί με τους κυλίνδρους. Ο μικρός σωλήνας, στη μέση, έρχεται από ένα μικρό δοχείο, όπου υπάρχει καύσιμο, του οποίου η στάθμη ρυθμίζεται με ένα μικρό φλοτέρ, σχεδόν ακριβώς όπως γίνεται και στο καζανάκι της τουαλέτας! Αυτές οι λίγες προτάσεις, μόλις περιέγραψαν το βασικό καρμπυρατέρ και μάλιστα με τσοκ για την κρύα εκκίνηση (επάνω πεταλούδα).

Πως λειτουργεί? Κατεβαίνοντας, το έμβολο δημιουργεί υποπίεση και τραβάει αέρα. Ο αέρας αυτός κατεβαίνει μέσα από το σωλήνα μας. Περνώντας από τη στένωση, αυξάνει η ταχύτητά του και δημιουργείται αρκετή υποπίεση για να τραβήξει από το κάθετο σωληνάκι το καύσιμο. Η περιοχή με τη στένωση ονομάζεται βεντούρι (Venturi). Ωραία, τώρα έχουμε μείγμα αέρα/καυσίμου, αλλά πως ρυθμίζουμε την ποσότητά του? Όταν κλείσει αρκετά η επάνω πεταλούδα, μειώνεται ο αέρας που μπαίνει στο σωλήνα, αλλά η μεγαλύτερη υποπίεση (από την αναρρόφηση του κυλίνδρου) τραβάει περισσότερο καύσιμο από το μικρό σωληνάκι. Έτσι έχουμε περίσσεια καυσίμου, που ονομάζουμε πλούσιο μείγμα και το οποίο χρειάζεται κατά την εκκίνηση του μοτέρ και δημιουργείται με τη βοήθεια της πεταλούδας του τσοκ. Για την κανονική λειτουργία του μοτέρ, η πεταλούδα του τσοκ παραμένει ανοιχτή και είναι σειρά της κάτω πεταλούδας να ανοιγοκλείνει σύμφωνα με τις εντολές του οδηγού για να ρυθμίζει τη συνολική ποσότητα μείγματος, που μπαίνει στον κύλινδρο. Με λίγο ανοιχτή την πεταλούδα, κατεβαίνει λίγος αέρας στο σωλήνα, οπότε η μικρή του ταχύτητα τραβάει λίγο καύσιμο και η απόδοση του μοτέρ είναι μικρή. Με πολύ ανοιχτή πεταλούδα, είναι πολύς ο αέρας και με μεγάλη ταχύτητα, οπότε τραβάει περισσότερο καύσιμο και ανεβαίνει η απόδοση του μοτέρ, αφού καίει περισσότερη ποσότητα μείγματος παράγοντας περισσότερη ενέργεια. Πιο απλή περιγραφή δεν γίνεται και τα διάφορα μέρη, που ανέφερα, φαίνονται καθαρά στο σχέδιο. Ίσως γίνει πιο εύκολα αντιληπτή η λειτουργία, αν τη συνδυάσουμε με τα διάφορα βασικά εξαρτήματα του σχεδίου:

 

1: Ο αέρας (που κανονικά έρχεται από το φίλτρο) μπαίνει στο σωλήνα (σώμα) του καρμπυρατέρ.

2: Στην κρύα εκκίνηση, η πεταλούδα του τσοκ (μπλε) είναι σχεδόν κλειστή, περιορίζοντας την ποσότητα του αέρα, που μπαίνει στον κύλινδρο.

3: Η περιοχή στο βεντούρι είναι η στένωση του σωλήνα, όπου αυξάνεται η ταχύτητα του αέρα και δημιουργείται η μεγαλύτερη υποπίεση στο σύστημα.

4:  Η αυξημένη υποπίεση στο βεντούρι τραβάει καύσιμο (πορτοκαλί) από το μπεκ (7).

5: Η πεταλούδα (του γκαζιού, όπως λέγεται συνήθως) ρυθμίζει την ποσότητα του αέρα/καυσίμου, που μπαίνει στον κύλινδρο. 

6: Το καύσιμο μείγμα οδεύει προς τον κύλινδρο.

7: Το καύσιμο στο μπεκ έρχεται από το μικρό δοχείο του φλοτέρ.

8: Όταν η στάθμη χαμηλώσει, το φλοτέρ ανοίγει τη βαλβίδα εισόδου.

9: Σωληνάκι καυσίμου, που έρχεται από την αντλία χαμηλής πίεσης –μηχανική συνήθως.

 

Τύποι καρμπυρατέρ

Τρείς τύποι χρησιμοποιήθηκαν κυρίως, το κάθετο, ανάποδο (ανεστραμμένο) κάθετο και το οριζόντιο.  Το κάθετο, με έξοδο από πάνω, δεν χρησιμοποιήθηκε πολύ. Πιο διαδεδομένο απ’ όλα ήταν το κάθετο με έξοδο κάτω. Έδινε μεγάλη χωροταξική ευκολία για τοποθέτηση φίλτρου και ευκολία συντήρησης και ρύθμισης (αποσυναρμολόγηση επιτόπου).

Το οριζόντιο καρμπυρατέρ είχε το πλεονέκτημα της πιο άμεσης ροής στον κύλινδρο και αυτός είναι ο λόγος, που σχεδιάσθηκαν. Από τη δεκαετία του ’60, χρησιμοποιήθηκαν ως εξοπλισμός σειράς σε άπειρα σπορ μοντέλα από Ευρωπαίους κυρίως κατασκευαστές με προεξάρχοντες την Alfa Romeo και BMW. Αν και τα πρώτα συστήματα μηχανικού ψεκασμού (παραγωγής) εμφανίσθηκαν το 1968 στο Triumph TR5, τα «δύο διπλά» συνέχισαν να κροταλίζουν -εργοστασιακά- ως το 1989 στις τελευταίες πισωκούνητες Alfa. 

Τα κάθετα καρμπυρατέρ ξεκίνησαν από μονά, έγιναν διπλά, τριπλά (στην περίπτωση της Porsche) και τετραπλά στα Αμερικάνικα V8.

Το μονό κάθετο είναι το πιο συνηθισμένο για μικρά οικονομικά αυτοκίνητα, απ’ αυτά που είχε γεμίσει η Ευρώπη τη δεκαετία του ’60, κυρίως μικρά Φιατάκια. Το διπλό προοδευτικό κάθετο ήταν η «σπορ» εξέλιξη του μονού. Με λίγο γκάζι, δούλευε μόνο η μικρή πεταλούδα από τις δύο και όταν αγρίευε ο …Λάκης άνοιγε και η δεύτερη για να τον εκτοξεύσει πάνω από τα 70-80km/h, μέχρι την τελική, που ήταν ~120!

Ακριβώς την ίδια λογική είχαν και τα Αμερικάνικα τετραπλά (Holley, Edelbrock, Rochester κλπ), αν θεωρήσουμε ότι ουσιαστικά ήταν δύο διπλά προοδευτικά, ένα για κάθε πλευρά 4 κυλίνδρων. Οι δύο μικρές πεταλούδες δούλευαν στα «λίγα» και όταν ο Bo και ο Luke έχωναν την αρβύλα pedal to the metal στον General Lee, άνοιγαν και οι άλλες δύο για συνολική κατανάλωση …βόθρου, αλλά με επιτάχυνση σφεντόνας! Μιλάμε, βέβαια, για τις παλιές καλές εποχές ’68-’72, με τις Camaro, Mustang και Firebird με τα 350-440 εργοστασιακά άλογα και όταν η βενζίνη της εποχής με τα πολλά οκτάνια (Sunoco 260) έκανε 40 cents/gallon, δηλαδή σημερινά… περίπου 1 λεπτό/λίτρο!!!! …. Χαίρομαι που τις έζησα εκείνες τις εποχές και τις θυμάμαι με νοσταλγία! Τέλος πάντων, η ζωή συνεχίζεται…

 

Alimentazione singola…

… ή αλλιώς ο δρόμος προς τα DCOE και DHLA. Τη σημασία της άμεσης και χωρίς στροφές διαδρομής προς τον κύλινδρο την ήξεραν βέβαια όλοι και σ’ αυτό οφείλεται η γενικευμένη χρήση σε σπορ μοντέλα της alimentazione singola, όπως ονόμαζαν οι Ιταλοί την τροφοδοσία, όπου αντιστοιχούσε μία πεταλούδα σε κάθε κύλινδρο. Ανάλογα με τη διάταξη/θέση του μοτέρ, εξελίχθηκαν διάφοροι τύποι τέτοιων καρμπυρατέρ. Μεγαλύτερη επιτυχία είχαν τα DCOE, IDA, IDF της Weber με κοντινά δεύτερα τα DHLA, DRLA της Dellorto και καταϊδρωμένα τρίτα τα Solex.  

Πρόθεση μου είναι η λεπτομερής παρουσίαση του πιο δημοφιλούς εκπροσώπου της μεγάλης αυτής οικογένειας και συγκεκριμένα του 45DCOE, που σίγουρα όλοι έχετε δει σε πάμπολλα μοτέρ, από «φτιαγμένα» 1200άρια μέχρι δίλιτρα 4κύλινδρα, αλλά και 6κύλινδρα. Λέω, λοιπόν, να το κόψω εδώ σήμερα για να μπει ολόκληρο το θέμα στο επόμενο και αν χωρέσει! Μέχρι τότε, ακόμα περιμένω τηλέφωνο από τους δύο Γιώργηδες με τα 4 παιδιά…. Καλά ρε …Λουλούδες, τρώω και μόνος μου άμα λάχει! Τα πρόβατα κι’ ο Βαγγέλας, ο ψήστης, να ‘ναι καλά!