|
El Carburador
Componentes de un carburador
Para poder conseguir unas dosificaciones de
mezcla adaptadas a todas las condiciones de
funcionamiento del motor, ademas del
carburador elemental necesitamos unos
dispositivos para la corrección automática
de las mezclas, como son:
- Un
sistema de funcionamiento para marcha
normal, constituido por el carburador
elemental (ya estudiado), adecuando la
dosificación de mezcla en sus calibres a
una dosificación teórica de de 1/15.
- Un
circuito que proporciona la cantidad de
combustible necesario para el
funcionamiento del motor a bajas
revoluciones (ralentí).
- Un
sistema automático corrector de mezclas,
formado por el circuito compensador de
aire, para que a bajas y altas
revoluciones del motor la dosificación
de la mezcla se mantenga igual a la
dosificación teórica.
- Un
circuito economizador de combustible,
para adecuar la riqueza de la mezcla a
una dosificación de máximo rendimiento,
con independencia de la carga de los
cilindros.
- Un
circuito enriquecedor de mezcla (bomba
de aceleración), para casos críticos de
funcionamiento a máxima potencia.
- Un
dispositivo para el arranque del motor
en frío.
Circuito de ralentí
Es un circuito derivado o auxiliar del
circuito principal (carburador elemental).
Su misión es proporcionar el caudal de
mezcla necesario para vencer las
resistencias pasivas del motor (resistencias
debidas a rozamientos internos del motor así
como los órganos que lo acompañan como:
alternador, servodirección, etc.). El
funcionamiento del circuito de ralentí se
mantendrá hasta que entre en funcionamiento
el circuito principal (carburador
elemental). El circuito de ralentí funciona
entre 700 y 900 r.p.m. del motor.
Constitución
Consiste en un circuito auxiliar (1) que
alimenta a los cilindros del motor por
debajo de la mariposa de gases (2). Este
circuito toma aire de la zona alta del
difusor a través de un calibre de aire (3) y
succiona el combustible de un surtidor (4)
que esta alimentado por la cuba situada en
paralelo con el surtidor principal (5). El
caudal de salida se regula por medio del
calibre (6). La riqueza de la mezcla
emulsionada es regulada por medio de un
tornillo de estrangulación (7) que suele
denominar en muchos carburadores con la
letra "W".
Funcionamiento
Cuando arrancamos el motor el motor sube
hasta las 700 - 900 r.p.m., la mariposa de
gases esta prácticamente cerrada. La
depresión que crean los cilindros en su
movimiento de admisión no se transmite al
difusor debido a la posición de la mariposa,
por lo que el circuito principal no
funciona. Sin embargo la gran depresión que
existe debajo de la mariposa de gases, si se
transmite por el circuito auxiliar (1) al
exterior a través del cono del tornillo de
regulación (7). La depresión se transmite
por el circuito auxiliar hasta el calibre de
aire (3) y succiona combustible del surtidor
(4), procedente de la cuba, que se mezcla
con el aire exterior. La mezcla pasa a
través del tornillo de regulación (7) hacia
los cilindros y se mezcla con el poco aire
que deja pasa la mariposa de gases por el
espacio anular (8) que queda entre ella y el
cuerpo del colector de aire.
Cuando regulamos el ralentí actuamos sobre
dos variables:
-
Regulación de la riqueza de mezcla:
se regula con el tornillo (7), "W" se le
llama en muchos manuales, con este
tornillo estrangulando mas o menos la
depresión transmitida a la zona alta del
difusor. Cuanto mayor es la apertura del
tornillo, mejor se transmite la
depresión existente por debajo de la
mariposa de gases y, por tanto, mayor es
la velocidad del aire a su paso por el
conducto (1) y, en consecuencia, también
lo es la cantidad de combustible
succionada del surtidor (4).
-
Regulación del caudal de la mezcla:
El caudal de la mezcla que llega a los
cilindros, y por tanto la velocidad de
giro en el motor a ralentí, se regula
por medio de la mariposa de gases,
abriendo mas o menos el paso anular de
la misma en el colector de admisión.
Ambos reglajes (caudal de aire en la
mariposa y riqueza de la mezcla en el
circuito auxiliar) deben estar
perfectamente combinados, ya que una
mayor apertura de mariposa trae consigo
una mayor aportación de aire adicional
y, por tanto, un empobrecimiento de la
mezcla. Esto puede hacer que el motor se
pare por falta de combustible. Por esta
razón se debe adecuar, en función de esa
velocidad de régimen, la riqueza de
mezcla por medio del tornillo "W".
-
Progresión hasta el encebado del circuito
principal
El motor funcionando en ralentí no tiene
dificultades para seguir girando, pero
cuando pisamos el acelerador, la mariposa de
gases se abre progresivamente, aumenta el
caudal de aire y sin embargo el circuito
principal del carburador no funciona por que
todavía no hay depresión suficiente, como
consecuencia se empobrece la mezcla, con lo
cual llega un momento en que, por falta de
combustible suficiente, el motor se para.
Para evitar este problema, se disponen
disponen por encima de la mariposa de gases,
unos orificios (11) de progresión (by-pass)
que se comunican con el circuito de ralentí,
de forma que, cuando el motor gira a este
régimen, estos orificios quedan por encima
de la mariposa de gases y no actúan porque
en esa zona la depresión es baja.
A medida que se abre la mariposa de gases,
para pasar de funcionamiento de ralentí a
funcionamiento normal, se destapa uno de
estos orificios by-pass y se transmite por
el una mayor depresión al exterior, con lo
cual la succión de combustible aumenta, para
compensar el paso de mayor caudal de aire
que permite la mariposa. Por el orificio
by-pass sale la mezcla de ralentí lo mismo
que sale también por el orificio de paso que
gradúa el tornillo de paso "W".
Cuando la acción de la mariposa obliga a
descubrir el segundo orificio de by-pass, la
depresión no aumenta en el circuito de
ralentí, ya que parte de ella se transmite
por el colector principal, pero aumenta en
cambio la salida de mezcla que, en este
momento, sale por los dos orificios y por el
orificio de paso que le permite el tornillo
"W". En estas condiciones el motor se
mantiene en funcionamiento transitorio hasta
que la depresión en difusor es ya suficiente
para el cebado y succión del circuito
principal.
Una vez que este circuito está en
funcionamiento, el circuito de ralentí
continua actuando hasta que la velocidad del
aire a su paso por el difusor, por tener
mejor acceso, anula la succión por el
soplador de ralentí y este circuito deja de
funcionar.
Interferencias entre el circuito
principal y el de ralentí
Cuando el circuito principal entra en
funcionamiento, el surtidor principal
suministra el caudal de combustible
necesario, lo que hace bajar el nivel en el
surtidor de ralentí hasta vaciarlo. Ocurre
que cuando la mariposa de gases vuelve a su
posición de ralentí, el circuito principal
se desenceba por falta de depresión y deja
de funcionar; pero como el circuito de
ralentí no puede succionar combustible en
ese momento, por estar el surtidor vacío, el
motor se para.
Para evitar este problema se practica un
orificio calibrado (12, figura de arriba) de
no inversión a la altura del difusor, que se
comunica con el surtidor (4) de ralentí.
Este orificio mantiene una depresión
suficiente en el mismo para que el nivel no
descienda y así, al retornar la mariposa de
gases a su posición de ralentí, este
circuito entra inmediatamente en
funcionamiento.
Sistema automático
corrector de mezcla (compensador)
En el estudio del carburador elemental se
vio que a grandes velocidades y aumento de
numero de revoluciones del motor, el
enriquecimiento de la mezcla aumentaba
innecesariamente, aumentando por tanto el
gasto de combustible. Para frenar el gasto
de combustible en esos momentos. el mismo
aire de aspiración que circula a gran
velocidad se encargara de frenar la salida
de combustible por el surtidor.
Según el método empleado, el sistema
corrector de mezcla puede ser de dos tipos:
- Por
compensación del aire sobre el surtidor
principal.
- Con
surtidor auxiliar y pozo de
compensación.
Corrector
de mezcla por compensación en el surtidor
principal
Este sistema consiste en que en el surtidor
principal (5) se introduce un tubito llamado
pozo compensador o emulsionador (2), con
varios orificios a distintas alturas, y que
comunica en su parte superior con el
colector de admisión por medio de orificio
calibrado (4), llamado soplador.
Cuando el motor funciona a régimen normal,
el calibre o chiclé principal (1)
proporciona un caudal de combustible
necesario para el funcionamiento del motor
dentro de la dosificación teórica, por lo
que el pozo compensador se mantiene se
mantiene lleno hasta el nivel establecido y
con todos los orificios del tubo compensador
tapados.
Cuando la depresión en el surtidor aumenta,
debido al mayor numero de revoluciones del
motor, la succión de combustible es mayor y
arrastra mayor cantidad de combustible del
que deja pasar el calibre (1), con lo cual
el nivel del surtidor baja. Al quedar libres
los orificios del tubo emulsionador (2), se
establece una corriente de aire que entra
por el calibre de aire (4) y sale por los
orificios destapados. Esta corriente de aire
se mezcla con el combustible que sale por el
surtidor y proporciona, de esta forma, un
caudal de combustible rebajado a la
corriente de aire que pasa por el difusor.
Cuanto mayor sea el numero de revoluciones
del motor, mayor será la depresión y
descenso del nivel del pozo, con lo que al
destaparse mayor numero de orificios la
cantidad de aire que entra por ellos es
mayor y, por tanto, la cantidad de
combustible que sale por el surtidor se
empobrece en la en la misma proporción.
Ajuste y reglaje de los calibres (chicleur)
El calibre principal (1) de paso de
combustible y el calibre de aire (4) deben
de estar perfectamente calibrados y
ajustador para que guarden una cierta
relación entre sí, de forma que el
empobrecimiento de la mezcla resultante se
ajuste a la dosificación teórica.
Hay distintos tipos de surtidores con
correctores de riqueza, por ejemplo la marca
Solex muy popular en vehículos europeos,
utiliza tres sistema que se aplican al
surtidor según los casos. Al sistema
corrector de mezcla lo llaman
"automaticidad".
Corrector de mezcla con surtidor auxiliar
y pozo de compensación
En otros modelos el sistema compensador o
corrector de mezcla consiste en añadir un
surtidor más, como ocurre en los
carburadores de la marca Zenith. Ademas del
surtidor principal lleva otro surtidor
auxiliar (2) alimentado directamente por la
cuba (7), cuya caudal es controlado por un
calibre de menor paso (4) y un pozo
compensador intermedio (5) que se comunica
con la atmósfera a través de un calibre de
aire (6).
Ambos surtidores están calibrados, para que
aporten en conjunto un caudal de combustible
correspondiente a la dosificación teórica en
marcha normal de funcionamiento. Estos
surtidores no pueden intercambiarse entre
sí.
Funcionamiento
Cuando la depresión en el difusor sobrepasa
a la de funcionamiento normal, al ser la
aportación de combustible inversamente
proporcional a su diámetro para una misma
succión, baja el nivel del pozo (5) y se
suministra menor cantidad de combustible, al
ser mayor el recorrido para salir del
surtidor, con lo cual la mezcla se empobrece
progresivamente.
Cuando el pozo compensador se ha vaciado, se
establece una corriente de aire que pasa por
el calibre (6), arrastrando el combustible
que sale por el calibre (4) para mezclarse
con la mezcla del surtidor principal (1) y
proporcionando a los cilindros una mezcla de
máximo rendimiento en cuanto a la
dosificación de la misma.
Economizadores
La acción empobrecedora del sistema
compensador puede ser reforzada en ciertos
momentos mediante el empleo de
economizadores, que actúan sobre la cantidad
de combustible de la mezcla o sobre la
cantidad de aire. El sistema compensador o
corrector de mezclas no tiene en cuenta la
apertura de la mariposa, enriqueciendo la
mezcla para pequeñas aperturas de mariposa,
pero para grandes aperturas la mezcla se
empobrece demasiado al entrar gran cantidad
de aire en los cilindros.
Los economizadores de combustible actúan en
los momentos en que no se necesita una gran
potencia del motor y enriquecen la mezcla
cuando se necesita esta potencia en la zona
de máxima apertura de mariposa.
Los sistemas empleados pueden ser de dos
tipos:
-
Economizador por freno de combustible
-
Eonomizador por regulación del aire de
compensación
Economizadores por freno de combustible
-
Sistema de econostato simple: es uno
de los mas utilizados, consiste en un
tubo sobrealimentador de paso calibrado,
sumergido directamente en la cuba y que
desemboca en la entrada de aire
principal del colector por encima del
difusor.
Funciona por succión directa del
combustible cuando la velocidad del aire
a su paso por el colector (grandes
cargas) es lo suficientemente elevado
para succionar el combustible por la
boca del tubo.
Este sistema tiene la ventaja de que
puede utilizar un surtidor principal de
menor diámetro, capaz de suministrar un
caudal de combustible adecuado y en
combinación con el sistema compensador.
Se emplea para dosificaciones de máximo
rendimiento en el motor (1/18) y en los
momentos de plena carga, cuando se
solicita la máxima potencia del motor.
El econostato suministra el caudal de
combustible complementario para una
dosificación de máxima potencia
(1/12,5), con lo cual se consigue una
economía de combustible a bajos
regímenes de funcionamiento del motor y
una mezcla rica en las máximas
prestaciones de potencia.
-
Sistema de econostato comandado:
consiste en un circuito sobrealimentador
de combustible en el circuito principal,
regulado por una válvula de membrana,
controlada a su vez por un tubo de vacío
situado por debajo de la mariposa de
gases.
- Para pequeñas y medianas aperturas de
la mariposa de gases, la depresión
existente por debajo de ella es grande.
Dicha depresión se transmite por el tubo
hasta la cámara de vacío de la válvula
de membrana, venciendo la acción del
muelle y tirando de la membrana que
cierra la válvula. De esta forma se
corta el suministro de combustible al
conducto sobrealimentador. En estos
casos el surtidor principal es solamente
alimentada por su calibre de paso o
chicleur y el que actua en la corrección
de la mezcla es el sistema compensador,
adecuandola al numero de revoluciones
motor.
- Para regimenes de máxima apertura de
la mariposa de gases (solicitud de
máxima potencia en el motor) la
depresión por debajo de la mariposa es
pobre e insuficiente para vencer la
fuerza del muelle. Entonces la válvula
abre el conducto sobrealimentador, que
proporciona un caudal de combustible
supletorio, controlado por el calibre
que tiene el econostato. Esto hace subir
el nivel en el surtidor principal y
proporciona, para ese régimen de
funcionamiento, una mezcla de
dosificación máxima (1/12,5).
En deceleración, la mariposa de gases
vuelve a cerrarse y actúa nuevamente la
depresión por debajo de ella sobre la
válvula de membrana, que se cierra para
frenar el gasto de combustible.
Economizador por
regulación de aire de compensación
En este sistema se dispone en pozo del
circuito compensador (1) con doble surtidor
auxiliar de aire (2), una válvula (3) que
controla la aportación de aire en la
corrección de mezcla por compensación. Dicha
válvula actua, como en el caso anterior, en
función de la depresión existente por debajo
de la mariposa de gases, según la apertura
de la misma. El pozo compensador dispone de
una doble entrada de aire (2) (dos calibres
de aire).
- Para pequeñas y medianas aperturas de
mariposa de gases, la depresión existente
por debajo de ella crea el vacío suficiente
en el tubo (5) para vencer la acción del
muelle (4) y atraer a la válvula de cierre
(3), que deja libre los dos pasos de aire
(2) al pozo compensador. En esta posición,
la aportación del aire al circuito
compensador entra por los dos calibres de
aire y actúa el corrector de mezcla
normalmente.
- Para grandes aperturas de mariposa,
proximas a la máxima solicitud de potencia,
la depresión en el tubo (5) es insuficiente
para atraer la válvula (3), por efecto de su
muelle (4), cierra uno de sus pasos de aire,
y al ser menor la aportación de aire en el
circuito corrector de mezcla, esta se
enriquece a la salida del surtidor auxiliar.
Ambos pasos de aire (2) estan calculados
para una dosificación conjunta de 1/15 y
para que la dosificación individual alcance
la de máxima potencia (1/12,5).
Bomba de
aceleración
Cuando se pisa el pedal del acelerador con
decisión para conseguir una aceleración
rápida, por ejemplo: para hacer
adelantamientos o subir cuestas, se precisa
de un dispositivo en el carburador que
enriquezca la mezcla de forma inmediata. Al
acelerar de forma decidida, la mariposa de
gases se abre de golpe, pero la mezcla no se
enriquece de inmediato ya que, por efecto de
inercia, el combustible tarda mas en llegar
al surtidor y, como el aire reacciona al
instante, la mezcla se empobrece
momentáneamente. Para evitar este
inconveniente se instala en el carburador un
circuito de sobrealimentación, cuya misión
es proporcionar una cantidad adicional de
combustible al circuito principal, con
objeto de enriquecer momentáneamente la
mezcla y obtener la potencia máxima
instantánea del motor, hasta el momento en
que actúe el enriquecedor de mezcla.
Se diferencia
varios tipos de bombas de aceleración:
- Bomba
de aceleración de membrana: esta
constituida por un tubo inyector de
combustible (8), con su boca de salida
en el interior del colector de aire,
comunicado con la cuba de donde toma
combustible, a través de una válvula antirretorno (2). De aquí pasa al
interior de la cámara de la bomba donde
esta la membrana (1) que es accionada
por la palanca articulada (6). La bomba
aspira combustible de la cuba cuando es
empujada hacia la derecha por el muelle
(3). Cuando se pisa el acelerador se
transmite el movimiento de apertura de
la mariposa a través de la varilla de
mando (4), está, a su vez, empuja la
palanca articulada (6) hacia a la
izquierda, moviendo también la membrana
(1) que empuja bombeando el combustible
a través de la válvula antirretorno (7)
hacia el tubo inyector de combustible
(8). Con esto se inyecta combustible
extra en le colector de aire para
enriquecer la mezcla en momentos en se
solicita máxima potencia al motor.
Como se puede observar, la inyección de
combustible es momentánea, pues al pisar
el acelerador solo se produce una
inyección de combustible. Al dejar de
acelerar, la membrana (1) retrocede y
aspira combustible de la cuba para
llenar nuevamente la cámara de la bomba.
Así queda preparada para la próxima
inyección de combustible.
- Bomba
de aceleración de émbolo: muy
parecida a la anterior, en este caso
utiliza un émbolo (4), que movido
también por la mariposa de gases aspira
combustible a través de una válvula antirretorno (5) para llenar su cilindro
o cámara de bombeo, cuando el embolo (4)
es empujado hacia abajo por la palanca
de mando (1), se bombea el combustible a
través de la válvula antirretorno de
salida (6) hacia el tubo inyector
situado en el colector de aire.
Dispositivos de arranque en frío
Cuando el motor esta frío, el combustible
que se suministra al motor por parte del
carburador se condensa en las paredes de los
colectores, por lo que el cilindro no le
llega apenas combustible. Si a esto se añade
la escasa succión que provocan los pistones
cuando el motor de explosión es movido por
el de arranque, tendremos una gran
dificultad para conseguir que el motor de
explosión se ponga en marcha. Para asegurar
el arranque en frío se dispone de un sistema
que aumenta la riqueza de la mezcla lo
suficiente (r = 1/4), compensando así las
perdidas de combustible por condensación en
las paredes.
El sistema de arranque en frío se le llama
comúnmente "estrangulador" o bien "starter".
Clasificación
Se pueden diferenciar varios sistemas de
arranque en frío, por su forma de
accionamiento (manuales y automáticos) y por
su forma constructiva (estrangulador,
starter):
-
Manuales: - starter; bistarter
- estrangulador
El mando de puesta en funcionamiento y
fuera de servicio es "manual".
-
Automáticos: - starter
- estrangulador
El mando de puesta en funcionamiento y
fuera de servicio es "automático".
El elemento que abre o cierra el el
starter o estrangulador puede ser un:
- Lamina bimetálica
- Elemento termodilatable
Pueden calefactarse mediante agua,
resistencia eléctrica o aire caliente.
-
Estrangulador manual: uno de los
dispositivos mas empleados, consiste en
una segunda mariposa de gases (1),
colocada por encima del difusor, la cual
puede ser cerrada mecánicamente por
medio de una varilla o cable unido a un
mando situado en el interior del
habitáculo (salpicadero) y al alcance
del conductor.
La mariposa del estrangulador va montada
con su eje descentrado (5) y combinada
por un sistema de varillas de unión con
la mariposa de gases (6), de forma que,
cuando se cierra la mariposa de
estrangulación de aire, se abre un poco
la mariposa de gases (abertura
positiva), permitiendo un mayor numero
de revoluciones del motor en su
funcionamiento a ralentí y asegurando el
funcionamiento del motor una vez
arrancado.
El enriquecimiento de la mezcla (r =
1/4) se produce debido a que, al estar
cerrada la entrada de aire por encima
del difusor, la depresión creada por los
cilindros no puede transmitirse al
exterior. Esto crea una gran depresión a
la altura del surtidor de combustible,
con lo cual la succión en el mismo es
grande, aportando al poco aire que deja
pasar la mariposa estranguladora gran
cantidad de combustible, lo que
proporciona a la mezcla una dosificación
muy rica, necesaria para el arranque del
motor en estas condiciones.
Una vez arrancado el motor, cuando este
aumenta de revoluciones, también aumenta
la riqueza de la mezcla. Cuando
disminuye la condensación (por
calentamiento del motor), la succión de
aire es mas fuerte, lo que hace que la
mariposa estranguladora se abra
parcialmente por efecto de su eje
descentrado, permitiendo un mayor paso
de aire que compensa el enriquecimiento
de la mezcla, para que el motor no se
ahogue por exceso de combustible.
Cuando el motor ha alcanzado su
temperatura de régimen, hay que abrir la
mariposa de arranque en frío, con lo
cual la mariposa de gases vuelve a su
posición normal de funcionamiento a
ralentí.
En algunos carburadores se coloca sobre
la mariposa estranguladora una "válvula
empobrecedora" que controla la entrada
de aire a medida que el motor toma
revoluciones, permitiendo, a través de
la misma, un mayor caudal de aire que
compensa la riqueza de la mezcla a
medida que el motor se calienta.
-
Starter manual: es el formado por un
circuito auxiliar para arranque en frío.
Se prescinde del la mariposa
estranguladora y con un circuito
auxiliar se alimenta directamente a
los cilindros por debajo de la mariposa
de gases. Para controlar este circuito
se utiliza una válvula de cierre
giratoria de mando manual que acciona el
conductor desde el tablero de mandos.
Cuando se quiere arrancar el motor se
abre la válvula de paso (4) formada por
un disco con unos orificios que cuando
coinciden dejan pasar la mezcla
aire-combustible que circula por el
circuito auxiliar (1) y sale por debajo
de la mariposa de gases (5) al colector
de aire. La aspiración de mezcla a
través del circuito auxiliar se efectúa
por la depresión que existe en el
colector por debajo de la mariposa de
gases (5). Cuando la mariposa esta
cerrada, la depresión que se transmite
por este circuito a la parte alta del
carburador crea una corriente de aire
auxiliar que entra por el conducto (3) y
succiona combustible del surtidor
auxiliar (2) calibrado para obtener gran
riqueza en la mezcla) que se une con el
aire que deja pasar la mariposa de
gases, para alimentar los cilindros.
A medida que el motor gira mas deprisa,
la aspiración de aire por el colector es
mayor. Así se regula la riqueza de la
mezcla que llega a los cilindros y se
frena en parte el aire que entra por el
conducto (3), lo que hace que la succión
de combustible sea menor. Cuando el
motor alcanza su temperatura de régimen
se cierra la válvula, quedando anulado
el circuito de arranque en frío.
-
Estrangulador automático: en este
dispositivo el accionamiento de la
mariposa estranguladora se realiza de
manera automática sin intervención del
conductor. También dentro de la
denominación "starter" esta el sistema
que prescinde de la mariposa
estranguladora y se sustituye por un
circuito auxiliar de alimentación para
arranque en frío.
En los sistemas que utilizan válvula
estranguladora se utiliza un muelle de
lamina bimetalica que, al contraerse por
el frío, cierra mas o menos la mariposa.
Esta se abre por dilatación del muelle,
cuando el motor ha alcanzado su
temperatura de régimen.
La mariposa estranguladora, a su vez, va
unida a una válvula que actúa en función
de la depresión creada por los cilindros
debajo de la mariposa de gases. Esta
válvula abre progresivamente la mariposa
de arranque en frío, a medida que la
depresión es mayor, y permite un mayor
paso de aire para compensar la riqueza
de la mezcla, cuando el motor se
revoluciona.
-
Starter automático: Seria igual que
el starter manual, la diferencia esta en
el accionamiento que seria automático,
por medio un elemento termodilatable,
por ejemplo una lamina bimetálica en
forma de espiral.
|
