ระบบคาร์บูเรเตอร์

Posted on : 06-11-2012 | By : Author | In : การทำงานของเครื่องยนต์

ระบบ (อาจเรียกว่าวงจร) ในคาร์บูเรเตอร์ได้แก่

1. ระบบลูกลอย ทำงานเพื่อรักษาระดับนํ้ามันเชื้อเพลิงในห้องลูกลอยให้อยู่คงที่ในขณะที่เครื่องยนต์ทำงาน ถ้าระดับสูงเกินไปนํ้ามันเชื้อเพลิงจะถูกป้อนเข้าหัวฉีดมากเกินไป ทำให้ส่วนผสมหนาเกินไป แต่ถ้าระดับตํ่าเกินไป นํ้ามันเชื้อเพลิงจะถูกป้อนเข้าน้อยเกินไป ส่วนผสมจะ บางเกินไป การปรับระดับลูกลอยไม่เหมาะสมจะมีผลกระทบต่อระบบอื่นในคาร์บูเรเตอร์ ดังแสดงในรูปที่ 12.6

ระบบลูกลอยรวมถึงลูกลอยซึ่งอาจเป็นโลหะหรือพลาสติก ซึ่งสามารถหมุนได้รอบแกนหมุน ทำให้ลูกลอยขยับขึ้นและลงได้ โดยลอยตัวอยู่เหนือนํ้ามันเชื้อเพลิง การขยับตัวขึ้นลงของลูกลอย ทำให้วาล์วเข็มเปลี่ยนตำแหน่ง เมื่อระดับนํ้ามันเชื้อเพลิงสูงขึ้นถึงระดับเหมาะสมในห้อง ลูกลอย ลูกลอยจะดันให้วาล์วเข็มเลื่อนเข้าที่ในบ่า และปิดช่องนํ้ามันเข้า ทำให้นํ้ามันเชื้อเพลิงไม่สามารถไหลเข้าห้องลูกลอยได้

อย่างไรก็ตามในขณะที่นํ้ามันเชื้อเพลิงจากห้องลูกลอยไหลผ่านหัวฉีดหรือระบบเดินเบา ระดับนํ้ามันเชื้อเพลิงในห้องลูกลอยจะลดตํ่าลง ทำให้ลูกลอยขยับตํ่าลง วาล์วเข็มจะเลื่อนออกจากบ่า ทำให้นํ้ามันเชื้อเพลิงไหลจากปั๊มนํ้ามันเชื้อเพลิงเข้าห้องลูกลอย ในขณะที่เครื่องยนต์ทำงาน ระดับนํ้ามันเชื้อเพลิงในห้องลูกลอยเกือบคงที่ตลอดเวลา โดยที่นํ้ามันเชื้อเพลิงไหลเข้าและออกมีปริมาณใกล้เคียงกัน

รูปที่ 12.7 แสดงคาร์บูเรเตอร์ที่มีลูกลอยคู่ ห้องลูกลอยอยู่รอบท่ออากาศ ลูกลอยทั้งสองยึดติดกับคานรูปตัวยูและทำงานด้วยวาล์วเข็มเพียงอันเดียว คาร์บูเรเตอร์บางแบบมีวาล์วและช่องเข้าเสริมพิเศษ ซึ่งจะใช้ประโยชน์ในขณะที่ภาระมากหรืออัตราเร็วสูง เพราะว่านํ้ามันเชื้อเพลิง จะถูกนำไปใช้อย่างรวดเร็ว ระดับนํ้ามันเชื้อเพลิงจะลดตํ่าลงมากกว่าปกติ ปลายของคานลูกลอยจะกดวาล์วเสริมพิเศษให้เปิดออกเพื่อให้ช่องเข้าเสริมพิเศษเปิดออก

ตำแหน่งของวาล์วเข็มและรูปทรงของลูกลอยเปลี่ยนแปลงไปตามรุ่นและชนิดของคาร์บูเรเตอร์ ในบางแบบวาล์วเข็มอาจอยู่ในแนวดิ่งดังแสดงในรูปที่ 12.8

รูหายใจห้องลูกลอย นํ้ามันเชื้อเพลิงจะไหลจากห้องลูกลอยเมื่อมีความแตกต่างของความดัน ระหว่างนํ้ามันเชื้อเพลิงในห้องลูกลอยกับปลายของท่อฉีดนํ้ามัน โดยปกติแล้วความดันเหนือนํ้ามันเชื้อเพลิงในห้องลูกลอยมีค่าเท่ากับความดันบรรยากาศ และความดันที่ปลายท่อฉีดนํ้ามันตํ่ากว่า

ความดันบรรยากาศเข้าสู่ห้องลูกลอยผ่านท่อหายใจภายใน ซึ่งต่อจากส่วนบนของห้องลูกลอยไปยังส่วนบนของท่ออากาศตรงบริเวณเหนือโช้ก รูหายใจภายในโดยทั่วไปแสดงในรูปที่ 12.7 (ส่วนบน) และในรูปที่ 12.8 (ส่วนบนด้านซ้าย)

จุดประสงค์ของรูหายใจภายในคือ ช่วยปรับผลที่เกิดจากกรองอากาศอุดตันให้เสมอภาคกัน ตัวอย่างเช่น สมมติว่ากรองอากาศอุดตันด้วยสิ่งสกปรก สุญญากาศบางส่วนจะเกิดขึ้นในท่ออากาศซึ่งจะป้อนสุญญากาศที่มากกว่าปกติไปยังหัวฉีดนํ้ามันเชื้อเพลิง (สุญญากาศนี้เพิ่มเข้ากับสุญญากาศของคอคอด)

อย่างไรก็ตามสุญญากาศบางส่วนจากกรองอากาศที่อุดตัน จะถูกป้อนไปยังห้องลูกลอย ผ่านรูหายใจ ดังนั้นจึงทำให้ความดันในห้องลูกลอยคือ ความดันใต้กรองอากาศซึ่งน้อยกว่าความดันบรรยากาศ ถ้าห้องลูกลอยมีท่อหายใจต่อกับบรรยากาศภายนอก (ผ่านท่อหายใจภายนอก) ความดันในห้องลูกลอยจะเป็นความดันบรรยากาศ สิ่งนี้จะทำให้นํ้ามันเชื้อเพลิงถูกกระทำให้ไหลออกจากท่อนํ้ามันมากกว่าปกติซึ่งทำให้ส่วนผสมหนามากเกินไป

นอกจากนี้คาร์บูเรเตอร์ยังมีรูหายใจอื่น ๆ ของห้องลูกลอยอีก ดังแสดงที่ส่วนบนข้าง ขวาของรูปที่ 12.8 รูหม้อตักไอนํ้ามันต่อกับหม้อตักไอนํ้ามันซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของระบบควบคุมไอนํ้ามัน วาล์วระบายความดันเปิดออกเมื่อความดันไอในห้องลูกลอยเพิ่มขึ้น สิ่งนี้จะทำให้ไอนํ้ามันไหลไปยังหม้อตักไอนํ้ามัน ในคาร์บูเรเตอร์อื่น ๆ รูหายใจที่ต่อไปยังหม้อตักไอนํ้ามันมีวาล์วซึ่งควบคุมการปิดเปิดโดยคานปุ๋มเร่งวาล์วเปิดออกเมื่อเครื่องยนต์เดินเบาหรือเมื่อดับเครื่องยนต์

ในคาร์บูเรเตอร์บางแบบ รูหายใจที่ต่อไปยังหม้อตักไอนํ้ามันถูกควบคุมโดยโซลีนอยต์ ดังแสดงในรูปที่ 12.9 เมื่อเปิดสวิตช์กุญแจ โซลีนอยต์จะปิดวาล์วเพื่อกั้นเส้นทางที่ต่อจากรูหายใจให้ไปยังหม้อตักไอนํ้ามัน ในขณะนี้รูหายใจที่ต่อไปยังส่วนบนของท่ออากาศของคาร์บูเรเตอร์จะ เปิดออก แต่เมื่อปิดสวิตช์กุญแจ โซลีนอยต์จะหยุดทำงานและวาล์วจะเปิดออก ในขณะนี้รูหายใจที่ต่อไปยังหม้อตักไอนํ้ามันจะเปิดออก และรูหายใจที่ต่อไปยังส่วนบนของท่ออากาศจะปิด

วาล์วชดเชยเดินเบาร้อน เมื่อเครื่องยนต์เดินเบาเป็นเวลานาน อุณหภูมิภายในห้องเครื่องยนต์ (ใต้ฝากระโปรง) จะสูงมากขึ้นซึ่งจะมีผลต่อการทำงานของคาร์บูเรเตอร์ ปัญหานี้ มักจะเกิดขึ้นในฤดูร้อนโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเปิดเครื่องปรับอากาศด้วย ความร้อนสามารถทำให้นํ้ามันเชื้อเพลิงในห้องลูกลอยระเหยเป็นไอได้มาก ไอนํ้ามันจึงไหลผ่านรูหายใจภายในด้วยปริมาณมากที่จะทำให้ส่วนผสมระหว่างอากาศกับนํ้ามันเชื้อเพลิงหนาเกินไป เป็นเหตุให้เครื่องยนต์เดินเบาไม่ราบเรียบ

เพื่อป้องกันอาการผิดปกตินี้ คาร์บูเรเตอร์บางแบบมีวาล์วชดเชยเดินเบาร้อนดังแสดง ในรูปที่ 12.10 วาล์วนี้ทำงานโดยอาศัยแผ่นเทอร์โมสแตติก (thermostatic blade) เมื่ออุณหภูมิสูงถึงระดับที่ตั้งไว้ แผ่นนี้จะโก่งตัวเพื่อเปิดช่องวาล์ว ทำให้อากาศไหลผ่านช่องอากาศเสริมเข้าไปในท่อร่วมไอดี อากาศที่เพิ่มเข้าไปนี้จะช่วยทำให้ส่วนผสมที่หนานั้นบางลงและทำให้การเดินเบาเป็นไปอย่างราบเรียบ

2. ระบบเดินเบาและอัตราเร็วต่ำ เราสามารถอธิบายได้ดังนี้

ระบบเดินเบา เมื่อวาล์วปีกผีเสื้อปิดหรือเปิดเพียงเล็กน้อยเท่านั้น อากาศจำนวนน้อยมากที่ไหลผ่านคาร์บูเรเตอร์ สุญญากาศที่คอคอดเกิดขึ้นน้อยมาก จนไม่มีนํ้ามันเชื้อเพลิงออกมาจากท่อฉีดนํ้ามันหลัก

ระบบเดินเบาซึ่งทำงานด้วยสุญญากาศจากท่อร่วมไอดีทำหน้าที่ป้อนส่วนผสมในขณะที่เครื่องยนต์เดินเบา ระบบประกอบด้วยช่องทางเดินของนํ้ามันเชื้อเพลิงและอากาศ ดังแสดงใน รูปที่ 12.11

ช่องทางเดินของอากาศเรียกว่า รูอากาศ (air bleed) ซึ่งเป็นทางให้อากาศไหลเข้าถึง นํ้ามันเชื้อเพลิงซึ่งไหลผ่านช่องเดินเบา อากาศส่วนนี้จะทำให้นํ้ามันเชื้อเพลิงแตกตัวเป็นฝอย อากาศกับนํ้ามันเชื้อเพลิงจะผสมกันและไหลผ่านช่องเดินเบาตรงปลายแหลมของหมุดเกลียวปรับส่วนผสม เดินเบา ซึ่งอยู่ใต้วาล์วปีกผีเสื้อ นํ้ามันเชื้อเพลิงถูกดันออกมาเนื่องจากความแตกต่างของความดันระหว่างสุญญากาศเกิดขึ้นในท่อร่วมไอดีใต้วาล์วปีกผีเสื้อกับความดันบรรยากาศเหนือนํ้ามันเชื้อเพลิงในห้องลูกลอย

ส่วนผสมที่ปล่อยออกมาจากช่องเดินเบามีนํ้ามันเชื้อเพลิงค่อนข้างมากกว่าอากาศ และส่วนผสมจะจางลงเมื่อผสมกับอากาศที่ไหลผ่านโดยรอบวาล์วปีกผีเสื้อซึ่งอยู่ในตำแหน่งปิด สำหรับคาร์บูเรเตอร์รุ่นเก่าบางแบบ สามารถปรับความหนาของส่วนผสมได้โดยการหมุนหมุดเกลียว ปรับส่วนผสมเดินเบาเข้าหรือออก

คาร์บูเรเตอร์จำนวนมากมีฝาปิดบนหัวหมุดเกลียวปรับส่วนผสมเดินเบา บางแบบมีปลั๊กซีลที่หัวหมุดเกลียว (ดูรูปที่ 12.11) ฝาปิดบนหัวหมุดเกลียวมีไว้สำหรับป้องกันการปรับแต่ง อย่างไรก็ตามถ้าต้องการปรับแต่งจะต้องถอดฝาปิดออก บางแบบมีปลั๊กเหล็กกล้าอุดอยู่ สำหรับป้องกันไม่ให้มีการปรับแต่ง ถ้าจะปรับแต่งต้องถอดคาร์บูเรเตอร์ออก

คาร์บูเรเตอร์บางแบบมีวาล์วจำกัดการไหลของอากาศในรูอากาศของระบบเดินเบา ทำให้ส่วนผสมหนาขึ้นเพื่อช่วยในการสตาร์ตเครื่องยนต์ขณะเย็น ซึ่งช่วยเสริมการทำงานของโซ้ก

วาล์วจำกัดการไหลของอากาศถูกควบคุมด้วยไดอะแฟรมสุญญากาศ เมื่อป้อนสุญญากาศ เข้าสู่ไดอะแฟรม วาล์วนี้จะปิดช่องทางเดินของอากาศบางส่วน ทำให้นํ้ามันเชื้อเพลิงถูกดูดมาจากระบบเดินเบามากขึ้น สิ่งนี้ช่วยให้เครื่องยนต์เดินเบาได้ดีขึ้นในขณะเครื่องเย็นและลดโอกาสที่เครื่องยนต์จะดับ

ไดอะแฟรมสุญญากาศได้รับสุญญากาศผ่านสวิตช์ความร้อนซึ่งติดตั้งอยู่ในระบบหล่อเย็นของเครื่องยนต์ เมื่อนํ้าหล่อเย็นยังคงเย็นอยู่ สวิตช์ความร้อนจะเปิดออก วาล์วจำกัดการไหลของอากาศจะทำงานและส่วนผสมเดินเบาจะหนาขึ้น แต่เมื่อเครื่องยนต์ร้อนขึ้น สวิตช์ความร้อนจะปิด ส่วนผสมเดินเบาจะเป็นปกติ

ระบบเดินเบานอกจากที่ได้กล่าวมาแล้ว ยังมีแบบอื่น ๆ อีก ในคาร์บูเรเตอร์แบบ 2 ท่อ บางรุ่น แต่ละท่อมีระบบเดินเบาของตัวเอง และในคาร์บูเรเตอร์แบบ 4 ท่อจำนวนมาก มีระบบเดินเบาเฉพาะท่อปฐมภูมิเท่านั้น

คาร์บูเรเตอร์รุ่นใหม่บางแบบมีระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งสามารถควบคุมระบบเดินเบาของคาร์บูเรเตอร์ได้อย่างละเอียด โดยสามารถปรับความหนาของส่วนผสมเดินเบาเพื่อลดมลพิษที่ออกมาจากท่อไอเสียในขณะที่เดินเบาอย่างราบเรียบ

ระบบอัตราเร็วต่ำ เมื่อวาล์วปีกผีเสื้อเปิดเพียงเล็กน้อย ขอบของปีกวาล์วจะเคลื่อนที่ผ่านช่องอัตราเร็วตํ่า ช่องนี้เป็นร่องยาวตามในแนวดิ่งหรือเป็นรูเรียงต่อกันในแนวดิ่งซึ่งนํ้ามันเชื้อเพลิง ไหลผ่านนํ้ามันเชื้อเพลิงจะผสมกับอากาศที่ไหลผ่านวาล์วปีกผีเสื้อที่เปิดออกเล็กน้อย ทำให้ได้รับ ส่วนผสมที่เหมาะสมกับการทำงานที่อัตราเร็วตํ่า ดังแสดงในรูปที่ 12.12 และรูปที่ 12.13

3. ระบบป้อนหลัก ในขณะที่วาล์วปีกผีเสื้อเปิดกว้างมากขึ้น ขอบของปีกวาล์วจะเคลื่อนที่ผ่านช่องอัตราเร็วตํ่า นํ้ามันเชื้อเพลิงที่ออกมาจากช่องนี้เริ่มลดน้อยลง ในขณะเดียวกันระบบป้อนหลักเริ่มทำงานโดยลำเลียงนํ้ามันเข้าเครื่องยนต์ สิ่งนี้เกิดขึ้นเพราะว่าการไหลของอากาศที่ผ่านคาร์บูเรเตอร์เพิ่มขึ้นซึ่งทำให้เกิดสุญญากาศที่บริเวณคอคอด และทำให้นํ้ามันเชื้อเพลิงถูกฉีดออกมาจากหัวฉีดหลัก ดังแสดงในรูปที่ 12.14

ถ้าวาล์วปีกผีเสื้อเปิดกว้างมากขึ้น อากาศที่ไหลผ่านคอคอดจะยิ่งมากขึ้น ทำให้สุญญากาศที่คอคอดมีค่าสูงขึ้น ดังนั้นนํ้ามันเชื้อเพลิงที่ไหลออกมาจากหัวฉีดก็ยิ่งมีปริมาณมากขึ้นจนกระทั่งได้ส่วนผสมที่เกือบคงที่ ระบบป้อนหลักให้ส่วนผสมระหว่างอากาศกับนํ้ามันเชื้อเพลิงจางกว่าระบบอื่น ๆ ของคาร์บูเรเตอร์ ทั้งนี้เพราะว่าเครื่องยนต์สามารถทำงานได้ที่ส่วนผสมจางเมื่อวาล์วปีกผีเสื้อ เปิดเล็กน้อยและภาระเบา

4. ระบบกำลัง ระบบป้อนหลักทำหน้าที่ป้อนส่วนผสมให้กับเครื่องยนต์ในขณะที่เครื่องยนต์ทำงานเหนือรอบเดินเบาโดยที่รอบและภาระของเครื่องยนต์สมํ่าเสมอ อย่างไรก็ตาม บางครั้งอาจต้องเพิ่มกำลังให้กับเครื่องยนต์อย่างทันทีทันใด เช่น ในการเร่งเครื่องยนต์เพื่อแซง รถยนต์คันหน้า ผู้ขับขี่จะเหยียบแป้นคันเร่งเพื่อเปิดวาล์วปีกผีเสื้อให้กว้างขึ้น ระบบกำลังจะทำงาน โดยป้อนนํ้ามันเชื้อเพลิงเพิ่มเข้าไปให้กับระบบป้อนหลัก ทำให้ส่วนผสมหนามากขึ้นและใช้ประโยชน์ ในการเร่งเครื่องยนต์ เมื่อสิ้นสุดความต้องการแล้วระบบกำลังจะหยุดทำงาน

ในคาร์บูเรเตอร์ทางกล ระบบกำลังถูกควบคุมด้วยกลไกทางกลหรือใช้การเปลี่ยนแปลงสุญญากาศในท่อร่วมไอดี คาร์บูเรเตอร์บางแบบใช้ทั้ง 2 วิธีช่วยกัน

คาร์บูเรเตอร์รุ่นใหม่ที่ใช้ระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์สามารถควบคุมการป้อนนํ้ามันเชื้อเพลิงได้อย่างละเอียด โดยจะปรับส่วนผสมให้เหมาะสมตลอดเวลาเพื่อให้ได้ก๊าซพิษในไอเสียน้อยที่สุด

ระบบกำลังทำงานด้วยกลไกทางกล ประกอบด้วยนมหนูเข็มและเข็ม ดังแสดงในรูปที่ 12.15 นมหนูเข็มประกอบด้วยเข็มซึ่งอาจมีลักษณะเรียวหรือหยักเป็นสองชั้นหรือสามชั้น เข็มนี้ยึดกับกลไกวาล์วปีกผีเสื้อดังแสดงในรูปที่ 12.16

เมื่อวาล์วปีกผีเสื้อปิด เข็มจะเลื่อนตํ่าลง ส่วนโตของเข็มจะเข้าไปอยู่ในนมหนู ทำให้รูของนมหนูเล็กลง นํ้ามันเชื้อเพลิงจึงถูกจำกัดให้มีปริมาณเพียงพอกับความต้องการในขณะนั้น

เมื่อวาล์วปีกผีเสื้อเปิดกว้าง เข็มจะถูกยกขึ้น ทำให้ส่วนเล็กของเข็มเข้าไปอยู่ในนมหนู ดังนั้นนํ้ามันเชื้อเพลิงจึงไหลผ่านนมหนูได้มากขึ้น ทำให้ระบบป้อนหลักได้รับนํ้ามันเชื้อเพลิงมากขึ้น และลำเลียงส่วนผสมหนาเข้าเครื่องยนต์

ระบบกำลังทำงานด้วยสุญญากาศ ระบบนี้ทำงานด้วยสุญญากาศจากท่อร่วมไอดีซึ่งเปลี่ยนแปลงไปตามอัตราเร็วและภาระของเครื่องยนต์ ลูกสูบสุญญากาศหรือไดอะแฟรมสุญญากาศ ถูกนำมาใช้ในการควบคุมตำแหน่งของเข็มนมหนู

ในระบบที่แสดงดังรูปที่ 12.17 แผ่นไดอะแฟรมต่อด้วยช่องสุญญากาศกับท่อร่วมไอดี เมื่อมีสุญญากาศค่อนข้างสูงในท่อร่วมไอดี ประมาณ 250 mm ของปรอทหรือมากกว่า สุญญากาศ จะทำให้ชุดไดอะแฟรมและเข็มนมหนูเคลื่อนที่ขึ้น นํ้ามันเชื้อเพลิงจะถูกจำกัดให้ไหลผ่านนมหนูน้อยลง

อย่างไรก็ตามเมื่อวาล์วปีกผีเสื้อเปิดกว้าง (หรือภาระของเครื่องยนต์เพิ่มขึ้น) สุญญากาศ ในท่อร่วมไอดีจะลดลง สปริงจะดันให้แผ่นไดอะแฟรมเลื่อนดต่ำลง และเข็มก็เลื่อนตํ่าลงด้วยรูนมหนู จะเปิดกว้างมากขึ้นและทำให้นํ้ามันเชื้อเพลิงไหลเข้าระบบป้อนหลักมากขึ้น

คาร์บูเรเตอร์บางแบบใช้ลูกสูบแทนการทำงานของไดอะแฟรมในการควบคุมเข็มนมหนู บางคาร์บูเรเตอร์ใช้ไดอะแฟรมควบคุมวาล์วกำลัง โดยที่วาล์วกำลังจะเปิดออกเมื่อสุญญากาศในท่อไอดีลดลงเพื่อปล่อยให้นํ้ามันเชื้อเพลิงไหลเข้ามากขึ้น

ระบบกำลังรวม ในคาร์บูเรเตอร์บางแบบ ใช้ระบบกำลังรวม โดยทำงานด้วยกลไกทางกลและสุญญากาศ เข็มนมหนูต่อด้วยกลไกกับวาล์วปีกผีเสื้อและต่อกับไดอะแฟรมสุญญากาศด้วย เมื่อวาล์วปีกผีเสื้อเปิดกว้างมากขึ้นจะยกเข็มนมหนูให้สูงขึ้น พร้อมด้วยการสูญเสียสุญญากาศ (เช่น ในขณะเร่งหรือไต่ขึ้นทางชัน) ซึ่งทำให้สปริงของไดอะแฟรมยกเข็มนมหนูสูงขึ้นเพื่อเพิ่มส่วนผสมให้หนาขึ้น

ช่องอากาศและช่องแอนตีไซฟอน ในระบบป้อนนํ้ามันเชื้อเพลิงของคาร์บูเรเตอร์ (ยกเว้นระบบปั๊มเร่ง) จะมีช่องเล็ก ๆ เพื่อยอมให้อากาศไหลผ่านเข้าไปในระบบ อากาศจะผสมกับนํ้ามันเชื้อเพลิงล่วงหน้าเพื่อช่วยให้การแตกตัวเป็นฝอย และการระเหยของนํ้ามันเชื้อเพลิงดีขึ้น และยังช่วยให้อัตราส่วนอากาศกับนํ้ามันเชื้อเพลิงสมํ่าเสมอมากขึ้น

ในขณะที่อัตราเร็วสูง ปริมาณนํ้ามันเชื้อเพลิงมีแนวโน้มที่จะถูกฉีดออกจากหัวฉีดหลักมากขึ้น และในเวลาเดียวกันการเคลื่อนที่ของนํ้ามันเชื้อเพลิงผ่านระบบอัตราเร็วสูงจะทำให้อากาศไหลเข้าสู่ระบบมากขึ้นด้วยเช่นกัน ดังนั้นช่องอากาศจึงมีแนวโน้มที่จะช่วยปรับอัตราส่วนผสมให้คงที่ตลอดเวลา

ช่องอากาศ (air-bleed passages) นี้บางครั้งเรียกว่า ช่องแอนตีไซฟอน (antisiphon passages) โดยทำหน้าที่ป้องกันไม่ให้นํ้ามันเชื้อเพลิงถูกดูดจากห้องลูกลอยในขณะที่เครื่องยนต์ มีอัตราเร็วปานกลาง

ถ้าช่องอากาศอุดตัน อาจทำให้ห้องลูกลอยปราศจากนํ้ามันเชื้อเพลิงได้หลังจากดับเครื่องยนต์แล้ว เมื่อเครื่องยนต์หยุดทำงาน ท่อร่วมไอดีเย็นตัวลงและเกิดสุญญากาศขึ้นเล็กน้อย ในขณะที่ช่องอากาศไม่อุดตัน อากาศสามารถไหลเข้าไปสู่บริเวณสุญญากาศดังกล่าวได้ แต่ถ้าช่องอากาศอุดตัน สุญญากาศสามารถทำให้นํ้ามันเชื้อเพลิงไหลออกจากห้องลูกลอยและผ่านระบบเดินเบา

5. ระบบปั๊มเร่ง เมื่อวาล์วปีกผีเสื้อเปิดกว้างเพื่อเร่งรถยนต์ อากาศปริมาณมากจะถูกดูดผ่านคาร์บูเรเตอร์ ดังนั้นจำเป็นต้องเพิ่มนํ้ามันเชื้อเพลิงเสริมเข้าไปด้วย มิฉะนั้นแล้วส่วนผสมจะจางลงจนเครื่องยนต์มีอาการชะงักก่อนที่จะเร่งขึ้นในภายหลัง อาการดังกล่าวเรียกว่า จุดคงตัว (flat spot) บางครั้งเครื่องยนต์อาจดับหรือเกิดการจุดระเบิดย้อนกลับ (backfire) ก่อนที่จะเร่งออกไปได้

เพื่อขจัดปัญหาดังกล่าว จึงต้องมีระบบปั๊มเร่งเพื่อฉีดนี้ามันเชื้อเพลิงเสริมเข้าสู่คาร์บูเรเตอร์ ซึ่งจะทำให้ได้ส่วนผสมที่เหมาะสม

รูปที่ 12.18 แสดงระบบปั๊มเร่งแบบหนึ่งที่ใช้กันโดยทั่วไป ปั๊มเร่งประกอบด้วยตัวเลื่อน ซึ่งจะเคลื่อนที่ลงเนื่องจากคานที่ต่อกับวาล์วปีกผีเสื้อ เมื่อวาล์วปีกผีเสื้อเปิดกว้าง ตัวเลื่อนจะเคลื่อนที่ลง และฉีดนํ้ามันเชื้อเพลิงออกจากปั๊มเข้าสู่บริเวณคอคอดของคาร์บูเรเตอร์ (ดูรูปที่ 12.8 (ล่าง))

เมื่อวาล์วปีกผีเสื้อเปิดกว้าง ปั๊มเร่งจะไม่ถูกกระทำโดยตรงจากกลไกวาล์วปีกผีเสื้อ แต่จะส่งแรงกระทำฝานสปริงหน่วง และสปริงหน่วงนี้จะส่งแรงต่อไปยังตัวเลื่อน ทำให้ตัวเลื่อนเคลื่อนที่ตํ่าลง และแรงกดยังคงมีต่อไปตราบเท่าที่วาล์วปีกผีเสื้อยังคงเปิดอยู่หรือจนกระทั่งตัวเลื่อนเคลื่อนที่ลงจนสุดทาง

การใช้สปริงหน่วงดังกล่าว จะช่วยให้การฉีดนํ้ามันเชื้อเพลิงของปั๊มเร่งดำเนินต่อไปอย่างต่อเนื่องหลายวินาที หรือดำเนินต่อไปจนกระทั่งยุติการเร่งแล้ว ซึ่งทำให้การเร่งเกิดขึ้นได้อย่างราบเรียบ

ระบบปั๊มเร่งแบบอื่นที่ใช้กันคือ ระบบปั๊มเร่งแบบไดอะแฟรม ระบบนี้ใช้แผ่นไดอะแฟรม แทนการใช้ตัวเลื่อน แผ่นไดอะแฟรมจะดันให้นํ้ามันเชื้อเพลิงฉีดออกจากหัวฉีดปั๊มเร่ง

ระบบปรับนมหนูจากโรงงาน คาร์บูเรเตอร์บางชนิดมีระบบปรับนมหนูจากโรงงาน โดยหมุนหมุดเกลียวปรับเพื่อเปลี่ยนตำแหน่งวาล์วเข็มหรือตำแหน่งของเข็มนมหนู

การหมุนหมุดเกลียวปรับ ดังแสดงในรูปที่ 12.19 สามารถเปลี่ยนตำแหน่งของเข็มในนมหนูได้ สลักในลูกสูบกำลังยื่นผ่านร่องเข้าไปในช่องซึ่งมีหมุดเกลียวปรับ เมื่อสุญญากาศดูดให้ลูกสูบกำลังเลื่อนลง ลูกสูบกำลังจะหยุดเมื่อสลักสัมผัสกับผิวหน้าส่วนบนของหมุดเกลียวปรับ  ดังนั้นการหมุนหมุดเกลียวปรับขึ้นหรือลงจะทำให้ลูกสูบกำลังและเข็มนมหนูเลื่อนขึ้นและลง สิ่งนี้ช่วยให้การควบคุมปริมาณการไหลของนํ้ามันเชื้อเพลิงระหว่างเข็มกับนมหนูเป็นไปได้อย่างละเอียด ซึ่งช่วยควบคุมปริมาณไอเสียให้เป็นไปตามมาตรฐาน หมุดเกลียวปรับนี้มักตั้งมาแล้วจากโรงงานผู้ผลิต

การชดเชยความสูง เมื่อระดับความสูงเพิ่มขึ้น ปริมาณอากาศจะลดลง ดังนั้นจึงมีผลทำให้ส่วนผสมระหว่างอากาศกับนํ้ามันเชื้อเพลิงหนาขึ้น (นํ้ามันเชื้อเพลิงมากเกินไปเมื่อเทียบกับอากาศ) ซึ่งทำให้การทำงานของเครื่องยนต์เลวลงและไอเสียมีมลพิษมากขึ้น

เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาดังกล่าว คาร์บูเรเตอร์บางแบบมีอุปกรณ์ชดเชยระดับความสูง โดยจะทำงานอย่างอัตโนมัติในการปรับส่วนผสมให้เหมาะสมเมื่อระดับความสูงเปลี่ยนแปลง ระบบประกอบด้วยหีบซึ่งเป็นสุญญากาศเล็กน้อยภายในหีบนี้จะขยายตัวยาวขึ้นเมื่อขับขี่รถยนต์ขึ้น ภูเขา เนื่องจากความดันบรรยากาศลดลง สิ่งนี้จะทำให้เข็มนมหนูเลื่อนตํ่าลง และช่วยลดปริมาณนํ้ามันเชื้อเพลิงที่ไหลผ่านนมหนู

6. ระบบโช้ก ในการสตาร์ตเครื่องยนต์ขณะเครื่องเย็นนั้น คาร์บูเรเตอร์ต้องป้อนส่วนผสมที่หนากว่าปกติ เพื่อให้ได้ไอระเหยของนํ้ามันเชื้อเพลิงเพียงพอต่อการเผาไหม้สำหรับการสตาร์ต

ในระหว่างการแคร้งเครื่องยนต์เมื่อทำการสตาร์ต อากาศที่ไหลผ่านคอคอดของคาร์บูเรเตอร์ มีความเร็วตํ่า ดังนั้นจึงเกิดสุญญากาศไม่เพียงพอต่อการฉีดนํ้ามันเชื้อเพลิงออกจากหัวฉีดหลัก เพื่อให้มีนํ้ามันเชื้อเพลิงไหลออกมาอย่างเพียงพอในระหว่างการแคร้งเครื่องยนต์ จึงต้องใช้ระบบโช้กซึ่งใช้สุญญากาศในท่อร่วมไอดีให้เกิดประโยชน์ ความแตกต่างของความดันจะกระทำต่อนํ้ามันเชื้อเพลิง ให้ไหลออกมาจากหัวฉีดหลักในขณะแคร้งเครื่องยนต์

โช้กเป็นวาล์วชนิดหนึ่งซึ่งมีลักษณะคล้ายกับวาล์วปีกผีเสื้อ และติดตั้งอยู่ที่ส่วนบนของท่ออากาศของคาร์บูเรเตอร์ การเปิดและปิดของโช้กอาจใช้อุปกรณ์ทางกลธรรมดาหรืออัตโนมัติ เมื่อโช้กปิดมันจะวางตัวเกือบอยู่ในแนวระดับ และอากาศไหลเข้าจำนวนไม่มาก ดังแสดงในรูปที่ 12.20

เมื่อโช้กปิด จะเกิดสุญญากาศอย่างมากในท่ออากาศของคาร์บูเรเตอร์ ซึ่งทำให้นํ้ามันเชื้อเพลิงถูกฉีดออกมาจากหัวฉีดหลักเพื่อเสริมนํ้ามันเชื้อเพลิงให้มากขึ้นในระหว่างการสตาร์ต ขณะเครื่องเย็น โช้กที่ปิดและเปิดโดยอุปกรณ์ทางกลมักเรียกว่า โช้กธรรมดา (manual choke) โช้กทำงานได้โดยการดึงปุ่มบนแผงหน้าปัด ดังแสดงในรูปที่ 12.21

เมื่อดึงปุ่ม โช้กจะปิด หลังจากเครื่องยนต์ร้อนขึ้นแล้ว จะต้องกดปุ่มกลับที่เดิม มิฉะนั้น จะสิ้นเปลืองนํ้ามันเชื้อเพลิงมาก สมรรถนะเครื่องยนต์จะตํ่า ไอเสียจะมีมลพิษมาก และห้องเผาไหม้เต็มไปด้วยเขม่า

โช้กกึ่งอัตโนมัติ โช้กธรรมดาที่สามารถเปิดได้เองอย่างอัตโนมัติเรียกว่า โชักกึ่งอัตโนมัติ (semiautomatic choke) โช้กแบบนี้สามารถลดปัญหาเกี่ยวกับการลืมเปิดโช้กดังที่ได้กล่าวมาแล้ว โช้กกึ่งอัตโนมัติแสดงในรูปที่ 12.22

เมื่อเปิดสวิตช์กุญแจในขณะที่เครื่องเย็น จะมีกระแสไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ไหลผ่านโซลีนอยต์ ทำให้ปุ่มโช้กถูกตรึงอยู่ได้ด้วยแรงดึงดูดจากโซลีนอยต์เมื่อผู้ขับขี่ดึงปุ่มโช้ก

หลังจากที่เครื่องยนต์เริ่มร้อนขึ้น เทอร์โมสวิตช์ (thermo switch) จะเปิดออกเพื่อตัดกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านโซลีนอยต์ แรงดึงดูดของโซลีนอยด์จะหมดไป สปริงของโช้กจะสามารถดึงโช้กกลับที่เดิมในตำแหน่งเปิดเต็มที่

โช้คอัตโนมัติ เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาการใช้โช้กธรรมดา ในปัจจุบันคาร์บูเรเตอร์ส่วนมาก ใช้โช้กอัตโนมัติ ดังแสดงในรปที่ 12.23

โช้กจะปิดเมื่อเครื่องยนต์เย็นและจะเปิดเมื่อเครื่องยนต์ร้อน การทำงานพื้นฐานของโช้กนี้ จะใช้สปริงโลหะคู่ (bimetal spring) ซึ่งขดตัวอยู่ในฝาครอบ สปริงนี้จะยืดออกและหดเข้าเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ

โช้กจะต่อกับสปริงนี้เพื่อเปลี่ยนตำแหน่งของโช้กในขณะที่สปริงยืดหรือหดตัว เมื่อเครื่องยนต์ยังคงเย็นอยู่นั้น สปริงโลหะคู่จะหดตัวเข้าไปและทำให้โช้กปิด ดังแสดงในรูปที่ 12.24

หลังจากเครื่องยนต์สตาร์ตติดแล้ว อากาศที่ไหลเข้าคาร์บูเรเตอร์จะทำให้โช้กเปิดออกเล็กน้อยเนื่องจากแรงดันอากาศ โช้กติดตั้งบนเพลาโช้กในลักษณะเอียงเยื้องศูนย์ สิ่งนี้ช่วยป้องกันไม่ให้เครื่องยนต์ดับเนื่องจากส่วนผสมหนาเกินไป

นอกจากนี้ยังมีระบบเปิดโช้กบางส่วนที่ช่วยให้โช้กเปิดออกบางส่วนอย่างรวดเร็ว

ในขณะที่เครื่องยนต์ร้อนขึ้น การเพิ่มของอุณหภูมิทำให้สปริงโลหะคู่ยืดตัวออก และโช้กเปิดออก วิธีนี้ช้าเกินไปสำหรับรถยนต์รุ่นใหม่

โช้กควรจะเปิดอย่างรวดเร็วหลังจากเครื่องยนต์สตาร์ตติดแล้ว สิ่งนี้ต้องการความร้อน เพิ่มให้กับสปริงโลหะคู่ ความร้อนนี้อาจมาจากไอเสียหรือจากขดลวดความร้อน คาร์บูเรเตอร์บางแบบใช้ทั้ง 2 วิธี คาร์บูเรเตอร์อื่น ๆ ใช้ความร้อนจากนํ้าหล่อเย็น

รูปที่ 12.23 แสดงคาร์บูเรเตอร์พร้อมด้วยโช้กอัตโนมัติซึ่งเปิดออกได้โดยอาศัยสุญญากาศ จากท่อร่วมไอดีและความร้อนจากท่อร่วมไอเสีย สปริงโลหะคู่และลูกสูบสุญญากาศยึดต่อกับโช้ก เมื่อเครื่องเย็นสปริงจะหดตัวเข้าและปิดโช้ก

สปริงโลหะคู่เริ่มยืดตัวออกเมื่อเครื่องยนต์ร้อนขึ้น สปริงนี้อยู่ภายในเสื้อซึ่งต่อกับท่อร่วมไอเสีย เมื่อเครื่องยนต์ร้อนถึงอุณหภูมิทำงานแล้ว โช้กจะเปิดออกเต็มที่

ในเครื่องยนต์บางแบบ สปริงโลหะคู่ไม่ได้ติดตั้งที่คาร์บูเรเตอร์ ตามที่ได้กล่าวมาแล้ว ในรูปที่ 12.23 แต่ติดตั้งที่ในช่องบนท่อร่วมไอเสีย ในเครื่องยนต์กระบอกสูบวีบางแบบติดตั้งสปริง โลหะคู่ไว้ในช่องท่อร่วมไอดีเหนือช่องผ่านของก๊าซไอเสีย ดังแสดงในรูปที่ 12.25

สปริงสามารถยืดหดตามความร้อนของเครื่องยนต์ได้ทันที เมื่อดับเครื่องยนต์และเครื่องยนต์เย็นลง สปริงจะหดตัวและโช้กจะปิดเพื่อการสตาร์ตครั้งต่อไป

การเปิดโช้กบางส่วนด้วยอุปกรณ์พิเศษ หลังจากเครื่องยนต์สตาร์ตแล้ว อากาศที่ไหลผ่านท่ออากาศจะทำให้โช้กเปิดออกเล็กน้อย ในขณะเดียวกันลูกสูบสุญญากาศหรือไดอะแฟรมจะเพิ่มแรงดึงให้โช้กเปิด

ออก นอกจากนี้อุปกรณ์พิเศษยังช่วยปรับตำแหน่งโช้กให้เหมาะสมกับภาระของเครื่องยนต์ ในช่วงแรกของการทำงานของเครื่องยนต์ ตำแหน่งโช้กจะถูกควบคุมด้วยอุปกรณ์พิเศษดังนี้

1. ลูกสูบสุญญากาศ โช้กอัตโนมัติจำนวนมากมีลูกสูบสุญญากาศติดตั้งในช่องของเสื้อโช้ก (รูปที่ 12.23) ลูกสูบต่อกับโช้กด้วยกลไก ก่อนเริ่มสตาร์ตเครื่องยนต์ สปริงโลหะคู่จะยึดให้โช้กปิด และลูกสูบสุญญากาศจะอยู่ที่ตำแหน่งสูงสุดของช่องลูกสูบ ตามแสดงในรูปที่ 12.23

เมื่อสตาร์ตเครื่องยนต์ ลูกสูบสุญญากาศจะถูกดึงให้เลื่อนตํ่าลงด้วยสุญญากาศจากท่อร่วมไอดี สิ่งนี้ทำให้โช้กเปิดกว้างมากขึ้น

2. ไดอะแฟรมสุญญากาศ โช้กอัตโนมัติบางแบบใช้ไดอะแฟรมสุญญากาศแทนลูกสูบสุญญากาศ (ดูรูปที่ 12.25) การทำงานของไดอะแฟรมสุญญากาศคล้ายกับการทำงานของลูกสูบสุญญากาศ

โช้กไฟฟ้า ที่อุณหภูมิตํ่า สปริงโลหะคู่มีแนวโน้มที่จะรักษาให้

โช้กปิดด้วยเวลายาวนานกว่าปกติ สิ่งนี้ทำให้สิ้นเปลืองนํ้ามันเชื้อเพลิงมาก และไอเสียมีมลพิษมาก เพื่อให้โช้กเปิดเร็วขึ้น โช้กอัตโนมัติจึงมีขดลวดไฟฟ้าในฝาครอบโช้กด้วย ดังแสดงในรูปที่ 12.26

จานโลหะคู่ (bimetallic disk) ทำหน้าที่เป็นสวิตช์ในการเปิดและปิดฮีตเตอร์ เมื่ออุณหภูมิ ตํ่ากว่า 16°c หน้าสัมผัสของสวิตช์จะเปิดออก โช้กจะเปิดเองโดยไม่ต้องใช้ฮีตเตอร์

เมื่ออุณหภูมิสูงกว่า 16°c หน้าสัมผัสของสวิตช์จะชนกัน กระแสไฟฟ้าจะไหลผ่านขดลวดของฮีตเตอร์ ความร้อนจากขดลวดจะช่วยอุ่นให้สปริงโลหะคู่ร้อนขึ้น โช้กจะเปิดออกเร็วขึ้น โช้กที่ใช้ไฟฟ้านี้จะช่วยให้โช้กสามารถเปิดได้เต็มที่ภายในเวลา 90 วินาทีหรือน้อยกว่านี้

การเดินเบาเร็ว เมื่อเครื่องยนต์เริ่มสตาร์ตติดใหม่ ๆ ในขณะที่เครื่องยนต์ยังคงเย็นอยู่ วาล์วปีกผีเสื้อจะต้องรักษาให้เปิดอยู่เล็กน้อย เพื่อต้องการให้เครื่องยนต์เดินเบาเร็วมากขึ้น (เดินเบาเร็ว)

ถ้าปราศจากการเดินเบาเร็ว เครื่องยนต์จะดับได้ง่าย เพราะเหตุผลอย่างหนึ่งคือ นํ้ามันหล่อลื่น ในเครื่องยนต์ในห้องเกียร์ และในเฟืองท้ายยังคงมีความหนืดสูงที่อุณหภูมิตํ่า

เดินเบาเร็วสามารถเกิดขึ้นโดยการหมุนของลูกเบี้ยวเดินเบาเร็วซึ่งต่อกับกลไกของโช้ก ดังแสดงในรูปที่ 12.27 ลูกเบี้ยวมักมีลักษณะเป็นขนซึ่งมีจำนวน 2 ชั้นหรือมากกว่า ชั้นที่สูงที่สุดของลูกเบี้ยวจะให้การเดินเบาเร็วที่สุด เมื่อเครื่องยนต์เย็น สปริงโลหะคู่ในโช้กจะดันให้โช้กปิด ที่ ตำแหน่งนี้ ลูกเบี้ยวจะถูกหมุนเพื่อให้หมุดเกลียวปรับเดินเบาเร็วไปอยู่ตามชั้นต่าง ๆ บนลูกเบี้ยวตามตำแหน่งของโช้ก

ตัวปลดโช้ก โช้กต่อกับวาล์วปีกผีเสื้อเพื่อให้โช้กสามารถเปิดออกได้โดยการกดแป้นคันเร่ง จนมิดถึงพื้นรถยนต์ กลไกนี้เรียกว่า ตัวปลดโช้ก (choke unloader) จุดประสงค์ของตัวปลดโช้กเพื่อเพิ่มปริมาณอากาศที่ไหลเข้าคาร์บูเรเตอร์ อากาศจะพาหยดนํ้ามันเชื้อเพลิงที่สะสมในท่อร่วมไอดีเข้าสู่กระบอกสูบ หยดนํ้ามนเชื้อเพลิงเหล่านี้เกิดขึ้นในระหว่างการแคร้งเครื่องยนต์เมื่อโช้กปิด

บทความอื่น ๆ ที่น่าสนใจ:

Share this :

  • Stumble upon
  • twitter

Comments are closed.