Om Förgasare

Om förgasare

Du har nu hittat in på MISABs sida om framförallt WEBER-förgasaren, där vi fördjupar oss i förgasarens funktion. För dig som inte vill fördjupa dig, finns möjligheter att gå direkt till din förgasares sidan eller din bilmodells sida där du finner mer information om vilken servicesats, nålventil eller t ex flottör som passar din förgasare och bilmodell.

• WEBER, SOLEX mfl
• Hitta delar via bilmärke

FÖRGASARENS GRUNDPRINCIP OCH TEORI

Förgasarens uppgift är att förse motorn med luft och bränsle i lämplig blandning - och det skall den göra vid alla förekommande varvtal och vid alla förekommande belastningar, vid jämn fart och vid acceleration.

Fabbrica Italiana Carburatori Weber company startades 1923 i Bologna, Italien av Eduardo Weber. Han föddes 29 november 1889 och dog 17 maj 1945. Han var en ingenjör och affärsman som är berömd för skapandet av Weberförgasaren. 1930 tillverkade Weber de första liggande tvåports förgasarna (DCO). De första stående tvåports förgasare tillverkades 1938 (IDA).

• För standardbilar tillverkade Weber 2-ports förgasare, där första porten är mindre för lägre effekt och andra porten större och ger högre effekt i motorn.

Weberförgasaren sitter original monterade på bl.a. Alfa Romeo, Aston Martin, BMW, Ferrari, Fiat, Ford, Lamborghini, Lancia, Lotus, Maserati, Opel, Porsche, Renault, Triumph och Volvo. Weberförgasaren tillverkades i Bologna, Italien till 1990, därefter flyttades fabriken till Madrid i Spanien där de fortfarande tillverkas.

Det är inte precis några små krav som ställs på en förgasare.

• Förutom varvtal och belastning är det andra faktorer som styr förgasarens och motorns effektivitet.
• Sådana yttre omständigheter som lufttryck, luftfuktighet och temperatur, och sådana inre omständigheter som insugningsrörets utformning, kamaxelns utseende, ventilstorlek och avgassystemets utförande inverkar också.

De yttre omständigheterna kan vi i stort sett inte göra något åt. De inre omständigheterna, som påverkar processen, kan vi däremot ta itu med för att nå högre effekt och ökad ekonomi. Men också här måste vi ta hänsyn.

• Fritt insug och avgassystem kan i vissa lägen vara effektivt men är knappast något som passar för vardagsbruk.
• Insugningsrörets konstruktion är viktig ur effektsynpunkt men hänsyn måste tas till bl.a. placeringsmöjligheter.
• Sådant faller emellertid utanför ramen för denna information.

Oberoende av yttre och inre mer eller mindre påverkbara omständigheter vill vi emellertid åstadkomma en förbränning i motorn, och vi försöker få den så perfekt som möjligt. Låt oss se problemet så här:

1. kolven (i en 4-taktsmotor) åstadkommer vid nedgång under insugningstakten ett undertryck i cylindern.
2. Atmosfärstrycket strävar efter att fylla ut detta.
3. Luft strömmar alltså in.
4. Det blir förgasarens arbete (där den sitter placerad mellan cylindern och ytterluften) att förse den inströmmande luften med lämplig mängd finfördelat bränsle. Mängden bränsle skall alltså stå i proportion till mängden luft.
5. Mängden luft bestäms av läget på förgasarens spjäll (gaspådraget) och, naturligtvis, av motorns varvtal.

Man säger vanligen att förgasaren har fyra olika arbetsområden,

• Tomgång
• Lågfart
• Normalfart
• Fullfart

Mellan tomgång och lågfart samt mellan lågfart och normalfart finns dessutom övergångsområden. Alla dessa områden betjänas i Weberförgasaren av en särskild del eller av olika delar i kombination. Det finns alltså en lågfartsdel som har sina munstycken, en normalfartsdel med sina munstycken osv.

TEORI

Innan vi går vidare till förgasarens övriga arbetsområden skall vi bara ta ett exempel på hur de system vi teoretiskt beskrivit tar sig ut i en verklig förgasare. Nedanstående behandlar i första hand Weberförgasare men är tillämpligt på andra förgasartyper Solex, Dellorto etc.

Bränslet kommer in genom nålventilöppningen (1) till flottörhuset (4) där flottören (3) för att kunna hålla bränslenivån konstant styr nålventilens (2) öppnande och stängande. Genom kanalerna (6) och huvudmunstycket (5) når bränslet emulsionsröret (12) där det blandas med luften som strömmar in från luftmunstyckena (11). Sedan fortsätter den nu uppkomna bränsleemulsionen genom kanalerna (10) och spridaröppningen (7) in i förgasarhalsarna där vi återfinner halsringarna (9).

NÅLVENTIL- Nålventilen är hjärtat i förgasaren.

När bränslet strömmar ut genom spridaren sjunker bränslenivån i flottörhuset och nålventilen öppnas från sitt stängda läge och fyller kammaren med bränsle igen. Hela tiden medan bränslet flödar ut genom spridaren öppnar och stänger nålventilen efter flottörens nivå. Bränslenivån varierar endast några få tiondels mm. Detta innebär att nålventilen har en mycket viktig funktion i förgasaren. Nålventilen slits jämförbart med tändstift och brytarspetsar och skall därför bytas regelbundet. Om man inte byter nålventilen stiger flottörnivån och för varje mm ökar bränsleförbrukningen omkring 10 %.

• Nålventilen öppnar och stänger med mycket små marginaler.
• Den slits mekaniskt i samband med kontakten medsätet.
• När den slits får den för stor och oregelbunden kontaktyta mot sätet och bränslet strömmar igenom lättare.
• Sakta men säkert höjs bilens bränsleförbrukning.

Storlek på nålventil

Dividera motoreffekten med antalet förgasare och avläs nålventilens storlek i tabellen. Högsta bränsletryck 0,25 bar.

OLIKA FÖRGASARTYPER

Weberförgasaren förekommer i en rad olika versioner. Den finns som enkelförgasare och som dubbelförgasare, som fall förgasare och som horisontalförgasare, som parallellförgasare och tvåstegsförgasare.

Dessutom förekommer förgasarna i en rad olika storlekar. 

Tre typer av dubbla fallförgasare.

1. En parallellförgasare där spjällaxeln är gemensam för båda förgasarhalsarna.
2. En parallellförgasare med separata, synkroniserade spjällaxlar.
3. En två-stegs förgasare där, på bilden, första halsens spjäll börjar öppna medan andra steget fortfarande är stängt. Att välja rätt förgasare för en viss bil kräver lång erfarenhet och man bör därför vända sig till oss på MISAB. Där finner man färdiga förgasarsatser eller insugningsrör och monteringssatser för olika bilar och får på så sätt ett gott resultat på en enklare och billigare väg än genom att experimentera själv. Generellt sett bör man aldrig göra en trimning med utgångspunkt från begagnade förgasare utan att först låta en förgasarverkstad kontrollera dessa. Använd alltså vid trimning nya eller i varje fall perfekta förgasare, montera dem på insugningsrör av MISABs fabrikat och rådgör alltid med fackmannen vid val av förgasare och tillbehör. Det är viktigt att välja tillbehören till förgasaren (insugningsrör, luftfilter etc) med omsorg liksom att välja den rätta kombinationen av kamaxel och ventilstorlekar för att få bästa möjliga resultat vid motortrimningar, oavsett om trimningen görs för att förbättra ekonomin eller för att ge högre effekt - eller av båda orsakerna!

Lågfartsmunstycket

Lågfartsmunstycket bestämmer sammansättningen av bränsleblandningen för tomgång och lågfart. I figuren framgår placeringen av lågfartsmunstycket i kanalen mellan flottörhus och utloppshålen i förgasarhalsen intill spjället. Två huvudtyper av munstycken förekommer och skall strax återkomma till vad som skiljer dem åt. I figuren illustreras den typ som har separat bensinmunstycke och luftmunstycke. Bensinmunstycket betecknas i figuren Gm och luftmunstycket Gam.

Från lågfartsmunstycket (eller -munstyckena) leds blandningen via kanal 2 till utloppshålen 4 (i vilket vi återfinner blandningsskruven 3) och 5. När spjället öppnas vid gaspådrag frilägges kanalen (5) och bränsleblandningen börjar i stället sugas ut genom detta hål. Härav följer att blandningsskruven (3) inte längre har någon funktion och i stället bestäms nu blandning och mängd helt av lågfartsmunstycket.

Den ena sortens lågfartsmunstycke är av blandningstyp. Denna typen förekommer bl. a i DCOE-serien.

Öppning A reglerar bränslemängden. Öppning B reglerar luftmängden. Diametern hos axialborrningen (den längsgående borrningen) reglerar den totala mängden emulsionsblandning som lämnar munstycket.

Ökas öppning A blir blandningen fetare med obetydlig ökning av mängden blandning. Ökas öppning B blir resultatet en större mängd blandning med i stort sett oförändrad sammansättning. Om diametern hos axialborrningen ökas blir den inneslutna mängden bränsleblandning större, vilket ger mer i reserv vid steget uppåt från lågfart.

Storleksbeteckningen på munstycket är x Fz (exempelvis 45 F3), där x står för bränslehålets storlek (öppning A) och Fz betecknar munstyckets "inbyggda" luftkorrigering. Siffran efter F följer inte i någon logisk ordning utan innebär enbart en viss luftkorrigering (jfr förhållandet hos emulsionsrören). F6 är alltså inte "rikare" än F5, o s v. Om vi ordnar beteckningarna efter storleken på luftmängdshålen (B) ser det ut så här. F6, F13, F9, F8, F2. Den lilla korta listan upptar de vanligaste förekommande lågfartsmunstyckena, i stort sett de ena vi behöver arbeta med för exempelvis DCOE-serien.                                                                                              

Man måste prova sig fram innan man hittat rätt munstycke. Att utgå från tabeller över MISAB´s bestyckningstabbeler och där välja bilar med motsvarande motordata kan vara en hjälp - men det är ingen garanti för att bra resultat. Låt oss nu illustrera hur teorin motsvaras av verkligheten. Som vi sagt ovan är DCOE-förgasaren utrustad med lågfartsmunstycke av blandningstyp.

Bränslet leds från flottörhuset (4) genom kanalerna (15) till lågfartsmunstyckena (14). Bränslet blandas med luften som kommer genom kanalerna (13). Därefter leds blandningen genom kanalerna (20) till bakre öppningarna (18) - reglerbara genom blandskruvarna (19) - från vilka bränsleblandningen når förgasarhalsen.

Vid ökad spjällöppning vandrar undertrycket framåt i förgasarhalsen och koncentreras runt kanalöppningarna (16) vilka nu bränsleblandningen i stället sugs ut. I detta läge påverkar inte längre blandningsskruven (19) mängd och sammanställning hos den utströmmande blandningen.

Spridare

Spridaren, hjälpventurins öppning är placerad före halsringen och den bakre öppningen mynnar just där halsringsdiameter är minst. Hjälpventurins uppgift är att ge en mera jämnt fördelad bränsle/ luftblandning och att sprida denna blandning i centrum av halsringen. På så sätt åstadkommes en jämnare fördelning till motorns olika cylindrar

Då hjälpventurin ingår som en del av spridare anordningen talar man aldrig om denna som en separat enhet utan benämner oftast anordningen: Spridare. Spridaröppningens storlek är betydelsefull och exempelvis så ger en liten spridaröppning kombinerad med ett rör med stor ytterdiameter en mager blandning.

Genom motorns arbetssätt uppstår svängningar i luftströmmen genom förgasarens hals. En liten spridaröppning dämpar fortplantningen av dessa svängningar till bränslekanalen. Utströmningen blir jämnare och förgasaren går mer ekonomiskt på lägre varvtal. 

Spridaröppningens storlek kan för flertalet förgasare väljas efter behov. I allmänhet fyller spridaröppningen 4,5 de flesta behov. Endast i vissa fall på Weber DCOE kan det bli aktuellt med annan storlek.

Exempel på olika spridare och storlekar. A och B är märkta 4,5 och C 3,5. Märkningen på spridarna motsvarar storleken på det minsta hålet i mm. 4,5 är håldiameter 4,5 mm etc. Spridarna finns i storlekar mellan 3,0 och 5,0. 

EMULSIONSRÖR

Det är många funktioner i förgasaren dom påverkas av emulsionsröret. Emulsionsröret är av central betydelse för hela förgasarens funktion. Vägledande information ges i tabellen nedan, som är uppdelad efter de tre typer av emulsionsrör som förekommer i Weberförgasare, Observera att varje byte av emulsionsrör bör följas av justering av luft- och huvudmunstyckenas storlek. Vissa emulsionsrör kan ha utgått från Weberfabriken.

Emulsionsrörets uppgift är att blanda luften, som kommer från luftmunstycket, med bränslet, som kommer från huvudmunstycket. Blandningen skall ha "rätt" proportioner mellan bränsle och luft och dessutom vara så homogen som möjligt. Från E-röret sugs blandningen ut i förgasarhalsen genom spridaren.

E-rörets s.k. storlek bestäms av flera faktorer. Som framgår av ritningarna är dessa väldigt många (Se ritningar)

 Avgörande är bl a:

1. Placeringen av och storleken på hålen, som sitter närmast luftmunstycket.

2. Rörets ytterdiameter

3. Placeringen av och storleken på de hål som sitter närmast huvudmunstycket.

Korrektionshål ger företräde åt bränsle vid lägre varv. Luft från luftmunstycket genom korrektionshålen i emulsionsröret tenderar att suga med sig bränsle mot spridarmunstycket. Flottörhusnivån har också stor inverkan på detta. Allt bränsletillflöde in till kammaren bestäms av huvudmunstycket, men kammarhusreserven bestäms av kapaciteten i kammaren.

Med tunna emulsionsrör och låga korrektionshål ges mest utrymme för bränsle. F9 och F2 är två emulsionsrör som har stor reservkapacitet. F2 är tunnare än F9. F14 och F10 har högt belägna korrektionshål och är extrema och svåra att använda. F6 och F12 är konstruerade för stora luftmunstycken. F1 - F5 och F17 är ansedda för stora huvudmunstycken. Tjocka emulsionsrör ger en viss kapillär dämpning på bränslet genom att reducera det ringformade utrymmet som bränslet flyter igenom.

Uppställning över parrör bland emulsionsrör, det vill säga rör har likbelägna korrektionshål men olika diameter

Översta hålradens placering och storleken på dessa hål bestämmer delvis när systemet börjar leverera bränsleblandningen till spridaren. De övriga hålraderna och deras inbördes placering påverkar bromseffekten. 

Emulsionsrörets ytterdiameter styr delvis också denna effekt och bestämmer samtidigt den mängd bränslereserv som finns att tillgå i systemet vid gaspådrag.

Rören märks med bokstaven F och en eller två siffror. Dessa siffror betecknar olika typer av emulsionsrör och har ingen inbördes ordning. Ett F3 rör är alltså inte mindre än F4. Istället identifierar beteckningen ett speciellt emulsionsrör med hålen på ett visst sätt, av en särskild storlek med en särskild ytterdiameter och med speciell storlek på axialborrningen.

Halsringen                                               

Halsringen är principen för strypning av diametern i förgasarhalsen för att åstadkomma ett undertryck med vars hjälp emulsionsblandningen sugs ut ur spridarens öppning i flertalet Weberförgasare kan man byta ut halsringen mot en av annan diameter. Storleken betecknas med två siffror och för halsringens minsta diameter i mått i mm.

Genom att minska halsdiametern åstadkommer man alltså ett större undertryck runt spridaröppningen och naturligtvis når man motsatt effekt med en större halsring. Stor halsring ger högre effekt vid höga varvtal medan liten halsring är bättre på lågvarv och på mellanregistret - men detta är helt generella regler. Man måste välja halsringsstorlek med hänsyn till bilens användningsområde. Principiellt är en någon för liten halsring bättre än en som är för stor.

Eftersom man vid byte av halsring påverkar undertrycket vid spridaröppningen och därmed i bränslekanalen kan det vara nödvändigt att samtidigt byta huvudmunstycke.

Huvudmunstycke                                             

Huvudmunstycket sitter i kanalen mellan flottörhuset och stigarkanalen. Det kan sitta inskruvat i en hållare som i sin tur sitter skruvad in i kanalen. Det kan också sitta inskjutet i emulsionsrörets nedre del som fallet är i DCOE serien. Munstycket reglerar bränslemängden genom kanalen. Ett större munstycke låter en större mängd bränsle passera. Storleken mäts efter munstyckets genomströmningsdiameter och uttrycks i 1/100 mm. Storlek 125 står alltså för 1,25 mm diameter.

På jakt efter det korrekta huvudmunstycket måste man komma ihåg att munstycket är mycket känsligt. Tänk också på att här, som för övriga munstycken, gäller regeln att skillnaden i procent mellan varje steg blir mindre ju större munstycket man arbetar med.

Eftersom hela systemet utgör en enhet där varje ingående munstycke enbart fungerar so en liten del behöver enbart en förändring av huvudmunstycket inte nödvändigtvis ha så stor effekt. I visa fall kan t.o.m byte till ett större huvudmunstycke betyda oförändrad bränsleblandning vid fullgas (då luftmunstycket "bromseffekt" ju påverkar strömningen i emulsionsrör och stigarkanal) medan detta större munstycke vid gaspådrag ger en alldeles för fet blandning.

Luftmunstycke                                                            

Luftmunstycke (luftkorrektionsmunstycke) sitter i allmänhet placerat i omedelbar anslutning till emulsionsrörets ovansida. I DCOE-förgasaren, t ex sitter munstycket inskjutet i emulsionsröret och täcks av emulsionsrörshållaren. Luftmunstycket är mindre känsligt än huvudmunstycket. 2 - 3 stegs storlek kan sägas svara mot 1 stegs ändring på huvudmunstycket.

WEBER, SOLEX, DELLORTO, STROMBERG, PIERGURG, SU, ZENITH, KEHIN, FOMOCCO, CARTER, ROCHESTER, MIKUNI och TILOTTSON.