V předchozím článku této série jsme se zabývali historií vynálezu a vývoje karburátoru. Teď je na čase podívat se, jak vlastně karburátor funguje. Jak si dokáže poradit se dvěma úkoly – smíchat palivo se vzduchem ve správném poměru a vytvořit z něj zapalitelnou směs.
Vzduch je nasáván podtlakem během sací fáze pohybu pístu, kdy jsou otevřené sací ventily. Na hlavě válců mezi palivovým filtrem na jedné straně a vstupem směsi ventilem do válce na straně druhé trůní karburátor. Vzduch tak projde vzduchovým filtrem do procesu karburace. V karburátoru přes vzduchovou přívěru míří do difuzoru, což je právě ona v předchozím článku popisovaná zúžená část, fungující na principu Venturiho trubice a Bernoulliho jevu, kde se proudící vzduch urychlí a zvýší se podtlak.
V tomto místě se přes trysku podtlakem přisaje palivo z plovákové komory a v proudu vzduchu se zároveň roztříští na drobné kapičky. V plovákové komoře poklesne hladina, čímž klesne plovák. Jehlový mechanismus s plovákem spojený pootevře přívod paliva, které nateče do komory a přes plovák opět uzavře přívod. Karburátor je tak připraven na další cyklus.
To nezní nijak složitě, že? Stechiometrický poměr je jasný, tak kde je problém zkonstruovat „ideální“ motor s dokonalou přípravou směsi? Hned prvním problémem jsou kolísající otáčky v provozu. Karburátor pro motor běžící v konstantních otáčkách by opravdu nebyl nijak extrémně složitý a spolehlivě by zajišťoval tu nejjakostnější de luxe spalovací směs.
Když ale do výpočtů přihodíte kromě nutnosti přizpůsobovat otáčky motoru potažmo požadavky na množství směsi takové drobnosti jako třeba vysokou nebo naopak nízkou teplotu paliva a/nebo nasávaného vzduchu, ne zcela konstantní jakost paliva nebo nutnost dopravit směs od karburátoru do válce po co nejkratší cestě, aby se cestou nesrážela, samovolně nedetonovala, dostanete něco jako na obrázku níže. A s největší pravděpodobností nebude na motoru takový karburátor sám.
Pro dejme tomu řadový čtyřválec, což je patrně nejobvyklejší konstrukce zážehového motoru ve 20. století, si u „konzumního“ motoru bez přehnaných nároků na výkon a dosahované otáčky pravděpodobně vystačíte s jediným karburátorem, byť u vyšších zdvihových objemů vyvstane potřeba vícekomorového karburátoru (v podstatě dva až čtyři karburátory v jednom) nebo vícestupňového (dva různě velké karburátory v jednom zařízení) či dvojitého vícestupňového karburátoru (dva a dva různě velké karburátory v jedné jednotce).
Celou řadu těchto uspořádání, od jednoduchých karburátorů navržených s ohledem na úspornost provozu, až po vysokovýkonná řešení pro závodní vozy nebo pokročilé elektronicky řízené karburátory, které se objevily těsně před nástupem vstřikovacích systémů, si můžeme ukázat na klasických modelech ŠKODA z druhé poloviny 20. století.
Výroba i těch nejjednodušších karburátorů představuje velkou výzvu. Vyžadují totiž precizní výrobu s velmi jemnými tolerancemi, které jsou nezbytné pro jejich správnou funkčnost. To je jeden z důvodů, proč byly karburátory obvykle vyráběny specializovanými firmami a ne přímo automobilkami.
Většina poválečných vozů ŠKODA byla osazena karburátory tradičního československého výrobce Jikov, který patřil mezi několik málo továren bývalého východního bloku, které disponovali schopnostmi nezbytnými pro výrobu vysoce kvalitních karburátorů. Obvykle šlo o poměrně jednoduché, jednokomorové spádové karburátory. Nabízely ale dobrý kompromis mezi výkony a spotřebou paliva.
Některé modely však byly vybaveny o něco exotičtější technikou. Asi nejjednodušším vylepšením bylo použít dva karburátory Jikov namísto jednoho – toto řešení bylo používání na sportovních verzích nejrůznějších vozů ŠKODA, jako byla například OCTAVIA TOURING SPORT, FELICIA nebo 1000 MBX (na úvodní fotografii) či 1000 MBG. Osazení dvojicí karburátorů umožnilo rovnoměrnější rozdělení směsi do válců a samozřejmě také dodání většího objemu směsi a zvýšení výkonu.
Pro rallye a závody však bylo potřeba jiné, radikálnější řešení. To přišlo v podobě toho asi nejslavnějšího karburátoru všech dob – horizontálního dvojitého karburátoru DCOE od italské značky Weber. Při montáži v párech tyto dvojité karburátory prakticky dávají každému válci jeho vlastní malý karburátor. To znamená nejrovnoměrnější možné rozdělení palivové směsi mezi válci a nejkratší cestu od karburátoru do válce. Právě proto jsou Webery DCOE populární na všech druzích sportovních a závodních aut.
Nevýhody? Tou první je samozřejmě vysoká cena, ale ještě důležitější je vliv, jaký mají takové karburátory na provozní náklady. Je-li motor optimalizován na maximální výkony, nebývá příliš efektivní při klidné jízdě. A tak auta jako ŠKODA 180 RS nabízely spousty výkonu – konkrétně u 180 RS to bylo 154 koní z motoru o objemu 1 771 cm3 s kompresním poměrem 11:1 – ale jejich spotřeba byla pochopitelně hrozivá.
Jak nejlépe zkombinovat skvělé výkony s vynikající spotřebou paliva? Odpovědí je, jako obvykle, moderní technologie. Konkrétně elektronika. Finálním řešením byla náhrada karburátoru za vstřikování, ale tím se budeme zabývat příště. Než byly karburátory odsunuty na smetiště dějin (a do garáží nadšených veteránistů), přišlo jejich poslední hurá ve formě elektronického karburátoru.
S elektronickou řídící jednotkou, která využívá čidel pro určení ideálního poměru vzduchu a paliva, byly elektronické karburátory schopnné nabídnout mnohem lepší kompromis mezi výkony a spotřebou. Toto řešení se objevilo na prvním moderním hatchbacku v historii značky, modelu ŠKODA FAVORIT, který byl představen v roce 1987. Ten byl na počátku své výroby osazen elektronickým karburátoruem od německé firmy Pierburg, který byl později vyměněn za vstřikování paliva Bosch MonoMotronic, které ukončilo éru vozů ŠKODA s karburátory.
Příště se budeme věnovat historii, principům a výhodám vstřikování paliva. Sledujte nás!
