Vergaser: Wie funktioniert dieses Gerät?
Bei Benzinmotoren, die flüssigen Kraftstoff und Luft verbrennen, bereitet ein Vergaser das Gemisch auf. Die Herstellung dieses Gemisches besteht in der Zerstäubung des Kraftstoffs im Luftstrom.
Früher nutzten fast alle Ottomotoren einen Vergaser, heute wird dieser durch Einspritzvorrichtungen ersetzt.
Inhalt
Wie funktioniert ein Vergaser?
Der Kraftstoff, der der angesaugten Luftmenge entspricht, wird durch die Einspritzdüsen unter dem Druck der Kraftstoffpumpe versprüht und die in den Motor angesaugte Luft strömt durch eine Düse mit variablem Querschnitt. An dieser Stelle, an der sich der Querschnitt verengt, befindet sich der Austritt der Kraftstoffdüse aus der Schwimmerkammer, während an dieser Stelle die Geschwindigkeit des Luftstroms zunimmt, sein Druck jedoch abnimmt.
Durch den Druckabbau wird Kraftstoff abgesaugt. Nach Überwindung des verengten Querschnitts nimmt die Fluggeschwindigkeit wieder ab. Der auf die Luft auftreffende Kraftstoff beginnt zu zerfallen, was zu einer besseren Zerstäubung des Kraftstoffs in der Luft führt, was zu einer homogeneren Mischung und damit zu einer besseren Verbrennung führt.
Der vom Motorvergaser zugeführte Kraftstoff hängt vom Unterdruck im Diffusor ab – je höher der Unterdruck, desto höher die Kraftstoffdosis. Ein Diffusor ist ein Kanal mit einem in Flüssigkeits- oder Gasströmungsrichtung allmählich zunehmenden oder abnehmenden Querschnitt. Die Gemischaufbereitung hängt vom Luftüberschuss und damit vom Verhältnis der im Gemisch enthaltenen Luft zur Luftmenge ab, die für die einwandfreie Verbrennung des im Gemisch enthaltenen Kraftstoffs erforderlich ist.
Der Vergaser ist somit auf Luftüberschuss und Unterdruck im Diffusor angewiesen. Mit zunehmendem Unterdruck erhöht sich der Kraftstoffanteil im Gemisch. Dadurch verringert sich der Luftüberschuss im Gemisch.
Konstant-Choke-Vergaser
Funktionsprinzip
Der Constant-Choke-Vergaser sorgt unabhängig von der Motorlast für eine konstante Luftgeschwindigkeit durch das Venturirohr. Dadurch wird ein gleichmäßiges Luft-Kraftstoff-Gemisch für eine effiziente Verbrennung erreicht. Der Vergaser mit konstantem Choke besteht aus einem Chokeventil, einem Hauptdosiersystem, einem Leerlaufsystem und einer Beschleunigerpumpe.
Vorteile
- Optimales Luft-Kraftstoff-Gemisch für effiziente Verbrennung.
- Einfache Konstruktion und weniger Anpassungen erforderlich.
- Zuverlässiger Betrieb unter verschiedenen Fahrbedingungen.
Konstantvakuumvergaser
Funktionsprinzip
Der Konstantvakuumvergaser sorgt für eine konstante Druckdifferenz zwischen Venturi und Schwimmerkammer. Dieser Vergasertyp verfügt über ein variables Venturirohr, das seine Größe je nach Drosselklappenstellung ändert. Zu den Schlüsselkomponenten gehören eine Luftdrossel, eine Kraftstoffdosiernadel und ein Entlüftungssystem.
Vorteile
- Präzise Kontrolle des Luft-Kraftstoff-Gemisches.
- Verbesserter Kraftstoffverbrauch und geringere Emissionen.
- Bessere Leistung bei verschiedenen Motordrehzahlen.
Mehrfach-Venturi-Vergaser
Funktionsprinzip
Der Mehrfach-Venturi-Vergaser verfügt über zwei oder mehr in Reihe angeordnete Venturi-Rohre mit jeweils eigenem Dosiersystem. Dieses Design verbessert die Zerstäubung und Vermischung von Kraftstoff und Luft und bietet eine verbesserte Leistung in einem breiten Spektrum von Betriebsbedingungen. Es besteht aus primären und sekundären Venturirohren, Dosierstäben und Leistungsventilen.
Vorteile
- Verbesserte Kraftstoffzerstäubung für verbesserte Verbrennung.
- Bessere Leistung bei unterschiedlichen Motorlasten.
- Vielseitig einsetzbar in Hochleistungsmotoren.
Betrieb von Vergasersystemen
Um die Emissionsgrenzwerte einzuhalten, aber auch für maximale Leistung und möglichst geringen Verbrauch, wurden Pkw-Vergaser häufig mit verschiedenen Hilfssystemen ausgestattet, die es ihnen ermöglichten, in einem breiten Drehzahl- und Lastbereich wirtschaftlich und zuverlässig zu arbeiten.
Leerlaufsystem
Es ist Bestandteil fast jedes Autovergasers. Es befindet sich hauptsächlich im Vergaser, weil das Hauptvergasersystem, bestehend aus dem Diffusor, bei niedrigen Motordrehzahlen nicht in der Lage ist, den Motor mit einem geeigneten Gemisch zu versorgen. Denn für die perfekte Zerstäubung des Kraftstoffs reicht die Luftgeschwindigkeit nicht aus.
Die Versorgung des Motors mit einem homogenen Gemisch im Leerlauf und teilweise auch bei niedrigen Drehzahlen und geringer Motorlast wird durch das Leerlaufsystem gewährleistet, das aus einem System von Düsen und Luftkanälen besteht, die in den Leerlaufkanal münden und nach hinten geführt werden der Gemischmengenregler (Dämpfer).
Wenn also das Gaspedal nicht gedrückt wird, verschließt das Ventil den Vergaserkanal fast vollständig, wodurch dahinter ein großer Unterdruck entsteht. Durch den hohen Unterdruck wird jedoch eine große Menge Kraftstoff aus dem Kanal des Leerlaufsystems angesaugt, der über Düsen reguliert wird, um den Motor im Leerlauf mit einem geeigneten Gemisch zu versorgen.
Übergangssystem
Das Übergangssystem kommt beim Übergang vom Leerlaufmodus in den Volllastmodus zum Einsatz und beteiligt sich zusammen mit dem Leerlaufsystem an der Kraftstoffversorgung des Motors. Das Übergangssystem befindet sich im Vergaser, da bei allmählicher Betätigung des Gaspedals der Unterdruck hinter dem Gemischmengenregler abfällt, was zu einer Verringerung der aus dem Leerlaufkanal entnommenen Kraftstoffmenge führt.
Das Bypass-System kommt zum Einsatz, wenn der Gaspedaldruck einen Wert erreicht, bei dem das Leerlaufsystem den Motor nicht mehr antreiben kann. Der Luftstrom durch den Vergaser reicht nicht aus, damit das Hauptsystem die Kraftstoffversorgung übernehmen kann.
Deshalb befinden sich bei klappengesteuerten Vergasern auf Höhe der Klappe kleine Löcher in der Wand der Vergaserkammer. Wenn die Kante des Ventils die Höhe des Lochs in der Vergaserwand erreicht, entsteht in der Kammer ein Vakuum, das einen Druckunterschied vor und hinter dem Ventil erzeugt und die Kraftstoffentnahme aus dem Transfersystem beginnt.
Bei stärkerer Ventilöffnung verringert sich der Anteil des Leerlaufsystems an der Kraftstoffversorgung des Motors und wird nach und nach vom Übergangssystem übernommen.
Beschleunigungspumpe
Die Beschleunigerpumpe ist ein Hilfssystem des Vergasers, das dazu dient, nachteilige Auswirkungen, wie beispielsweise eine plötzliche Leistungsänderung, zu eliminieren. Befindet sich der Motor im Leerlauf und wird das Gaspedal kräftig betätigt, öffnet sich die Vergaserklappe schnell und das Leerlaufsystem wird sofort deaktiviert.
Bei einer so schnellen Bewegung hat das Übergangssystem keine Zeit zu reagieren, und da der Motor eine niedrige Drehzahl hat, kann das Hauptsystem ihn nicht mit Kraftstoff versorgen. In einer solchen Situation würde der Motor abstellen, da nicht genügend Kraftstoff vorhanden wäre. Aus diesem Grund ist am Vergaser eine Beschleunigerpumpe montiert, die sofort auf das Betätigen des Gaspedals reagiert.
Motorleistung und Drehmoment: Welcher dieser Parameter ist wichtiger?
Bei jedem Druck spritzt die Pumpe eine bestimmte Menge Kraftstoff in den Vergaserkanal ein, die von der Geschwindigkeit des Pedaldrucks abhängt, und gleicht so den Kraftstoffmangel durch einen starken Druck auf das Pedal aus.
Bereichernder
Ein Anreicherer ist ein Hilfsvergasersystem, das das Gemisch im Volllast- und Schwerlastmodus anreichert. Der Anreicherer ist oft als sekundäre Vergaserkammer aufgebaut, die kein Leerlauf- und Übergangssystem enthält, sondern nur das Hauptsystem, das auf die volle Leistung eingestellt ist.
Um die volle Leistung liefern zu können, ist es notwendig, den Konzentrator in dem Modus zu starten, in dem die maximale Luftmenge durch die Sekundärkammer strömt.
Leerlauftrennschalter
Dieses System wurde in Vergasern modernerer Bauart gefunden. Hierbei handelt es sich um eine mechanische Abschaltung des Leerlaufkreises, die eine Selbstentzündung nach dem Abstellen des Motors verhindern soll. Sie traten auf, wenn der Motor nach der Fahrt glühte und das Gemisch im Zylinder verbrannte, ohne dass ein Funke von der Zündkerze erforderlich war.
Zündkerzen: Wie funktionieren sie und wie lange haben sie?
So lief der Motor manchmal auch nach Ausschalten der Zündung noch ein paar Sekunden. Durch die Abschaltung des Leerlaufkreises wird eine Selbstentzündung verhindert, da der Motor nichts zu verbrennen hat und somit abschaltet.
Drossel
Nach dem Starten des Motors, wenn der Motor und das gesamte Ansaugrohr noch kalt sind, findet die ideale Verdampfung des Kraftstoffs nicht statt. Nach der Zerstäubung im Vergaser trifft der Kraftstoff auf die kalten Wände des Ansaugkrümmers und kondensiert dort, wodurch ein mageres Gemisch in den Motor gelangt.
Ein solches Gemisch ist für den Motorbetrieb ungeeignet und muss daher vorübergehend angereichert werden. Der Choke sorgt für diese Anreicherung des kalten Motorgemisches.
Wie jedes Gerät kann auch der Vergaser beschädigt werden. Bei der Reparatur sollten Sie Folgendes tun:
- Überprüfen Sie die Kraftstoffzufuhr zum Vergaser.
- Überprüfen bzw. reinigen Sie alle Vergaserdüsen.
- Überprüfen Sie Kanäle und Schmutzfänger (Siebe).
- Entfernen Sie Kondenswasser im Kraftstoff.
- Überprüfen Sie den Schwimmer des Nadelventils und der Beschleunigerpumpe
- Überprüfen Sie die Funktion der Drosselklappe.