Funcionamento e detalhes do Carburador

É o principal dispositivo do sistema de alimentação, sua função é fazer mistura precisa do combustível com o ar de forma pulverizada para ser enviada para os cilindros do motor. O carburador possui três condições que ele precisa atender:

• Fazer o motor funcionar mesmo a baixas temperaturas;
• Manter o motor funcionando em marcha-lenta quando necessário;
• Fazer o motor funcionar em aceleração plena quando solicitado.
  
  

Existem três variações de carburador, referente ao seu fluxo de ar já utilizadas:

1. Descendente: É o tipo mais comum, o ar entra por cima desce e se mistura com o combustível rumo a câmara de combustão;
2. Horizontal: É bastante utilizado em motores que são dispostos muito próximos do chão, neste caso o ar entra pela lateral, horizontalmente, se mistura com o combustível e segue até a câmara de combustão;
3. Ascendente: Possui fluxo de ar direcionado para cima, o ar entra lateralmente, mas sobe devido a depressão do motor, e passa pelo difusor que aumenta ainda mais sua velocidade.

Existem também variações de carburadores quanto número de borboletas de aceleração, podendo ter uma, duas ou quatro borboletas, cada com com seu difusor. Diferem apenas pela quantidade de peças, mas trabalham seguindo exatamente o mesmo princípio do carburador de difusor único. Em motores de competição mais antigos, era frequente a utilização de diversos carburadores. Sendo um para cada cilindro do motor, disposição que melhorava consideravelmente o rendimento pois a redução de perdas devido a condensação era máxima. Em contrapartida a mão de obra para regulagem era maior.

Sistemas

A regulagem da mistura ar/combustível, chamada de carburação, é feita por seis sistemas de funcionamento do carburador, sendo todos estes acionado pelo pedal do acelerador. O pedal do acelerador controla diretamente a borboleta de aceleração, logo, é através do carburador que o motorista controla a velocidade do motor de acordo com as condições da pista por onde o veículo se desloca. Para que tudo que foi dito acima ocorra, é preciso que esses seis sistemas funcionem precisamente. Os seis sistemas do carburador são:

• Partida à frio;
• Marcha-lenta;
• Nível constante;
• Principal;
• Aceleração rápida;
• Suplementar.
  
  

Partida a frio

Componentes

• Borboleta do afogador: Responsável por obstruir a passagem de ar para o carburador, seu acionamento pode ser manual ou automático.

Quando o motor é posto para funcionar após longo período parado, a baixa temperatura dentro do coletor de admissão e baixa velocidade de rotação dificultam a atomização ideal das moléculas de combustível com as moléculas de ar. Devido a isso parte do combustível condensa nas paredes do coletor, formando gotículas de combustível, empobrecendo a mistura e dificultando a partida. Para vencer esta barreira o carburador dispõe do sistema de partida a frio. Este sistema possui apenas um componente necessário para seu funcionamento, a borboleta do afogador.

A borboleta do afogador está localizada logo na entrada do carburador, e quando acionada, obstrui a passagem de ar para o motor, uma depressão maior é criada e mais combustível é sugado pelo motor. Assim a mistura passa de pobre para rica facilitando a partida do veículo.

Marcha-lenta

Componentes

• Giclê de marcha-lenta: Giclê que pulveriza o combustível para a mistura de marcha-lenta no duto de entrada de ar;
• Orifícios calibrados: Canal que conduz a mistura ar/combustível sugada pela depressão criada pela borboleta de aceleração;
• Parafuso de controle da mistura da marcha-lenta: É um parafuso de ponta cônica que assenta sobre a passagem da mistura deixando livre uma pequena brecha para o fluxo da mistura. Sua regulagem permite aumentar ou diminuir a mistura o fluxo da mistura para o motor.

Parafuso de controle da rotação da marcha-lenta: Este parafuso regula o quão aberta a borboleta de aceleração ficará quando está em repouso.

A situação de marcha-lenta é caracterizada pela posição de repouso da borboleta de aceleração, ou seja, fechada, mas com uma leve brecha para que o mínimo de ar possa passar. Assim o motor está incapaz de atingir maiores velocidades, gira o mínimo para que possa funcionar. Com a borboleta de aceleração semifechada, cria-se uma depressão abaixo dela que suga a mistura obtida do giclê de marcha lenta e dos orifícios calibrados. Essa mistura flui através da passagem obstruída pelo parafuso de controle da mistura de marcha lenta(agulha) e vai direto para os cilindros. A rotação de marcha-lenta pode ser regulada também pelo parafuso de controle de rotação da marcha-lenta.

Nível constante

Componentes

• Válvula estilete: Trata-se de um componente metálico dentro do qual se movimenta um estilete que ora fecha, ora abre a passagem combustível pressurizado pela bomba. O movimento e a posição do estilete é determinado pelo nível da boia dentro da cuba.
• Boia: É o componente que flutua sobre o combustível contido na cuba, a boia possui uma haste ligada a cuba que altera seu ângulo a medida que a boia sobe ou desce. Essa haste serve de alavanca para empurrar o estilete de acordo com o nível da boia.
• Cuba: É um recipiente no qual o combustível proveniente da bomba é depositado dentro do carburador. A manutenção do seu nível é de vital importância para o funcionamento dos demais sistemas. O nível da cuba é controlado pela boia e pela válvula estilete.

Para que o carburador funcione adequadamente, o nível de combustível na cuba deve ser mantido constante, abaixo do especificado o motor perde potência e falha, acima do especificado o motor terá um mistura rica demais podendo afogar e não obter combustão, além de contaminar o óleo lubrificante com o combustível excessivo. A função do sistema de nível constante é manter o nível de combustível na cuba constante não importando o que aconteça.

Principal

Componentes

• Corpo do carburador: Peça que suporta e aloja todos os componentes do carburador;
• Difusor: Utiliza o princípio do tubo de venturi para aumentar a velocidade do ar, e assim criar a depressão que arrasta o combustível do pulverizador principal;
• Pulverizador principal: Tubo de medidas determinadas ligado a cuba do carburador, está disposto na passagem de ar próxima ao difusor, a depressão criada pelo motor faz o combustível ser sugado do tubo e se misturar ao ar que passa em alta velocidade em direção aos cilindros;
• Borboleta de aceleração: Já descrita no sistema anterior;
• Giclê principal: Componente cilíndrico que é rosqueado na cuba, possui um orifício de precisão milimétrica para passagem do combustível para o misturador;
•  
• Misturador: É formado por dois tubos concêntricos, no fundo está o combustível proveniente da cuba do carburador, o ar entra pelo tubo central que e se mistura com o combustível ali contido. O misturador se liga ao pulverizador principal, e fornece a este uma pré-mistura de ar/combustível.

Este sistema é responsável pelo funcionamento do motor em média/alta rotação, quando a borboleta de aceleração está parcialmente aberta. Assim o sistema de marcha-lenta deixa de funcionar, não há mais a enorme depressão após a borboleta de aceleração, e então o carburador passar a fornecer combustível pelo pulverizador principal devido a depressão do motor e alta velocidade criada pelo difusor. O sistema principal fornece uma quantidade de mistura superior ao sistema de marcha-lenta.

Aceleração rápida

Componentes

• Bomba de aceleração: Uma pequena bomba alojada no carburador, seu acionamento é, geralmente, por meio de um cabo que liga a borboleta de aceleração até o balancim de acionamento da bomba. A bomba pode possuir ou sistema de diafragma, ou sistema de êmbolo para pressurizar os combustível adicional que será injetado pelo pulverizador de aceleração rápida;
• Válvula de esfera: A bomba de aceleração é ligada a cuba, mas possui uma válvula que controla o fluxo de combustível para a bomba. Essa válvula é um esfera de aço inoxidável.
• Pulverizador de aceleração rápida: Duto que recebe o combustível pressurizado pela bomba de aceleração e o injeta logo antes do difusor. Sua função é injetar o combustível adicional para compensar a súbita elevação no fluxo de ar.

Durante o funcionamento em médias cargas, o carburador do motor trabalha utilizando o sistema principal. Entretanto, quando se deseja efetuar uma ultrapassagem ou algum movimento que seja necessário a rápida resposta do motor, o motorista pressiona ainda mais no acelerador, isso faz com que a borboleta de aceleração abra subitamente, admitindo um quantidade maior de ar de repente. O combustível que já estava sendo pulverizado não é suficiente para atender a nova demanda, e então a mistura empobrece e o motor falha. O sistema de aceleração rápida entra em ação nesse momento, pois quando a borboleta de aceleração é acionada com maior ângulo, é acionado também a bomba de aceleração, esta suga o combustível da cubo por um orifício calibrado próprio e o envia para o pulverizador de aceleração, que injeta o combustível adicional logo antes do difusor, enriquecendo a mistura e garantindo a resposta imediata do motor.

Suplementar

Componentes

• Cilindro: Local onde estão êmbolo, haste e mola de retorno. Possui uma extremidade aberta para um canal de depressão. Este canal tem sua abertura após a borboleta de aceleração;
•  
• Êmbolo: Trata-se de um pistão que sobe e desce dentro do cilindro. Sobe quando a depressão criada pelo motor é grande o suficiente para vencer a força da mola que o puxa para sua sede. Quando a depressão reduz, a força da mola vence e o pistão retoma sua posição de repouso;
•  
• Haste: A haste está fixada ao êmbolo, logo ela se desloca solidária a este. Quando o êmbolo sobe, a haste abre a passagem de combustível para o giclê suplementar, quando o êmbolo desce a haste fecha a passagem de combustível para o giclê suplementar;
•  
• Giclê suplementar: É o orifício no qual o combustível passará em direção ao pulverizador;
•  
• Mola de retorno: Componente responsável pelo fechamento do giclê suplementar quando a depressão no coletor reduz.
•  

Quando o motor passa a ser exigido a plena carga, ou seja, com a borboleta de aceleração totalmente aberta (WOT – wide open throttle), o sistema principal não será mais capaz de suprir a demanda de combustível para o motor. Isso ocorre pois o sistema principal já está pulverizando o máximo que pode, e como o carburador está em WOT a quantidade de ar admitida vai além do que o sistema principal pode fornecer. A mistura empobrece e o motor perde potência.

O sistema suplementar age neste momento, quando a depressão no coletor é máxima, o vácuo criado atinge o cilindro no qual o êmbolo do sistema está contido, o êmbolo sobe trazendo com ele a haste que veda o giclê suplementar. Assim o combustível da cuba é liberado pelo giclê suplementar, e segue em direção ao pulverizador, aumenta a quantidade de combustível da mistura e o motor atinge sua máxima potência. Quando o motor reduz seu regime de funcionamento, a depressão não mais forte o suficiente para vencer a força da mola ligada a haste, esta puxa a haste juntamente com o êmbolo para baixo vedando, novamente, giclê suplementar.

Funcionamento

Todo motor de combustão interna tem como fase crítica a partida a frio e a fase de aquecimento, o carburador foi desenvolvido para dar conta dessas fases e ir além. Durante a partida a frio o motor precisa vencer a condensação do combustível nas paredes do coletor de admissão, a alta densidade do ar por estar mais frio e a pouca rotação fornecida pelo motor de partida. Para superar esses três obstáculos a mistura ar/combustível deve ser suficientemente rica para conseguir queimar na câmara de combustão, para isso o sistema de partida a frio entra em ação. Através da borboleta do afogador, seja ela manual ou automática, o sistema sufoca o carburador e cria uma depressão ainda maior dentro do mesmo. Então mais combustível é arrastado devido a maior depressão, a mistura enriquece e o motor consegue entrar em funcionamento. Mesmo assim este sistema permanece ativo até que o motor atinja sua temperatura ideal de funcionamento, é devido a isso que os carros com motores carburados passavam alguns minutos funcionando antes de rodar.

Atingida a temperatura de trabalho, o sistema de partida a frio é desativado. Agora o motor entrará em marcha-lenta, pois a borboleta de aceleração está semifechada. Mesmo assim o motor continua funcionando pois possui rotação suficiente, e o canal de ar juntamente com o giclê de marcha-lenta passam a pulverizar combustível o bastante para isso. O funcionamento do motor é em baixa rotação, o suficiente apenas para mantê-lo funcionando.

Quando engatamos a primeiro e colocamos o carro em movimento, o súbito aumento do ângulo da borboleta faz a bomba de aceleração do sistema de aceleração rápida entrar em ação, e compensar a maior quantidade ar que entra no motor. Entretanto, este sistema possui apenas um injetada adicional e nada mais, cabendo ao sistema principal manter o motor em funcionamento enquanto veículo se desloca e superando os cargas impostas ao motor. Este sistema também atua como sistema de transição entre aceleração rápida e suplementar. Não é a toa que é chamado de principal, pois sem ele, o motor não funcionaria.

Quando se requer máxima potência, o acelerador é totalmente pressionado, e a borboleta de aceleração está totalmente aberta, o motor passa a aspirar a sua capacidade máxima de ar, mas o sistema principal do carburador já está fornecendo sua capacidade máxima de combustível. Então entra em cena o sistema suplementar, que injeta uma dose extra de combustível para enriquecer a mistura. Esse sistema é ativado pela depressão máxima criada pelo motor, que puxa o êmbolo do sistema para cima em seu cilindro, o êmbolo ligado a uma haste que libera a passagem de combustível extra para o giclê suplementar. Quando a haste sobe, combustível extra direto da cuba saí pelo giclê suplementar e garante a mistura adequada para aquele regime de funcionamento do motor.