CARBURAZIONE
La carburazione è il metodo attraverso il quale, con una macchina chiamata "carburatore", si inietta carburante all'interno di un cilindro, sfruttando le depressioni provocate dall'aria durante il passaggio nei diffusori del carburatore stesso.
Definiremo una miscela aria/benzina magra se è povera di benzina e grassa se è eccessivamente ricca di benzina.
Fattori che influenzano la carburazione:
La carburazione è influenzata da vari fattori:
• La temperatura del motore, dove nel caso di partenza a motore freddo (temperatura inferiori ai 20°), si ha la condensazione della benzina sul cilindro e per i 2 tempi anche nel carter, quindi la miscela aria/benzina che andrà a far parte della combustione sarà povera di benzina.
• Le caratteristiche costruttive del carburatore e dei suoi componenti, che possono determinare il tipo di controllo sull'afflusso di benzina.
• Pulizia del carburatore e dei vari circuiti, per evitare problemi di carburazione e essere impossibilitati nell'azione di ricarburazione.
• Filtro dell'aria deve essere pulito periodicamente, per garantire che il flusso d'aria proveniente dalla scatola dell'aria sia costante nel tempo e vigoroso.
• Pressione atmosferica, maggiore è la pressione e più si smagrirà la carburazione.
• La temperatura e l'umidità, dove più sono alti tali valori e più si ingrasserà la carburazione, quindi bisognerebbe carburare il mezzo in quelle condizioni dove questi parametri hanno valori intermedi, in modo da non ritrovare la carburazione troppo magra o ricca di benzina.
Pulizia del carburatore:
La pulizia del carburatore serve per evitare che i getti si otturino o riducano il loro diametro interno, così come i condotti, perché tutto ciò non porta altro che a sgradite scarburazioni, con rischi diversi a seconda di ciò che si va ad otturare.
Per effettuare questa pulizia è bene utilizzare del solvente, come l'acquaragia o la benzina, inoltre bisogna disporre dell'aria compressa, fondamentale per pulire i vari ugelli e circuiti dallo sporco dissolto dal solvente, facendo scorrere l'aria nel verso opposto a quello normale della benzina. Si puo anche utilizzare un pennello di piccole dimensioni, che non perda fili e che siano rigidi, esso può essere usato nei casi dove ci sia tanto sporco o si voglia pulire anche l'esterno del carburatore in modo piu accurato.
Componenti fondamentali nella carburazione:
I componenti fondamentali cambiano al secondo del tipo di carburatore e una volta scelti, si può passare alla ricarburazione, ma tenendo ben presente che tale azione va eseguita o valutata con il motore in temperatura per evitare errori di giudizio.
Nei carburatori meccanici, elettronici e a depressione (tipo motociclistico)
I primi tre componenti da tenere presente per la carburazione, sono:
Altezza smusso valvola (carburatore con valvola a saracinesca):
L'altezza dello smusso, è molto importante perché uno smusso piu è alto e piu aria permette di far entrare alle piccole aperture, infatti lo smusso non fa altro che convogliare l'aria riducendo le turbolenze a valvola parzializzata, ciò permette d'avere grandi potenze anche con piccole aperture (1/4 di giro di manopola), rendendo più facile la gestione della potenza da questo punto in poi, cio è utile soprattutto in curva.
Peso del galleggiante:
Il peso del galleggiante è importante da tenere presente, perché un galleggiante leggero richiede getti piu grandi e di conseguenza sarà piu difficile che questi si occludano o che si sporchino.
Il polverizzatore:
Il polverizzatore è molto importante, perché come il galleggiante influisce molto sulla carburazione controllando la carburazione dalle minime aperture fino a tutto gas, di questi polverizzatori ne esistono due tipi, a due tempi (non aerato) e il quattro tempi (aerato), il loro nome non li lega al tipo di motorizzazione a cui vanno accoppiati, anche se il polverizzatore per due tempi può essere utilizzato solo sul due tempi, mentre il tipo per quattro tempi su tutte e due le motorizzazioni, i fattori del polverizzatore che incidono sulla carburazione sono tre:
• Diametro interno, larghezza del polverizzatore
• Altezza ugello, altezza della parte che sporge nel venturi
• Posizione e dimensione fori aereatori, piu sono grandi e spostati in basso i fori posizionati sul tubo del polverizzatore, che rimane dentro al carburatore
Inoltre in rari casi il circuito aria che va ad alimentare il polverizzatore viene regolato tramite una vite, che permette la regolazione del flusso d'aria, maggiore sarà il flusso e piu si impoverirà di benzina la carburazione, minore è il flusso e piu si arricchirà di benzina la carburazione.
Nei carburatori a membrana:
In questi carburatori, i componenti fondamentali per la carburazione sono, le membrane e le molle interposte tra queste, dove la maggiore rigidità di uno di questi due componenti, influisce sull'apporto di carburante nel condotto di venturi.
La carburazione con il carburatore meccanico:
Una volta scelto i primi due componenti che determinano in modo fondamentale la carburazione, si può andare alla ricerca delle misure dei vari ugelli e componenti, quindi si vedrà la scelta del getto del minimo, dell'emulsionatore del minimo (nel caso ci fosse), del getto del massimo, del getto di potenza (nel caso ci fosse), del polverizzatore, dello spillo e della sua relativa posizione.
Regolazione del minimo e del circuito di progressione:
La regolazione del minimo è estremamente importante perché oltre a dare regolarità al motore quando è al minimo, permette anche un corretto rapporto stechiometrico nelle fasi di spalancate veloci con il motore al minimo dei giri, mentre una cattiva regolazione può portare a grippaggi in caso sia magra o a lente riprese in caso sia grassa.
Per poter regolare il minimo, ci serviamo della vite di regolazione dell'aria (nel caso non si abbia la vite dell'aria, ma della miscela, bisognerà agire in modo opposto su tale vite), avvitandola nel caso in cui il motore salendo di giri abbia delle pause per via di mancamenti da magro, nel caso invece che sia lento a salire di giri e fumi parecchio sarà opportuno svitare la vite dell'aria.
Nel caso in cui andando a registrare la vite dell'aria non si riesca a piu a regolare il flusso, perché la vite tende a uscire via o è arrivata a fine corsa, sarà necessario agire sul getto del minimo e sull'eventuale emulsionatore (l'emulsionatore deve essere della stessa misura del getto del minimo), incrementandoli in caso la carburazione sia magra o riducendoli nel caso questa sia grassa.
Regolazione del massimo:
La regolazione del massimo è necessaria per evitare di creare dei buchi nel pistone o di deformarne la superficie, nel caso questa regolazione risulti magra, nel caso opposto invece si avranno eccessivi consumi e imbrattamenti della candela e dell'impianto di scarico. I componenti che influenzano il flusso di benzina al massimo sono il polverizzatore, il getto del massimo, la punta dello spill conico (quando si ha un carburatore con valvola a saracinesca, quindi di tipo motociclistico), il fermo dello spillo nel caso questo abbia una conicità fino alla punta dello stesso e nel caso sia presente il circuito di potenza anche il getto di potenza.
Controllo iniziale:
Per poter vedere se il polverizzatore è sufficientemente grande è necessario effettuare una prova con il carburatore montato sul mezzo, senza però montare il getto del massimo; bisogna poi avviare il motore, senza azionare il comando dell'acceleratore. Dopo che si è avviato il motore, si può subito vedere se il polverizzatore è grande a sufficienza: agendo sul comando dell'acceleratore il motore si deve ingolfare, nel caso non tenda ad ingolfarsi bisognerà aumentare il polverizzatore.
Strumentazione consigliata e prove dinamiche:
Una volta visto il polverizzatore si può passare al getto del massimo, la punta dello spillo e la posizione del fermo dello spillo, nel caso questo abbia una conicità fino alla punta dello stesso, altrimenti sarà inutile. Per questa prova sarebbe necessario possedere una sonda termica dei gas di scarico capace di sopportare i 900°C e un banco prova per vedere la potenza, infatti le condizioni ottimali prevedono che i gas di scarico debbano rimanere sui 600÷750 °C e che la potenza risulti essere la più alta e lineare, altrimenti sarà necessario effettuare la prova d'accelerazione sui 400m per tre volte con ogni settaggio, e il settaggio con il tempo migliore risulterà essere il settaggio ideale.
Regolazioni per tutti i carburatori:
Inizialmente dovremo scegliere un getto del massimo leggermente piu grande (10%) rispetto a quello montato di serie sul rispettivo carburatore e con il tipo di galleggiante scelto, così come il polverizzatore (vedi Componenti fondamentali nella carburazione), una volta rimontato il tutto, si può analizzare se il getto è troppo grande o no.
Per verificarne il corretto funzionamento è consigliabile avere il mezzo in movimento con la marcia inserita, dato che bisogna azionare completamente il comando gas e ciò permette d'avere un periodo d'apertura maggiore ed evitare l'influenza da miscele troppo ricche o povere di altri circuiti d'alimentazione (quest'influenza può protrarsi per qualche secondo e può falsare la valutazione).
Nel caso il getto sia eccessivamente grande, (con il motore in temperatura) si avrà un intenso fumo di scarico e una risposta lenta in accelerazione, con un getto eccessivamente piccolo si avranno dei vuoti per magro e una temperatura più alta di quella normale, mentre caso il getto sia corretto, si avranno una temperatura giusta e i gas di scarico che quasi non si notano.
Per la correzione si può oltre che lavorare sulla grandezza del lume del getto, anche sulla punta dello spillo e sulla posizione del fermo dello spillo (quando si ha un carburatore con valvola a saracinesca), nel caso questo abbia una conicità fino alla punta dello stesso, altrimenti sarà inutile; Dove per aumentare l'apporto di benzina, si deve aumentare il lume del getto o diminuire la punta dello spillo o alzare il fermo (quando si ha un carburatore con valvola a saracinesca), sempre nel caso lo spillo abbia una conicità fino alla punta, altrimenti sarà inutile, mentre per diminuire tale apporto, sarà necessario operare in senso opposto.
Regolazioni riservate ai carburatori ovali (carburatore motociclistico):
Con questi tipi di carburatore (tipo motociclistico), dopo aver effettuato le operazioni generiche, data la presenza del getto di potenza, risulta essere un ulteriore complicanza, infatti questo getto si aumenta l'apporto di benzina ad una determinata apertura della valvola (generalmente quando è tutta aperta) entrando in funzione soprattutto quando il motore raggiunge un elevato numero di giri, andando a influisce molto sulla carburazione in un punto dove generalmente lo spillo conico e circuito del massimo non riescono più ad intervenire in modo così efficace, soprattutto quando non è del tipo completamente conico, mentre tale soluzione non viene utilizzata per i spilli a doppia conicità.
Questo getto deve essere montato inizialmente della misura di fabbrica, del carburatore, generalmente è difficile che serva cambiare questo getto, ma nel caso si dovesse, bisogna montare un getto di una misura più piccola o più grande, a seconda se si ha un comportamento lento o mancanza del motore, con un passaggio dalla valvola parzializzata da un 1/2 o da un 3/4 fino all'apertura totale della stessa, quando il comportamento del motore migliora si avrà il getto giusto.
Regolazione degli intermedi (carburatore motociclistico):
La regolazione di questo arco di apertura è molto importante, perché influisce sul comportamento generale del mezzo alle varie aperture di gas. I componenti che influenzano questo fattore sono lo spillo e nel caso non si abbiano spilli sufficientemente fini o grandi alle primi fasi di apertura, si dovrà rivedere lo smusso della valvola, un altro fattore importante sarà anche la posizione del fermo dello spillo.
Strumentazione consigliata e prove dinamiche:
Per poter vedere se lo spillo ha la conicità giusta, così come l'altezza dello stesso, (la punta dello spillo si è verificata con la regolazione del massimo) è necessario effettuare una prova con il carburatore montato sul mezzo; per questa prova sarebbe necessario possedere una sonda termica dei gas di scarico capace di di sopportare i 900°C e un banco prova per vedere la potenza ai vari regimi.
Infatti con la sonda riusciamo subito a vedere se la carburazione tende a divenire troppo magra o grassa o se ci siano dei buchi di carburazione, perché genereranno temperature fuori da questo margine 600÷750 °C; con il banco prova del motore dovremmo verificare la potenza ad ogni apertura, la quale dovrà essere la piu alta e lineare possibile.
Regolazioni:
Nei casi si abbiano dei buchi di magro ai bassi regimi con piccole aperture del gas, bisognerà montare uno spillo che inizi la sua conicità prima o che abbia un diametro iniziale minore, in modo d'apportare piu carburante, nel caso opposto sarà necessario operare inversamente.
Nei casi dove invece la carburazione risulti magra solo a metà acceleratore (casi di carburatori muniti con getto di potenza o spilli conici a doppia conicità), sarà necessario applicare uno spillo conico con una conicità della stessa lunghezza, ma con una punta più piccola (per avere una maggiore conicità) e applicare un getto di potenza più piccolo, mentre nel caso di spillo a doppia conicità sarà necessario applicare uno spillo con la conicità centrale piu accentuata (diametro interposto tra i due coni piu piccolo); nel caso opposto sarà necessario operare inversamente.
Nel caso invece tutta la carburazione risulti magra allo stesso modo su tutto l'arco d'apertura, basterà semplicemente spostare il fermo dello spillo di una o piu posizioni verso la punta dello spillo, ma se lo spillo non è del tipo a conicità totale (punta cilindrica), sarà invece necessario ridimensionare tutti i getti e/o l'emulsionatore con misure maggiori, nel caso opposto sarà necessario operare inversamente.
La carburazione con il carburatore a depressione:
Nel carburatore a depressione, oltre alle operazioni descritte per il carburatore meccanico (con valvola a saracinesca), si può anche modificare la risposta del carburatore, agendo sui componenti del sistema a depressione, come la molla e il lume dei vari condotti, aumentando o diminuendo la velocità d'apertura e influire così sulla depressione nel condotto d'aspirazione, andando a modificare la carburazione.
Per avere una risposta piu veloce nell'apertura della valvola a saracinesca al comando della valvola a farfalla, si può o diminuire la rigidità della molla (avendo però una depressione minore nel condotto), oppure aumentando i lumi dei condotti che mettono in comunicazione la camera sopra valvola, aumentando il lume nella valvola e aumentare il lume del condotto della camera sottovalvola che si trova o nella presa d'aria del carburatore o è direttamente in comunicazione con l'esterno del carburatore (avendo però una depressione minore nel condotto durante lo spostamento della valvola).
Per una risposta piu lenta, basta agire in senso opposto, ma è consigliabile non irrigidire la molla, per evitare che tale molla non permetta l'apertura totale della valvola
La carburazione con il carburatore elettronico:
Il carburatore elettronico, è un evoluzione di uno dei tipi di carburatore sopra elencati, quindi oltre alle operazioni descritte per il carburatore su cui si basa (generalmente meccanico con valvola a saracinesca), si può agire sui circuiti comandati elettronicamente.
Per motori a 4 tempi:
Ai carburatori adibiti a questi motori, si possono modificare i getti dei circuiti di compensazione comandati dalle centraline elettroniche e nel caso sia necessario in alcuni modelli è possibile regolare le impostazioni d'intervento collegando la centralina al computer.
Per motori a 2 tempi:
Ai carburatori adibiti a questi motori, dato che generalmente tali circuiti di compensazione non vengono utilizzati per aumentare l'apporto di benzina, ma per aumentare l'apporto d'aria e rientrare nelle norme anti-inquinamento, non si possono tarare piu di tanto, infatti generalmente si può solo agire sull'aletzza dello smusso della valvola PWM o sulle regolazioni della centralina, collegandola al computer (nel caso sia possibile).
La carburazione con il carburatore a membrana:
In questo carburatore la carburazione è completamente differente da tutti quelli visti in precedenza, infatti in questo carburatore non esistono getti di varia misura, ma esistono delle viti, che vanno a chiudere il circuito d'alimentazione, inoltre non esiste neanche il galleggiante, che è sostituito da una coppia di membrane, che sono la base del funzionamento di questi carburatori a membrana e che vengono azionate dalla variazione di pressione all’interno del collettore/carter e nel condotto di venturi del carburatore stesso, la prima depressione aziona la membrana superiore o pompante, richiamando la benzina dal serbatoio, la seconda, detta principale, favorisce il flusso dell’aria e del carburante verso l’interno del motore.
Parametri principali:
Per questi carburatori, come nei carburatori meccanici e simili, si hanno dei componenti principali, che influiscono in modo sostanziale, sull'intero settaggio del carburatore, i componenti per questi carburatori, sono la durezza della molla dello spillo e lo spessore della membrana pompante.
La durezza della molla dello spillo, influisce sull'apertura dello spillo, facendo richiedere da parte del motore, piu o meno depressione per aprire tale spillo e far affluire il carburante, so comprende subito, che con l'aumento della resistenza di tale molla, si diminuisca l'apporto di benzina, facendo risultare la carburazione povera di benzina, mentre adoperando una molla piu morbida si ha un effetto opposto.
Per controllare il valore di depressione a cui si apre tale spillo, esiste uno strumento specifico.
Lo spessore della membrana pompante (valori compresi tra 0.12mm e 0.08mm), influisce sulla resistenza (per inerzia) e sulla durata della membrana stessa, infatti una membrana piu fina è migliore perché riesce ad apportare piu benzina da un più basso numero di regime del motore (per via della minore inerzia), ma ha una durata piu limitata.
Regolazione della carburazione:
Su questi carburatori per la carburazione, ci si basa su tre viti di regolazione, dove una serve a regolare l'apertura minima della valvola a farfalla carburatore (esattamente come in tutti gli altri carburatori) e altre due viti, che invece servono a regolare l'alimentazione dei circuiti chiamati L (low= minimo) e M (max= massimo).
Agendo sulla vite del minimo (L) svitandola, si aumenta l'apporto di carburante ad un funzionamento del motore, che va dal regime minimo, fino ad un regime intermedio, mentre avvitando si diminuisce tale apporto.
Agendo sulla vite del massimo (M) svitandola, si aumenta l'apporto di carburante ad un funzionamento del motore, che va dal regime intermedio, fino al regime massimo, mentre avvitando si diminuisce tale apporto.
Tipo di carburazioni
La carburazione influisce su molti fattori:
Comportamento del motore:
La carburazione a seconda del suo titolo (contenuto di benzina) da un comportamento differente al motore:
• Carburazione molto povera di benzina; Risulta piu difficile avviare il motore, anche d'estate con l'ausilio dello starter, il motore ha un regime minimo piu alto, la risposta al gas con il motore al minimo e il cambio a folle è tardiva (il motore si può spegne), poi sale molto velocemente di regimi e in caso di alimentazione a carburatore può far superare il regime massimo (oltre il limitatore) per via delle alte temperature, in movimento il motore all'apertura del gas può avere dei mancamenti per eccesso d'aria, invece al rilascio del comando gas con il mezzo in movimento si hanno dei scoppiettii, il motore si scalda di piu e piu velocemente, i gas di scarico sono molto caldi e meno densi del normale, portando a temperature maggiori l'impianto di scarico, basso consumo di carburante, necessita di un anticipo d'accensione minore del normale.
• Carburazione povera di benzina; Il motore è piu veloce (sale di regimi piu velocemente), gas discarico meno denso (meno visibile), minor consumo di carburante, necessita di un anticipo d'accensione minore del normale , leggero miglioramento del funzionamento ai alti regimi.
• Carburazione corretta; Il motore risponde rapidamente (risponde subito al comando) e velocemente (sale velocemente di regimi) al comando del gas.
• Carburazione ricca di benzina; Il motore è piu lento (sale di regimi piu lentamente), gas di scarico piu denso (piu visibile), maggior consumo di carburante, necessita di un anticipo d'accensione maggiore del normale, leggero miglioramento del funzionamento ai bassi regimi.
• Carburazione molto ricca di benzina; Risulta piu difficile avviare il motore, soprattutto d'estate, dove si richiede l'ausilio dello starter (solo se del tipo a circuito indipendente) per impoverire il rapporto di benzina, per poter far tenere il minimo al motore bisogna aumentare l'apertura della valvola, la risposta al gas con il motore al minimo e il cambio a folle è estremamente lenta o tardiva (il motore si può spegne per ingolfamento), poi sale molto lentamente di regimi e borbotta e stenta a raggiungere il regime massimo, in movimento il motore all'apertura del gas può avere dei mancamenti o borbottare per eccesso di benzina, invece al rilascio del comando gas con il mezzo in movimento si hanno dei borbottamenti o ammutolirsi, il motore si scalda di piu, i gas di scarico sono piu freddi e densi del normale, portando a imbrattare l'impianto di scarico, elevato consumo di carburante, necessita di un anticipo d'accensione maggiore del normale.
Lubrificazione (motori a due tempi):
Nella maggior parte dei motori a due tempi la carburazione a seconda del suo titolo (contenuto di benzina) può influire in modo diverso sulla lubrificazione del motore a seconda del tipo d'accorgimento utilizzato per la lubrificazione:
• Carburazione povera di benzina;
o Lubrificazione manuale, in questo caso un minore apporto di benzina è accompagnato da un minore apporto di lubrificante, riducendo di conseguenza la lubrificazione.
o Lubrificazione automatica, in questo caso un minore apporto di benzina non influisce sull'apporto di lubrificante, il quale invece viene meno diluito e riesce ad agire meglio.
• Carburazione ricca di benzina;
o Lubrificazione manuale, in questo caso un maggiore apporto di benzina è accompagnato da un maggiore apporto di lubrificante, aumentando di conseguenza la lubrificazione.
o Lubrificazione automatica, in questo caso un maggiore apporto di benzina non influisce sull'apporto di lubrificante, il quale però viene maggiormente diluito e potrebbe non agire bene.
Cause di scarburazione al di fuori della taratura:
Le cause che portano a scarburazione, non imputabili alle regolazioni del carburatore sono molte, e di solito influiscono sulla carburazione per i primi 3/4 dei regimi totali, con un influenza minore ai alti regimi, le cause sono:
• Sporcizia che otturano i vari ugelli d'alimentazione (sia per il carburatore che per l'iniettore), si ha una riduzione del flusso di benzina, portando a un impoverimento della miscela aspirata dal motore
• Cilindro/pistone eccessivamente usurati o ovalizzati, la scarburazione avviene perché, nel 2 tempi una parte della miscela viene sporcata dai gas di scarico, nel 4 tempi, perché viene sporcata dall'aria del basamento.
• Valvole/valvola non stagne, si ha una perdita di miscela aria/benzina, in particolare d'aria.
• Collettore carburatore allentato o danneggiato, si ha un eccessiva quantità d'aria, che varia a seconda di quanto è allentato o danneggiato il collettore, che porta ad avere un regime minimo sempre piu alto e a carburazioni sempre piu magre, con una carburazione instabile.
• Valvola carburatore troppo usurata, si hanno i stessi problemi del collettore allentato per quanto riguarda la valvola abbassata, mentre a valvola completamente aperta non si avrà alcun problema, questo perché l'aria quando la valvola è abbassata, trafila ai lati della valvola (smagrendo la carburazione).
• Paraoli usurati (solo nel 2 tempi), si avrà sempre un trafilo d'aria sia in ingresso che in uscita, quando il pistone si porta al PMI si avrà la fuoriuscita di miscela aria/benzina (soprattutto aria), quando il pistone si porta al PMS si avrà l'introduzione d'aria (in quantità superiore a quella fuoriuscita), questo effetto diminuisce con l'aumentare dei regimi
• Condotto d'immissione olio (solo motori a due tempi muniti di miscelatore), si ha un trafilo d'aria nel motore, portando ad avere un eccesso d'aria, tale effetto si ha soprattutto ai bassi regimi.
• Condotto ausiliario di depressione (per rubinetti a depressione o altri sistemi come il servofreno) (solo mezzi che hanno il sistema d'aspirazione con tali condotti), si ha un trafilo d'aria nel motore, portando ad avere un eccesso d'aria, tale effetto si ha soprattutto ai bassi regimi, questo danno è generalmente piu evidente rispetto al condotto dell'olio rovinato.
• Condotto di depressione otturato in parte o totalmente (solo carburatori a membrana), si riduce la depressione che aziona la membrana che richiama la benzina al carburatore, portando a un decadimento delle prestazioni, anche molto evidente
• Valvola galleggiante consumata, con la valvola del galleggiante consumata, si perde la sua funzione ermetica, che comporta un afflusso di benzina anche quando si raggiunge il corretto livello della benzina, questo porta ad avere un amento dell'apporto di carburante soprattutto quando il motore è a bassi regimi e la manopola gas non è azionata.
• Valvola galleggiante bloccata, la valvola del galleggiante può essere del tipo molleggiato, può rimanere bloccata senza che si possa chiudere, portando ad avere un livello piu basso di carburante, avvertibile come un mancamento di benzina alle aperture veloci del gas, con il motore al minimo.
Saluti da Sparco93
