Vergaser erklärt: Wichtige Fakten & Funktion in Verbrennungsmotoren

Verbrennungsmischungen mischen Kraftstoff richtig – wissen Sie, dass diese Mischung im Vergaser stattfindet? Die Komponente wird oft als Herz eines Automobilmotors bezeichnet, aber älterer Bauart. Neue Automobile nutzen jetzt Kraftstoffeinspritzung für denselben Prozess.

Dennoch ist das wissenschaftliche Geheimnis hinter den meisten Transportmitteln zu Land, zu Wasser oder in der Luft, dass Kraftstoff in Leistung umgewandelt wird. Dies geschieht, wenn er mit Luft verbrennt und eine kleine Explosion verursacht – aber das ist nicht unser Thema, vielleicht!

Die Hauptfunktion von Vergasern im Automobil ist das Mischen der exakten Kraftstoff- und Luftmenge zur Leistungsentfaltung. Die exakte benötigte Menge von Zeit zu Zeit hängt davon ab, wie lange der Motor läuft, wie schnell er dreht und anderen Faktoren, die in diesem Artikel behandelt werden.

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Heute betrachten wir Definition, Geschichte, Funktionen, Anwendungen, Bauteile, Typen, Funktionsprinzip sowie Vor- und Nachteile von Vergasern. Das Thema ist umfangreich, ich rate Ihnen, dabei zu bleiben und das Wissen zu erlangen.

Was ist ein Vergaser?

Ein Vergaser ist eine Komponente im Automobilmotor, die exakt die für die Verbrennung benötigte Luft- und Kraftstoffmenge zuführt. Das Teil war das Herz eines Fahrzeugmotors, sorgte für ruhigen Lauf und bessere Leistung.

Vergaser sind so präzise, dass sie selbst bei Kaltstart oder heißem Hochgeschwindigkeitsbetrieb das exakte Kraftstoff-Luft-Gemisch liefern.

Die Funktionsweise ist im Auto-Motor komplex, aber lassen Sie mich erklären. Wenn genügend Sauerstoffatome vorhanden sind, um alle Kraftstoffatome zu verbrennen, spricht man von einem stöchiometrischen Gemisch. Der Begriff stammt aus der Chemie, um sicherzustellen, dass vor dem "Kochen" genügend von jeder Zutat vorhanden ist.

Beim Automobilmotor beträgt das Verhältnis meist ca. 14,7 Teile Luft zu 1 Teil Kraftstoff. Es hängt von der Kraftstoffzusammensetzung ab. Verbrennt der Motor "mager", ist zu viel Luft und zu wenig Kraftstoff vorhanden. "Fett" bedeutet zu viel Kraftstoff und zu wenig Luft.

Beachten Sie: Leicht zu wenig Luft (leicht fettes Gemisch) bietet bessere Leistung. Leicht zu viel Luft (leicht mageres Gemisch) gibt bessere Kraftstoffökonomie. Zu viel Luft ist schlecht für Motoren, genauso wie zu wenig – die richtige Luftmenge ist entscheidend.

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Eine einfache Definition: Ein Vergaser ist eine Vorrichtung zum Mischen von Luft mit Kraftstoff in einem System zur ordnungsgemäßen Verbrennung. Er kommt nur in Ottomotoren mit Zündfunkenzündung vor.

Abgesehen von Ottomotoren findet man Vergaser in Kleinmotoren für Rasenmäher, Generatoren, Bodenfräsen und andere Geräte.

Funktionen des Vergasers

Im Folgenden die Funktionen des Vergasers im Automobilmotor und anderen Geräten:

• Wie erwähnt, ist die Hauptfunktion die Bereitstellung der geeigneten Luft- und Kraftstoffmenge zur Leistungsentfaltung. Dies erfolgt in korrekter Stärke unter allen Last- und Drehzahlbedingungen.
• Er regelt das Luft-Kraftstoff-Verhältnis und mischt die Kraftstoffe.
• Steuert die Motordrehzahl.
• Bei ändernder Motordrehzahl und -last erhöht oder verringert der Vergaser die Gemischmenge.
• Er verdampft den Kraftstoff und mischt die Luft zu einem homogenen Luft-Kraftstoff-Gemisch.
• Hilft, einen bestimmten Kraftstoffstand in der Schwimmerkammer konstant zu halten.
• Hilft, den Kraftstoff glatt und problemlos zu verbrennen.

Kurze Geschichte der Vergasererfindung: Vergaser gibt es seit dem 19. Jahrhundert.

Erstmals entwickelt von Automobilpionier Karl Benz, Gründer von Mercedes. Dieses unvergessliche Design stammt aus dem Jahr 1888 und Vergaser sind bis heute im Einsatz.

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Funktionsrelevante Bauteile von Vergasern

Im Folgenden die Hauptbauteile eines Vergasers:

Drosselklappe:

Die Funktion der Drosselklappe im Vergaser ist die Steuerung des Luft-Kraftstoff-Gemischs (Ladung), das in den Motorzylinder gelangt. Die Drosselklappe öffnet sich, wenn das Gaspedal betätigt wird.

Düsensystem:

Dieser Teil steuert den Kraftstofffluss in die Düse und ist für das exakte Luft-Kraftstoff-Gemisch verantwortlich. Er besteht aus Düseneinsatz und Kraftstoffauslassdüse.

Wenn Luft durch den Venturi strömt, entsteht durch den Druckunterschied zwischen Luft und Kraftstoff ein Niederdruckfeld am Venturihals. Der Kraftstoff wird dann in den Luftstrom ausgestoßen. Düseneinsatz und Austrittsöffnung an der Kraftstoffauslassdüse steuern die Kraftstoffmenge.

Leerlaufsystem:

Der Kanal von der Schwimmerkammer zum Venturirohr heißt Leerlaufsystem. Es liefert ein fettes Gemisch beim Leerlauf und bei niedriger Drehzahl. Es arbeitet, wenn die Drosselklappe unter 15 % geöffnet ist oder im Leerlauf.

Siebfilter:

Ein Siebfilter filtert den Kraftstoff vor dem Eintritt in die Schwimmerkammer. Er besteht aus feinem Drahtgewebe, das Staub und Schwebeteilchen entfernt. Düsen verstopfen, wenn Partikel nicht von der Sieboberfläche entfernt werden.

Venturi:

Ein Venturi ist ein querschnittsverengter Hohlraum, der den Luftdruck in der Kammer allmählich verringert. Aus ihm tritt Kraftstoff aus dem Kraftstoffrohr zur Vermischung aus.

Choke-Klappe:

Eine Choke-Klappe im Vergaser steuert das Luft-Kraftstoff-Gemisch. Ihr Zweck ist die Steuerung der Luftmenge im Mischraum.

Es ist ein Ventil, das normalerweise halb offen steht. Wenn ein fettes Gemisch benötigt wird, wird das Ventil betätigt. Der Lufteinlass in die Kammer wird geschlossen, sodass ein fettes Gemisch entsteht. Die Kraftstoffmenge im Gemisch ist höher wegen weniger Luft in der Kammer.

Dieses Ventil hilft auch im Winter, wenn Motoren schwer anspringen. Es liefert ein fettes Luft-Kraftstoff-Gemisch an den Motorzylinder.

Schwimmerkammer:

Schwimmerkammern sind Kraftstoffspeicher, die die kontinuierliche Kraftstoffzufuhr sicherstellen. Sie verfügen über ein Schwimmerventil, das den Kraftstoffstand in der Kammer hält.

Steigt der Kraftstoffstand, bewegt sich der Schwimmer nach oben, schließt und stoppt die Kraftstoffzufuhr. Sinkt der Stand, bewegt sich der Schwimmer nach unten, öffnet das Zulaufventil und lässt mehr Kraftstoff in die Kammer fließen.

Mischkammer:

Die Mischkammer ist der Ort, an dem sich Luft und Kraftstoff mischen, bevor das Gemisch in den Motorzylinder gelangt.

Leerlauf- und Überströmkanal:

Im Venturi des Vergasers gibt es zwei Düsen oder Kanäle, die Kraftstoff zum Motorzylinder fördern.

In modernen Automobilmotoren verfügen Vergaser über zusätzliche Bauteile zur Effizienzsteigerung. Dazu gehören:

Drosselklappen-Rückstellkontrolle:

Da Vollgas bei sehr hoher Motordrehzahl einen sehr hohen Unterdruck im Ansaugrohr verursacht, würde dies Abgas in den Ansaugbereich während des Ventilüberlapps ziehen. Das Ansauggemisch würde verdünnt, was Fehlzündungen oder Abwürgen verursacht.

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In modernen Motoren ist ein Drosselklappen-Rückstellventil mit der Drosselklappenverbindung verbunden, um dieses Problem zu vermeiden.

Automatische Gemischregelung:

Im Vergaser gibt es ein kolbenförmiges Ventil, das von einem Magnetventil und einer Feder gesteuert wird. Es betätigt eine separate Düse in der Schwimmerkammer. Wird das Magnetventil eingeschaltet, hebt sich das Ventil an und erhöht die Kraftstoffzufuhr zur Düse. Wird es ausgeschaltet, drückt die Feder das Ventil nach unten und verringert die Kraftstoffzufuhr.

Dieses Magnetventil ist ein computergesteuertes System, das Signale von Motordrehzahl und Kühlmitteltemperatur empfängt. Vergaser mit dieser Funktion werden auch als rückführungsgesteuerte Rechner bezeichnet.

Nachlaufverhinderung (Anti-Dieseling) Magnetventil:

Da moderne Abgasmotoren heißer laufen, entstehen heiße Stellen in der Brennkammer. Diese verursachen Vorzündung. Vergaser moderner Motoren sind mit einem Anti-Dieseling-Magnetventil ausgestattet, um Vorzündung zu verhindern.

Arten von Vergasern

Im Folgenden die verschiedenen Vergasertypen, eingeteilt nach Luftströmungsrichtung:

Aufstrom-Vergaser:

Beim Aufstrom-Vergaser tritt Luft unten ein und verlässt ihn oben. Die Strömungsrichtung geht nach oben. Der Kraftstoff kommt aus der Schwimmerkammer, der Druckunterschied zwischen den zwei Kammern wird durch den Venturi erzeugt.

Kraftstoff tritt aus dem Kraftstoffrohr aus und mischt sich mit der Ansaugluft zum Kraftstoff-Luft-Gemisch. Das Gemisch passiert die Drosselklappe, die direkt mit dem Gaspedal verbunden ist. Dieses Gemisch gelangt dann in den Motorzylinder zur Verbrennung.

Eine Einschränkung dieses Typs macht andere bevorzugter: Die zerstäubten Kraftstofftröpfchen müssen durch Luftreibung angehoben werden.

Daher muss der Vergaser mit kleinem Mischrohr und kleiner Drosselklappe ausgelegt sein, damit auch bei niedrigen Drehzahlen Kraftstoffpartikel durch Luftgeschwindigkeit angehoben werden. Andernfalls trennen sich die Kraftstofftröpfchen und liefern nur ein mageres Gemisch.

Andererseits ist das Mischrohr begrenzt und klein, was bei hohen Drehzahlen unzureichende Gemischversorgung für schnelle Motorleistung bedeutet.

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Abstrom-Vergaser:

Der Abstrom-Vergaser ist der am häufigsten verwendete Typ wegen seiner Vorteile. Er führt Luft von oben in die Mischkammer ein. Einige Vorteile:

• Die Schwerkraft unterstützt den Gemischfluss, der Motor zieht bei niedrigen Drehzahlen unter Last besser an.
• Die Vergaserposition ist leicht zugänglich.
• Ein höherer volumetrischer Wirkungsgrad kann mit einem solchen Bauteil erreicht werden.

Zwar treten Nachteile auf, aber zuvor erkläre ich, warum er dem Aufstrom-Typ vorgezogen wird:

Um die oben genannte Einschränkung des Aufstrom-Vergasers zu vermeiden, ist der Abstrom die einzige Option. Er wird auf einer höheren Ebene als das Ansaugrohr platziert, sodass Luft und Gemisch generell einen abwärts gerichteten Verlauf nehmen.

Der Kraftstoff wird nicht wie beim ersten Typ durch Luftreibung angehoben, sondern bewegt sich durch Schwerkraft in die Zylinder, auch bei niedriger Luftgeschwindigkeit. Daher können Mischrohr und Drosselklappe groß ausgelegt werden, was hohe Motordrehzahlen und hohe Leistungen ermöglicht.

Ein einziger Nachteil: Möglichkeit von Leckagen direkt in das Ansaugrohr, wenn der Schwimmer defekt ist und die Düse überläuft.

Horizontaler Vergaser:

Der horizontale Vergaser ist der dritte Typ, bekannt wenn ein Abstrom-Vergaser in horizontaler Richtung montiert ist. Sein Funktionsprinzip ist sehr einfach. Der Vergaser liegt horizontal, die Luft strömt an einem Ende ein. Er mischt den Kraftstoff, bevor es in den Motorzylinder zur Verbrennung geht.

Funktionsprinzip eines Vergasers

Die Funktionsweise eines Vergasers ist einfach, aber je nach Design komplex. Die einfachste Form hat ein großes vertikales Luftrohr über den Motorzylindern. Ein horizontales Kraftstoffrohr mündet an einer Seite. Wenn Luft das Rohr hinabströmt, passiert sie eine enge Verengung in der Mitte. Diese Verengung beschleunigt die Luft und lässt ihren Druck fallen. Die Verengung heißt Venturi. Der Sogeffekt, der Luft durch das seitliche Kraftstoffrohr zieht, wird durch den fallenden Luftdruck verursacht.

Der Luftstrom zieht den Kraftstoff mit, was deren Vermischung bewirkt – der beabsichtigte Zweck. Die Mischung wird im Vergaser durch zwei Schwenkventile ober- und unterhalb des Venturis verursacht. Das obere Ventil heißt "Choke", es regelt die in den Vergaser einströmende Luftmenge. Ist der Choke geschlossen, strömt wenig Luft durch das Rohr und der Venturi saugt mehr Kraftstoff an. Der Motor erhält ein fettes Gemisch, hilfreich bei Kaltstart, erstem Anlassen und langsamerem Lauf.

Unterhalb des Venturis befindet sich das zweite Ventil, genannt "Drosselklappe". Es bestimmt die in den Vergaser eintretende Luftmenge und die mitgezogene Kraftstoffmenge aus dem Seitenrohr. Je weiter die Drosselklappe öffnet, desto mehr Luft und Kraftstoff strömen ein, der Motor setzt mehr Energie frei und erzeugt mehr Leistung – das Fahrzeug beschleunigt. Die Drosselklappe ist im Auto mit dem Gaspedal, am Motorrad am Lenkergriff verbunden.

Sehen Sie sich das Video an, um die Funktionsweise von Vergasern besser zu verstehen:

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Vor- und Nachteile eines Vergasers

Vorteile:

Im Folgenden die Vorteile von Vergasern im Automobilmotor:

• Vergaserbauteile sind günstiger als die von Kraftstoffeinspritzventilen.
• Luft-Kraftstoff-Gemisch wird perfekt mit der Komponente hergestellt.
• Mehr Leistung und Präzision des Luft-Kraftstoff-Gemischs.
• Die Motorkomponente ist nicht durch die Menge des geförderten Kraftstoffs aus dem Tank begrenzt. Die Zylinder können mehr Kraftstoff durch den Vergaser ansaugen, was zu höherer Leistung und dichterem Gemisch in der Kammer führt.

Nachteile:

Trotz der großen Vorteile von Vergasern treten Einschränkungen auf. Nachteile im Motor:

• Bei sehr niedriger Drehzahl ist das Gemisch schwach, der Motor zündet nicht perfekt.
• Das Motorteil kann von Änderungen des atmosphärischen Drucks beeinflusst werden.
• Mehr Kraftstoffverbrauch im Vergleich zu Kraftstoffeinspritzventilen.
• Mehre Luftemissionen als Kraftstoffeinspritzventile.
• Höhere Wartung als Kraftstoffeinspritzventile.

Zusammenfassend ist der Vergaser eine wichtige Komponente im Automobilmotor. Er ermöglicht das exakte Luft-Kraftstoff-Gemisch und hilft, die Motordrehzahl zu steuern. Seine funktionsrelevanten Komponenten umfassen Düsensystem, Leerlaufsystem, Siebfilter, Venturi etc. Die verschiedenen Vergasertypen werden durch die Luftströmungsrichtung bestimmt.

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