Wat is een carburateur of carburator?

Een carburateur wordt ook wel carburator genoemd en is een onderdeel van een verbrandingsmotor. De carburateur wordt gebruikt om de brandstof te vernevelen voordat de brandstof in de cilinders van de motor wordt gebracht. Door de verneveling ontstaat een mengsel van brandstof en lucht. Omdat men dit mengsel in de verbrandingsmotor aanbrengt heeft men het ook wel over mengselmotoren of een ottomotor. Moderne automotoren bevatten lang niet altijd meer een carburateur. In plaats daarvan is de carburator bijna altijd vervangen door een systeem met benzine inspuiting

Hoe ziet een carburateur er uit
Een carburateur bestaat uit een cilindrische vorm (buis) met aan een zijkant een cilindrische vorm (buis) met een kleinere diameter. Hierdoor ontstaat een T-vorm waarbij bij het deel met de kleinste diameter haaks staat op de rest. De T ligt echter op zijn kant. De carburateur bevat een luchtfilter aan de bovenkant van de grote buis, dit is tevens de bovenkant van de carburateu. Hier stroomt de lucht door langs de choke. Onder de choke is een vernauwing in de buis aanwezig.  Op dit punt is de kleine buis bevestigd.

Via de kleine buis, die haaks staat op de grote buis, wordt benzine binnen gebracht.  De benzine loopt langs een kogelkraan in een vlotterkamer met een vlotter waaraan een vlotterarm is bevestigd. Via een straalbuis stroomt de benzine door de druk van de vlotter in de grote buis op de plek waar de vernauwing in de buis aanwezig is.

Hoe werkt een carburator?
Als de zuiger van de motor omlaag gaat om nieuwe lucht aan te zuigen gedurende de aanzuigslag wordt de nieuwe lucht via de carburator aangetrokken. De carburator bevat echter een vernauwing wat er voor zorgt dat de lucht sneller gaat stromen als deze aangezogen worden. Door het zogenaamde venturi-effect wordt de druk lager. Dit zorgt er vervolgens weer voor dat er vanuit de kleine straalbuis benzine meegezogen kan worden. Deze benzine wordt vervolgens verneveld in de lucht. Door de sproeier en de kalibratie in het benzinekanaal kan men de verhouding van het mengsel van benzine en lucht veranderen. Een grotere sproeier vereist een groter gaatje voor het inbrengen van de benzine. Dit zorgt er voor dat er meer benzine wordt toegevoegd aan het mengsel. Doormiddel van de gasschuif en een gasnaald kan de hoeveelheid mengsel worden geregeld die aan de motor wordt toegevoerd.

Zoals aangegeven wordt in de carburateur een mengsel worden gemaakt van brandstof (benzine) en lucht. Daarom moet er dus ook lucht worden aangetrokken in de carburateur. Deze lucht komt binnen via een luchtinlaat. De invoer van lucht verloopt meestal via een luchtfilter. Door de zwaartekracht wordt er benzine aan de lucht toegevoegd als de brandstoftank boven de carburateur is gemonteerd. Men kan echter ook een elektrische brandstofpomp gebruiken of via de nokkenas een mechanisch aangedreven brandstofpomp. In tweetaktmotoren kan de benzine door een carter worden aangezogen. Hierbij wordt gebruik gemaakt van onderdruk. Hierbij maakt men gebruik van een membraanpomp. Het benzine-luchtmengsel van een carburateur van viertaktmotor wordt via het inlaatspruitstuk langs inlaatkleppen in de cilinders van de motor gebracht, om doormiddel van bougies in de cilinders te worden verbrand.

Wat is zelfontbranding in de motortechniek?

Zelfontbranding is een verschijnsel dat onder andere voorkomt in de motortechniek. In de motortechniek heeft men het over zelfontbranding als een brandstof spontaan tot ontbranding komt. Daarbij is de zelfontbrandingstemperatuur van groot belang.  Deze temperatuur is de temperatuur waarop een stof tot ontbranding komt. De manier en het moment waarop zelfontbranding ontstaat is dus afhankelijk van de toestand waarin de brandstof zich bevindt. De optimale toestand waarop een brandstof tot zelfontbranding kan komen kan doormiddel van een verbrandingsmotor tot stand worden gebracht.

Dieselmotor en zelfontbranding

Een dieselmotor is een veelgebruikte verbrandingsmotor in onder andere auto’s en schepen. Het principe waarop een dieselmotor werkt is in 1892 door de Duitse werktuigbouwkundige Rudolf Diesel bedacht. Een dieselmotor maakt gebruik van de zelfontbranding van dieselbrandstof. De diesel wordt in de dieselmotor onder hoge druk samengeperst.  Daarbij loopt de temperatuur van de diesel zo hoog op dat de diesel tot zelfontbranding komt. Een dieselmotor is een zuigermotor.

Tijdens de compressieslag van de zuiger wordt de lucht gecomprimeerd.  Daarna wordt de diesel in de motor gespoten. De samengeperste diesel en lucht komen spontaan tot zelfontbranding.  Daardoor maakt de zuiger de arbeidsslag. De zuiger brengt de zuigerstang in beweging. De zuigerstang drijft de krukas aan zodat het voertuig in beweging wordt gebracht. Een dieselmotor bestaat uit een zware constructie omdat een dieselmotor de brandstof onder een veel grotere druk samenperst dan bijvoorbeeld de benzine wordt samengeperst in een mengselmotor of Ottomotor.

Cetaangetal

De zelfontbrandbaarheid is voor diesel van groot belang. Daarom wordt de kwaliteit van diesel ook wel aangeduid met een getal waarmee de zelfontbrandbaarheid van het dieselmengsel duidelijk wordt. Dit getal is het cetaangetal. Het dieselmengsel wordt bij het bepalen van het cetaangetal vergeleken met de koolwaterstof hexadecaan. Hoe hoger het cetaangetal hoe sneller de diesel tot zelfontbranding komt. Een hoog cetaangetal maakt duidelijk dat het om een goede dieselkwaliteit gaat.

Mengselmotor of Ottomotor

Voor een dieselmotor is zelfontbranding van brandstof gewenst. Daarvoor is veel druk nodig die wordt veroorzaakt in een dieselmotor. In mengselmotoren kan men een dergelijke druk niet realiseren. Een mengselmotor of Ottomotor is minder stevig geconstrueerd dan een dieselmotor. Bij mengselmotoren maakt men gebruik van een andere brandstof. In een mengselmotor maakt men gebruik van brandstoffen zoals benzine of lpg.

Het benzinemengsel of de lpg in mengselmotoren wordt niet zo sterk gecomprimeerd als bij dieselmotoren. Daarnaast mag benzine of lpg niet spontaan tot ontbranding komen. Men zegt ook wel dat benzine klopvast moet zijn. De klopvastheid van benzine wordt ook wel verduidelijkt met een octaangetal. Diesel heeft dus een cetaangetal en benzine heeft een octaangetal. Diesel moet tot zelfontbranding komen en benzine juist niet.

Benzine moet uiteraard ook tot ontbranding komen anders ontstaat er te weinig druk in de mengselmotor. Benzine komt niet spontaan tot ontbranding maar wordt tot ontbranding gebracht doormiddel van vonken van bougies. Mengselmotoren hebben dus bougies. Een dieselmotor heeft geen bougies omdat het dieselmengsel tot zelfontbranding komt.

Hoe werkt een LPG installatie?

LPG is een brandstof die gebruikt kan worden voor mengselmotoren. Dit zijn motoren die over het algemeen worden gebruikt voor benzine. Met wat aanpassingen kan men een benzinemotor echter ook gebruiken voor LPG. Daarvoor moet men een LPG installatie aanbrengen. Er zijn in de loop der tijd verschillende LPG installaties ontwikkeld. Hieronder zijn de G1, G2 en de G3 installatie beschreven.

Werking van G1 installatie
De eerste generatie-lpg-installaties bestonden uit een gastank die ergens achter in het voertuig werd aangebracht. Soms was het mogelijk om de gastank in de plaats van de benzinetank aan te brengen. Vanaf deze gastank werd een leiding aangebracht naar het motorcompartiment. Op de leiding was een verdamper aangesloten met een mengstuk op of onder de carburateur. De verdamper zorgde er voor dat de LPG vloeistof werd omgezet tot een gasmengsel.

Om een vloeistof te verdampen tot gas heeft men warmte nodig. deze warmte wordt uit de omgeving onttrokken. Daarom is de verdamper aangesloten op een koelsysteem van de motor. De warmte van de motor zorgt er voor dat de LPG in de verdamper wordt opgewarmd. De verdamper regelt ook de druk van het gas. Dit gebeurd aan de hand van de druk in het inlaatspruitstuk. Er is hierbij sprake van een zogenoemd deelvacuüm dat er voor zorgd dat de het verdampte LPG samen met lucht de motor wordt ingezogen.

Het dashboard van de auto is voorzien van een ingebouwde keuzeschakelaar waarmee de bestuurde van de auto kan kiezen of hij op LPG of benzine wil rijden. Deze keuzeschakelaar bedient twee elektromagnetische ventielen in de LPG-leiding en benzineleidingen naar de motor. Dit is de werking van een eerste generatie LPG installatie. Dit wordt ook wel de G1 installatie genoemd.

Werking van G2 LPG installatie
Na de eerste generatie-lpg-installaties werden de tweedegeneratie-lpg-systemen ontwikkeld. Deze tweedegeneratie-lpg-systemen worden ook wel aangeduid met G2 installaties. Deze installatie kan een gas-venturi-systeem of een dampgas-injectiesysteem zijn. De gastoevoer van deze installaties wordt geregeld door een computer. Deze computer zorgt er voor dat G2 installaties schoner zijn dan de G1 installatie. De overige componenten van de installatie kunnen gelijk zijn aan de hieronder genoemde G3 installaties. Desondanks voldoet het voertuig met een G2 installatie niet aan de ECE94-12-emissie-eisen of is deze installatie niet getest bij een erkende keuringsinstantie voor LPG installaties. Daardoor geniet de eigenaar van een auto met een G2 installatie niet de fiscale voordelen die een eigenaar van een G3 installatie wel heeft.

Werking van G3 LPG installatie
Na de tweedegerneratie-lpg-installaties volgde de derdegeneratie-autogasinstallaties. Deze derde generaties worden G3-installaties genoemd. Er zijn verschillende soorten G3 LPG installaties die worden ingebouwd in auto’s. Bij deze installaties wordt gebruik gemaakt van een electronic control unit. Deze electronic control unit is een boordcomputer die de aansturingstijden berekend voor de benzine-injectoren. Deze tijden worden door de boordcomputer omgerekend naar de stuurtijden voor de gasinjectoren. Dit systeem zorgt er voor dat er heel weinig vermogen verloren gaat. Dat zorgt er voor dat er een optimaal rendement wordt gerealiseerd. Via de wegenbelasting ontvangen eigenaren van een auto met een G3 installatie fiscale voordelen.

Wat is LPG brandstof?

LPG is een brandstof die voor auto’s kan worden gebruikt. De afkorting LPG staat voor Liquefied Petroleum Gas. Als men de Engelse omschrijving ‘Liquefied Petroleum Gas’ in het Nederland vertaald dan is LPG vloeibaar petroleum gas. Over het algemeen vertaald men LPG in Nederland en België met autogas. In feite is LPG een mengsel van propaan (C3H8) en butaan (C4H10). Deze twee gassen worden afhankelijk van de buitentemperatuur in een bepaalde verhouding gemengd. De brandstof LPG heeft een aantal gunstige eigenschappen ten opzichte van benzine en diesel. Men kan LPG echter niet in elke auto als brandstof gebruiken. In de volgende alinea is hier meer informatie over weergegeven

LPG niet voor elke motor
LPG is een brandstof die wordt gebruikt in een mengselmotor oftewel een Ottomotor. Dit zijn verbrandingsmotoren waarbij de menging van de brandstof en de lucht plaatsvindt vóór de compressie in tegenstelling tot de dieselmotor. In feite kan men een benzinemotor gebruiken voor LPG. Echter kan men LPG niet zonder aanpassing in de benzinemotor brengen. Daarvoor moet men een LPG installatie aanbrengen.

LPG installaties
Er zijn verschillende LPG installaties. De eerste variant worden ook wel de generatie-lpg-installaties genoemd oftewel G1 installaties. Deze bevatten een gastank met een brandstofleiding naar de motor. Daarop zijn een verdamper met een mengstuk aangesloten. Na verloop van tijd voerde men de tweede generatie LPG installaties in. Deze tweede generatie oftewel G2 installatie kan gas-venturi-systeem of een dampgas-injectiesysteem zijn en bevat een computer die de gastoevoer regelt.

Derde generatie LPG-installaties worden 3 installaties genoemd en zijn nog moderner. Deze G3 installaties bevatten een boordcomputer die de aansturingstijden berekend voor de benzine-injectoren voor de motor. Deze aansturingstijden worden door de boordcomputer omgerekend naar stuurtijden voor de gasinjectoren. De G3 installaties werken daardoor nog efficiënter dan de G1 en G2 installatie.

Wat is een benzinemotor of mengselmotor?

Een benzinemotor is een verbrandingsmotor. Deze motor verricht mechanische arbeid door het verbranden van de brandstof benzine. De meeste benzinemotoren bevatten cilinders met zuigers. Motoren die zuigers bevatten worden ook wel zuigermotoren genoemd. Het aantal zuigers verschilt per type zuigermotor. Er zijn zuigermotoren die volgens het tweetaktprincipe werken en er zijn zuigermotoren die bijvoorbeeld werken op een viertaktprincipe. De laatste wordt ook wel de ottomotor genoemd naar de ontwerper Nikolaus Otto die deze motor in 1876 uitvond. Naast de hiervoorgenoemde motoren zijn er ook wankelmotoren. Deze motoren werken over het algemeen ook op benzine.

Mengselmotoren
Vrijwel alle benzinemotoren zijn mengselmotoren. Op een aantal oude motoren na zijn tegenwoordig alle mengselmotoren die worden geproduceerd bedoelt voor het verbranden van benzine. Om deze reden worden benzinemotoren ook wel mengselmotoren genoemd en andersom. De meeste benzinemotoren kunnen naast benzine ook op andere brandstoffen werken. Hierbij kan gedacht worden aan lpg, waterstof en ethanol. Hiervoor moeten echter wel een aantal aanpassingen worden aangebracht.

Het brandstofmengsel dat deze verbrandingsmotor bevat wordt in de cilinder gebracht. De bobine levert de bougie een hoogspanning waardoor deze gaat vonken. De vonk brengt het brandstofmengsel tot ontsteking waardoor een soort explosie ontstaat. Deze explosie zorgt voor druk. Deze druk brengt de zuiger in de cilinder naar beneden. De zuiger brengt de krukas in beweging.