Aplicación del principio Venturi al carburador 

El carburador está montado en el motor para que el aire a los cilindros pase a través del cilindro, la parte del carburador que contiene el venturi. El tamaño y la forma del venturi dependen de los requisitos del motor para el que está diseñado el carburador. Un carburador para un motor de gran potencia puede tener un venturi grande o varios pequeños. 

El aire puede fluir hacia arriba o hacia abajo del venturi, según el diseño del motor y el carburador. Aquellos en los que el aire pasa hacia abajo se conocen como carburadores de tiro descendente, y aquellos en los que el aire pasa hacia arriba se denominan carburadores de tiro ascendente. 

Algunos carburadores están hechos para usar una entrada de aire horizontal o de tiro lateral en el sistema de inducción del motor, como se muestra en la figura.

El aire fluye a través del sistema de inducción cubierto en el Capítulo 3. Cuando un pistón se mueve hacia el cigüeñal (hacia abajo) en la carrera de admisión, se reduce la presión en el cilindro.

El aire corre a través del carburador y el colector de admisión hacia el cilindro para reemplazar el aire desplazado por el pistón a medida que se movía hacia abajo en la carrera de admisión. Debido a esta área de baja presión causada por el movimiento hacia abajo del pistón, el aire de mayor presión en la atmósfera fluye para llenar el área de baja presión. 

Mientras lo hace, el flujo de aire debe pasar a través del venturi del carburador. La válvula de mariposa se encuentra entre el venturi y el motor. El enlace mecánico conecta esta válvula con la palanca del acelerador en la cabina. Por medio del acelerador, el flujo de aire a los cilindros se regula y controla la salida de potencia del motor. 

En realidad, se admite más aire al motor y el carburador suministra automáticamente suficiente gasolina adicional para mantener la relación correcta de combustible/aire. Esto se debe a que a medida que aumenta el volumen del flujo de aire, la velocidad en el venturi aumenta, lo que reduce la presión y permite que se introduzca más combustible en la corriente de aire. 

La válvula de mariposa obstruye muy poco el paso del aire cuando está paralela al flujo, en la posición de mariposa totalmente abierta. La acción del acelerador se ilustra en la figura. Observe cómo restringe el flujo de aire cada vez más a medida que gira hacia la posición cerrada.

Medición y descarga de combustible En la figura, que muestra la descarga de combustible en la corriente de aire, ubique la entrada a través de la cual el combustible ingresa al carburador desde la bomba impulsada por el motor. 

La válvula de aguja operada por flotador regula el flujo a través de la entrada, lo que mantiene el nivel correcto en la cámara del flotador de combustible. Este nivel debe estar ligeramente por debajo de la salida de la boquilla de descarga para evitar el desbordamiento cuando el motor no está en marcha.

La boquilla de descarga está ubicada en la garganta del venturi en el punto donde ocurre la menor caída de presión cuando el aire pasa a través del carburador hacia los cilindros del motor. Hay dos presiones diferentes que actúan sobre el combustible en el carburador: una presión baja en la boquilla de descarga y una presión (atmosférica) más alta en la cámara del flotador. 

La presión más alta en la cámara del flotador fuerza el combustible a través de la boquilla de descarga hacia la corriente de aire. Si el acelerador se abre más para aumentar el flujo de aire al motor, hay una mayor caída de presión en la garganta del venturi. 

Debido a la mayor presión diferencial, la descarga de combustible aumenta en proporción al aumento del flujo de aire. Si el acelerador se mueve hacia la posición "cerrada", el flujo de aire y el flujo de combustible disminuyen.  

El combustible debe pasar a través del chorro dosificador para llegar a la boquilla de descarga. Un surtidor dosificador es en realidad un orificio de cierto tamaño por el que pasa el combustible. El tamaño de este chorro determina la tasa de descarga de combustible en cada presión diferencial. 

Si el jet se reemplaza por uno más grande, el flujo de combustible aumenta, lo que da como resultado una mezcla más rica. Si se instala un jet más pequeño, hay una disminución en el flujo de combustible y una mezcla más pobre.

Sistemas de carburador - Carburetor Systems

Para proporcionar el funcionamiento del motor bajo varias cargas y a diferentes velocidades del motor, cada carburador tiene seis sistemas: 1. Medición principal 2. Ralentí 3. Aceleración 4. Control de mezcla 5. Corte de ralentí 6. Enriquecimiento de potencia o economizador.

El sistema de medición principal suministra combustible al motor a todas las velocidades por encima del ralentí. El combustible descargado por este sistema está determinado por la caída de presión en la garganta del venturi.

Es necesario un sistema separado para el ralentí porque el sistema de medición principal puede ser errático a velocidades muy bajas del motor. A bajas velocidades, el acelerador está casi cerrado. Como resultado, la velocidad del aire a través del venturi es baja y hay poca caída de presión. 

En consecuencia, la presión diferencial no es suficiente para hacer funcionar el sistema de medición principal y no se descarga combustible de este sistema. Por lo tanto, la mayoría de los carburadores tienen un sistema de ralentí para suministrar combustible al motor a bajas velocidades.

El sistema de aceleración suministra combustible extra durante aumentos repentinos en la potencia del motor. Cuando se abre el acelerador, el flujo de aire a través del carburador aumenta para obtener más potencia del motor. El sistema de medición principal aumenta entonces la descarga de combustible. 

Sin embargo, durante una aceleración repentina, el aumento en el flujo de aire es tan rápido que hay un ligero retraso antes de que el aumento en la descarga de combustible sea suficiente para proporcionar la relación de mezcla correcta con el nuevo flujo de aire. Al suministrar combustible adicional durante este período, el sistema de aceleración evita que la mezcla se empobrezca temporalmente y brinda una aceleración suave.

El sistema de control de mezcla determina la relación de combustible a aire en la mezcla. Por medio de un control de cabina, el control de mezcla manual puede seleccionar la relación de mezcla para adaptarse a las condiciones de funcionamiento. 

Además de estos controles manuales, muchos carburadores tienen controles automáticos de mezcla para que la relación aire/combustible, una vez seleccionada, no cambie con las variaciones en la densidad del aire. 

Esto es necesario porque a medida que el avión asciende y la presión atmosférica disminuye, se produce una disminución correspondiente en el peso del aire que pasa por el sistema de inducción. El volumen, sin embargo, permanece constante. 

Dado que es el volumen del flujo de aire el que determina la caída de presión en la garganta del venturi, el carburador tiende a dosificar la misma cantidad de combustible a este aire delgado que al aire denso al nivel del mar. 

Por lo tanto, la tendencia natural es que la mezcla se vuelva más rica a medida que el avión gana altura. El control de mezcla automático evita esto al disminuir la tasa de descarga de combustible para compensar la disminución en la densidad del aire.

El carburador tiene un sistema de corte de ralentí para que se pueda cortar el combustible y detener el motor. Este sistema, incorporado en el control de mezcla manual, detiene completamente la descarga de combustible del carburador cuando la palanca de control de mezcla se coloca en la posición de "corte de ralentí". El motor de un avión se detiene apagando el combustible en lugar de apagar el encendido. 

Si se apaga el encendido con el carburador todavía suministrando combustible, la mezcla de aire/combustible nueva continúa pasando a través del sistema de inducción a los cilindros. A medida que el motor se detiene por inercia y si está demasiado caliente, esta mezcla combustible puede encenderse en puntos calientes locales dentro de las cámaras de combustión. 

Esto puede hacer que el motor siga funcionando o retroceda. Además, la mezcla puede pasar a través de los cilindros sin quemarse, pero encenderse en el colector de escape caliente. O, el motor se detiene aparentemente de forma normal, pero queda una mezcla combustible en los conductos de admisión, los cilindros y el sistema de escape. 

Esta es una condición insegura ya que el motor puede dar una patada después de que se haya detenido y lesionar gravemente a cualquiera que esté cerca de la hélice. 

Cuando el motor se apaga por medio del sistema de corte de ralentí, las bujías continúan encendiendo la mezcla de aire y combustible hasta que cesa la descarga de combustible del carburador. 

Esto solo debería evitar que el motor se detenga con una mezcla combustible en los cilindros. Algunos fabricantes de motores sugieren que, justo antes de que la hélice deje de girar, se abra completamente el acelerador para que los pistones puedan bombear aire fresco a través del sistema de inducción, los cilindros y el sistema de escape como precaución adicional contra una patada accidental.

El sistema de enriquecimiento de potencia aumenta automáticamente la riqueza de la mezcla durante el funcionamiento a alta potencia. Posibilita la variación de la relación aire/combustible necesaria para adaptarse a diferentes condiciones de funcionamiento. 

Recuerde que a velocidades de crucero, una mezcla pobre es deseable por razones de economía, mientras que a alta potencia, la mezcla debe ser rica para obtener la máxima potencia y ayudar a enfriar los cilindros del motor. 

El sistema de enriquecimiento de potencia produce automáticamente el cambio necesario en la relación aire/combustible. Esencialmente, es una válvula que se cierra a velocidades de crucero y se abre para suministrar combustible adicional a la mezcla durante el funcionamiento a alta potencia. 

Aunque aumenta el flujo de combustible a alta potencia, el sistema de enriquecimiento de potencia es en realidad un dispositivo de ahorro de combustible. Sin este sistema, sería necesario operar el motor con una mezcla rica en todo el rango de potencia. 

La mezcla sería entonces más rica de lo necesario a velocidad de crucero para garantizar un funcionamiento seguro a la máxima potencia. El sistema de enriquecimiento de energía a veces se denomina economizador o compensador de energía. 

Aunque los diversos sistemas se han discutido por separado, el carburador funciona como una unidad. El hecho de que un sistema esté en funcionamiento no impide necesariamente que otro funcione. 

Al mismo tiempo que el sistema de medición principal descarga combustible en proporción al flujo de aire, el sistema de control de mezcla determina si la mezcla resultante es rica o pobre. Si el acelerador se abre completamente de repente, los sistemas de aceleración y enriquecimiento de potencia actúan para agregar combustible al que ya está siendo descargado por el sistema de medición principal. 

Tipos de carburador - Carburetor Types

El carburador tipo flotador, el más común de todos los tipos de carburador, tiene varias desventajas distintas. El efecto que tienen las maniobras bruscas sobre la acción del flotador y el hecho de que su combustible deba descargarse a baja presión conduce a una vaporización incompleta y dificultad para descargar el combustible en algunos tipos de sistemas sobrealimentados. Sin embargo, la principal desventaja del carburador de flotador es su tendencia a la formación de hielo. 

Dado que el carburador flotante debe descargar combustible en un punto de baja presión, la boquilla de descarga debe estar ubicada en la garganta del venturi y la válvula de mariposa debe estar en el lado del motor de la boquilla de descarga. 

Esto significa que el descenso de temperatura debido a la vaporización del combustible tiene lugar dentro del venturi. Como resultado, se forma fácilmente hielo en el venturi y en la válvula de mariposa.

Un carburador de presión descarga combustible en la corriente de aire a una presión muy por encima de la atmosférica. Esto da como resultado una mejor vaporización y permite la descarga de combustible en la corriente de aire en el lado del motor de la válvula de mariposa. 

Con la boquilla de descarga situada en este punto, el descenso de temperatura debido a la vaporización del combustible se produce después de que el aire haya pasado por la válvula de mariposa y en un punto donde el calor del motor tiende a compensarlo. 

De este modo, prácticamente se elimina el peligro de formación de hielo por vaporización del combustible. Los efectos de las maniobras rápidas y el aire agitado en los carburadores de presión son insignificantes ya que sus cámaras de combustible permanecen llenas en todas las condiciones de funcionamiento. 

Los carburadores a presión han sido reemplazados principalmente por sistemas de inyección de combustible y tienen un uso limitado en los motores de aviones modernos. 

formación de hielo en el carburador - Carburetor Icing

Hay tres clasificaciones generales de formación de hielo en el carburador: 1. Hielo de evaporación de combustible 2. Hielo del acelerador 3. Hielo de impacto.

El hielo de evaporación de combustible o hielo de refrigeración se forma debido a la disminución de la temperatura del aire resultante de la evaporación del combustible después de que se introduce en la corriente de aire. A medida que el combustible se evapora, la temperatura desciende en el área donde se produce la evaporación. 

Cualquier humedad en el aire entrante puede formar hielo en esta área. Ocurre con frecuencia en aquellos sistemas en los que se inyecta combustible en el aire aguas arriba del acelerador del carburador, como en el caso de los carburadores de tipo flotador. 

Ocurre con menos frecuencia en sistemas en los que el combustible se inyecta en el aire aguas abajo del carburador. El hielo de refrigeración se puede formar a temperaturas del aire del carburador de hasta 100 °F en una amplia gama de condiciones de humedad atmosférica, incluso a una humedad relativa muy por debajo del 100 por ciento. 

Generalmente, el hielo de evaporación de combustible tiende a acumularse en la boquilla de distribución de combustible en el carburador. Este tipo de hielo puede reducir la presión del múltiple, interferir con el flujo de combustible y afectar la distribución de la mezcla.

El hielo del acelerador se forma en la parte trasera del acelerador, generalmente cuando el acelerador está en una posición parcialmente "cerrada". 

La corriente de aire a través y alrededor de la válvula de mariposa provoca una baja presión en la parte trasera; esto establece un diferencial de presión en el acelerador, que tiene un efecto de enfriamiento en la carga de aire/combustible. La humedad se congela en esta área de baja presión y se acumula como hielo en el lado de baja presión. 

El hielo del acelerador tiende a acumularse en un pasaje restringido. La aparición de una pequeña cantidad de hielo puede causar una reducción relativamente grande en el flujo de aire y la presión del múltiple. Una gran acumulación de hielo puede atascar los aceleradores y hacer que dejen de funcionar. El hielo del acelerador rara vez ocurre a temperaturas superiores a 38 °F.

El hielo de impacto se forma a partir del agua presente en la atmósfera en forma de nieve, aguanieve o agua líquida que choca contra superficies que se encuentran a temperaturas inferiores a 32 °F. Debido a los efectos de la inercia, el hielo de impacto se acumula sobre o cerca de una superficie que cambia la dirección del flujo de aire. 

Este tipo de hielo puede acumularse en el codo del carburador, así como en la pantalla del carburador y los elementos de medición. El hielo de impacto más peligroso es el que se acumula en la pantalla del carburador y provoca una reducción muy rápida del flujo de aire y la potencia. 

En general, el peligro de impacto de hielo normalmente existe sólo cuando se forma hielo en los bordes de ataque de la estructura de la aeronave. Bajo algunas condiciones, el hielo puede ingresar al carburador en un estado comparativamente seco y no se adherirá a la rejilla de entrada o las paredes ni afectará el flujo de aire del motor o la presión del múltiple.  

Carburadores tipo flotador - Float-Type Carburetors

Un carburador tipo flotador consta esencialmente de seis subsistemas que controlan la cantidad de combustible descargado en relación con el flujo de aire entregado a los cilindros del motor. Estos sistemas trabajan juntos para proporcionar al motor el flujo de combustible correcto durante todos los rangos de funcionamiento del motor.

Los subsistemas esenciales de un carburador tipo flotador se ilustran en la figura. Estos sistemas son: 1. Sistema de mecanismo de cámara flotante 2. Sistema de medición principal 3. Sistema de ralentí 4. Sistema de control de mezcla 5. Sistema de aceleración 6. Sistema economizador.

Sistema de mecanismo de cámara flotante - Float Chamber Mechanism System 

Se proporciona una cámara de flotación entre el suministro de combustible y el sistema de medición principal del carburador. La cámara del flotador, o cuenco, sirve como depósito de combustible en el carburador.

Esta cámara proporciona un nivel casi constante de combustible a la boquilla de descarga principal, que suele estar aproximadamente 1/8" por debajo de los orificios de la boquilla de descarga principal. 

El nivel de combustible debe mantenerse ligeramente por debajo de los orificios de salida de la boquilla de descarga para proporcionar la cantidad correcta de combustible. flujo de combustible y para evitar fugas de combustible de la boquilla cuando el motor no está funcionando.

El nivel de combustible en la cámara del flotador se mantiene casi constante por medio de una válvula de aguja operada por flotador y un asiento. 

El asiento de la aguja suele estar hecho de bronce. La válvula de aguja está construida de acero endurecido o puede tener una sección de caucho sintético que se ajusta al asiento. Sin combustible en la cámara del flotador, el flotador cae hacia el fondo de la cámara y permite que la válvula de aguja se abra por completo. 

A medida que se admite combustible desde la línea de suministro, el flotador sube (flota en el combustible) y cierra la válvula de aguja cuando el combustible alcanza un nivel predeterminado. 

Cuando el motor está en marcha y se está extrayendo combustible de la cámara del flotador, la válvula asume una posición intermedia para que la apertura de la válvula sea suficiente para suministrar la cantidad requerida de combustible y mantener el nivel constante. 

Con el combustible en el nivel correcto (cámara de flotación), la tasa de descarga se controla con precisión mediante la velocidad del aire a través del venturi del carburador, donde una caída de presión en la boquilla de descarga hace que el combustible fluya hacia la corriente de aire de admisión. 

La presión atmosférica sobre el combustible en la cámara del flotador obliga al combustible a salir por la boquilla de descarga. Un respiradero o una pequeña abertura en la parte superior de la cámara del flotador permite que el aire entre o salga de la cámara a medida que sube o baja el nivel de combustible.

Sistema de medición principal - Main Metering System 

El sistema de medición principal suministra combustible al motor a todas las velocidades por encima del ralentí y consta de: 1. Venturi 2. Boquilla de medición principal 3. Boquilla de descarga principal 4. Pasaje que conduce al sistema de ralentí 5. Válvula de mariposa.

Dado que la válvula de mariposa controla la masa de flujo de aire a través del venturi del carburador, debe considerarse una unidad importante en el sistema de medición principal, así como en otros sistemas del carburador. 

En la figura se ilustra un sistema de medición principal típico. El venturi realiza tres funciones:  1. Proporciona la mezcla de combustible/aire 2. Disminuye la presión en la boquilla de descarga 3. Limita el flujo de aire a máxima aceleración.

La boquilla de descarga de combustible está ubicada en el cilindro del carburador de modo que su extremo abierto quede en la garganta o parte más angosta del venturi. Se coloca un orificio de medición principal, o surtidor, en el pasaje de combustible entre la cámara del flotador y la boquilla de descarga para limitar el flujo de combustible cuando la válvula de mariposa está completamente abierta.

Cuando el cigüeñal del motor gira con el acelerador del carburador abierto, la baja presión creada en el múltiple de admisión actúa sobre el aire que pasa a través del cilindro del carburador. Debido a la diferencia de presión entre la atmósfera y el múltiple de admisión, el aire fluye desde la admisión de aire a través del cilindro del carburador hacia el múltiple de admisión. 

El volumen del flujo de aire depende del grado de apertura del acelerador. A medida que el aire fluye a través del venturi, su velocidad aumenta. Este aumento de velocidad crea un área de baja presión en la garganta del venturi. La boquilla de descarga de combustible está expuesta a esta baja presión. 

Dado que la cámara del flotador se ventila a la presión atmosférica, se crea una caída de presión en la boquilla de descarga. Es esta diferencia de presión, o fuerza dosificadora, la que hace que el combustible fluya desde la boquilla de descarga.

La fuerza dosificadora (diferencial de presión) en la mayoría de los carburadores aumenta a medida que aumenta la apertura del acelerador. El combustible debe elevarse en la boquilla de descarga a un nivel en el que se descargue en la corriente de aire. Para lograr esto, se requiere un diferencial de presión de 0,5 "Hg. 

Cuando la fuerza dosificadora se reduce considerablemente a bajas velocidades del motor, el suministro de combustible desde la boquilla de descarga disminuye si no se incorpora una purga de aire (boquilla dosificadora de aire) en el carburador. La disminución del flujo de combustible en relación con el flujo de aire se debe a dos factores:

1. El combustible tiende a adherirse a las paredes de la boquilla de descarga y se rompe intermitentemente en gotas grandes en lugar de formar un rocío fino.

2. Se requiere una parte de la fuerza dosificadora para elevar el nivel de combustible desde el nivel de la cámara del flotador hasta la salida de la boquilla de descarga.

El principio básico de la purga de aire se puede explicar mediante diagramas simples, como se muestra en la Figura. En cada caso, se aplica el mismo grado de succión a un tubo vertical colocado en el recipiente de líquido. 

Como se muestra en A, la succión aplicada en el extremo superior del tubo es suficiente para levantar el líquido a una distancia de aproximadamente 1 pulgada por encima de la superficie. Si se hace un pequeño orificio en el costado del tubo por encima de la superficie del líquido, como en B, y se aplica succión, entran burbujas de aire en el tubo y el líquido es aspirado en una serie continua de pequeñas gotas o gotas. 

Así, el aire “sangra” en el tubo y reduce parcialmente las fuerzas que tienden a retardar el flujo de líquido a través del tubo. Sin embargo, la gran abertura en la parte inferior del tubo evita que se ejerza una gran cantidad de succión en el orificio de purga de aire o ventilación. 

Similarmente, un orificio de purga de aire demasiado grande en proporción al tamaño del tubo reduciría la succión disponible para elevar el líquido. Si se modifica el sistema colocando un orificio de medición en el fondo del tubo y se toma aire por debajo del nivel de combustible por medio de un tubo de purga de aire, se forma una mezcla finamente dividida de aire y líquido en el tubo, como se muestra en la figura. 

En un carburador, se purga una pequeña purga de aire en la boquilla de combustible ligeramente por debajo del nivel de combustible. El extremo abierto de la purga de aire está en el espacio detrás de la pared del venturi donde el aire está relativamente inmóvil y aproximadamente a la presión atmosférica. 

La baja presión en la punta de la boquilla no solo extrae combustible de la cámara del flotador, sino que también extrae aire de detrás del venturi. El aire purgado en el sistema de medición de combustible principal disminuye la densidad del combustible y destruye la tensión superficial. Esto da como resultado una mejor vaporización y control de la descarga de combustible, especialmente a bajas velocidades del motor. 

El acelerador, o válvula de mariposa, está ubicado en el cilindro del carburador cerca de un extremo del venturi. Proporciona un medio para controlar la velocidad del motor o la potencia de salida al regular el flujo de aire al motor. Esta válvula es un disco que puede girar sobre un eje,

Sistema de ralentí - Idling System 

Con la válvula de mariposa cerrada a velocidades de ralentí, la velocidad del aire a través del venturi es tan baja que no puede extraer suficiente combustible de la boquilla de descarga principal; de hecho, el rociado de combustible puede detenerse por completo. 

Sin embargo, existe baja presión (succión del pistón) en el lado del motor de la válvula de mariposa. Para permitir que el motor funcione en ralentí, se incorpora un conducto de combustible para descargar el combustible desde una abertura en el área de baja presión cerca del borde de la válvula de mariposa. 

Esta abertura se llama chorro de ralentí. Con el acelerador lo suficientemente abierto para que la boquilla de descarga principal esté funcionando, el combustible no sale del surtidor de ralentí. 

Tan pronto como el acelerador se cierra lo suficiente como para detener el rociado de la boquilla de descarga principal, el combustible sale por el chorro de ralentí. Se incluye una purga de aire separada, conocida como purga de aire de ralentí, como parte del sistema de ralentí. 

Funciona de la misma manera que la purga de aire principal. También se incorpora un dispositivo de ajuste de mezcla en vacío. En la figura se ilustra un sistema de ralentí típico.

Sistema de control de mezcla - Mixture Control System 

A medida que aumenta la altitud, el aire se vuelve menos denso. A una altitud de 18,000 pies, el aire es solo la mitad de denso que al nivel del mar. Esto significa que un pie cúbico de espacio contiene solo la mitad de aire a 18,000 pies que al nivel del mar. Un cilindro de motor lleno de aire a 18,000 pies contiene solo la mitad de oxígeno que un cilindro lleno de aire al nivel del mar.

El área de baja presión creada por el venturi depende de la velocidad del aire más que de la densidad del aire. La acción del venturi atrae el mismo volumen de combustible a través de la boquilla de descarga a gran altura que a baja altitud. 

Por lo tanto, la mezcla de combustible se vuelve más rica a medida que aumenta la altitud. Esto puede superarse mediante un control de mezcla manual o automático.

En los carburadores de tipo flotador, en general se utilizan dos tipos de dispositivos puramente manuales o controlables desde la cabina para controlar las mezclas de aire/combustible, el tipo de aguja y el tipo de retrosucción. Con el sistema de tipo aguja, el control manual lo proporciona una válvula de aguja en la base de la cámara del flotador. 

Esto se puede subir o bajar ajustando un control en la cabina. Mover el control a "rico" abre completamente la válvula de aguja, lo que permite que el combustible fluya sin restricciones hacia la boquilla. Moviendo el control a "pobre", cierra parcialmente la válvula y restringe el flujo de combustible a la boquilla.

El sistema de control de mezcla de tipo retrosucción es el más utilizado. En este sistema, una cierta cantidad de baja presión venturi actúa sobre el combustible en la cámara del flotador para que se oponga a la baja presión existente en la boquilla de descarga principal. 

Una línea atmosférica, que incorpora una válvula ajustable, se abre hacia la cámara del flotador. Cuando la válvula está completamente cerrada, las presiones sobre el combustible en la cámara del flotador y en la boquilla de descarga son casi iguales y el flujo de combustible se reduce al máximo. 

Con la válvula totalmente abierta, la presión sobre el combustible en la cámara del flotador es mayor y la mezcla de combustible es más rica. El ajuste de la válvula a posiciones entre estos dos extremos controla la mezcla. El cuadrante de la cabina suele estar marcado como "pobre" cerca de la parte trasera y "rico" en la parte delantera.

En los carburadores de flotador equipados con control de mezcla tipo aguja, colocar el control de mezcla en el punto de corte de ralentí asienta la válvula de aguja, cerrando así completamente el flujo de combustible. En los carburadores equipados con controles de mezcla de succión trasera, se incorpora una línea de corte de ralentí separada que conduce a la presión extremadamente baja en el lado del motor de la válvula de mariposa. 

El control de mezcla está tan vinculado que cuando se coloca en la posición de "corte de ralentí", abre otro pasaje que conduce a la succión del pistón. Cuando se coloca en otras posiciones, la válvula abre un pasaje que conduce a la atmósfera. Para detener el motor con dicho sistema, cierre el acelerador y coloque la mezcla en la posición de "corte de ralentí". Deje el acelerador hasta que el motor haya dejado de funcionar y luego abra el acelerador por completo.

Sistema de aceleración - Accelerating System 

Cuando la válvula de mariposa se abre rápidamente, un gran volumen de aire se precipita a través del paso de aire del carburador; la cantidad de combustible que se mezcla con el aire es menor de lo normal debido a la lenta tasa de respuesta del sistema de medición principal. 

Como resultado, después de una rápida apertura del acelerador, la mezcla de aire y combustible se empobrece momentáneamente. Esto puede hacer que el motor acelere lentamente o tropiece mientras intenta acelerar. 

Para superar esta tendencia, el carburador está equipado con una pequeña bomba de combustible llamada bomba de aceleración. En la figura se ilustra un tipo común de sistema de aceleración utilizado en los carburadores flotantes. 

Consiste en una bomba de pistón simple operada a través del enlace del control del acelerador y un pasaje que se abre hacia el sistema de medición principal o el cilindro del carburador cerca del venturi. Cuando se cierra el acelerador, el pistón se mueve hacia atrás y el combustible llena el cilindro. 

Si el pistón se empuja hacia adelante lentamente, el combustible se filtra a través de él y regresa a la cámara del flotador; si se empuja rápidamente, rocía combustible en el venturi y enriquece la mezcla. En la figura se muestra un ejemplo de una bomba aceleradora seccionada.

Sistema economizador - Economizer System 

Para que un motor desarrolle la potencia máxima a toda velocidad, la mezcla de combustible debe ser más rica que para crucero. El combustible adicional se usa para enfriar las cámaras de combustión del motor para evitar la detonación. 

Un economizador es esencialmente una válvula que se cierra en los ajustes del acelerador por debajo de aproximadamente el 60-70 por ciento de la potencia nominal. Este sistema, al igual que el sistema de aceleración, es operado por el control del acelerador.

Un sistema economizador típico consta de una válvula de aguja que comienza a abrirse cuando la válvula de mariposa alcanza un punto predeterminado cerca de la posición completamente abierta. 

A medida que el acelerador continúa abriéndose, la válvula de aguja se abre aún más y fluye combustible adicional a través de ella. Este combustible adicional complementa el flujo del surtidor de medición principal directamente a la boquilla de descarga principal.

En la figura se muestra un sistema economizador operado por presión. Este tipo tiene un fuelle sellado ubicado en un compartimiento cerrado. El compartimiento está ventilado a la presión del colector del motor. Cuando la presión del múltiple alcanza un cierto valor, el fuelle se comprime y abre una válvula en el paso de combustible del carburador, lo que complementa la cantidad normal de combustible que se descarga a través de la boquilla principal.

Otro tipo de economizador es el sistema de retrosucción. La economía de combustible en crucero se proporciona al reducir la presión efectiva que actúa sobre el nivel de combustible en el compartimiento del flotador. 

Con la válvula de mariposa en la posición de crucero, se aplica succión a la cámara del flotador a través de un orificio del economizador y un canal y chorro del economizador de succión trasera. La succión aplicada a la cámara del flotador se opone a la succión de la boquilla aplicada por el venturi. El flujo de combustible se reduce, inclinando la mezcla para la economía de crucero. 

Otro tipo de sistema de control de mezcla utiliza una válvula dosificadora que gira libremente en un manguito dosificador estacionario. El combustible ingresa a los sistemas principal y de ralentí a través de una ranura cortada en el manguito de mezcla. 

La dosificación de combustible se logra mediante la posición relativa entre un borde de la ranura en la válvula dosificadora hueca y un borde de la ranura en el manguito dosificador. Mover el control de mezcla para reducir el tamaño de la ranura proporciona una mezcla más pobre para la compensación de altitud.

Carburadores de inyección a presión - Pressure Injection Carburetors 

Los carburadores de inyección a presión son claramente diferentes de los carburadores de tipo flotador, ya que no incorporan una cámara de flotador ventilada ni una toma de succión de una boquilla de descarga ubicada en el tubo venturi. 

En su lugar, proporcionan un sistema de combustible presurizado que está cerrado desde la bomba de combustible del motor hasta la boquilla de descarga. El venturi sirve únicamente para crear diferenciales de presión para controlar la cantidad de combustible al chorro dosificador en proporción al flujo de aire al motor.

Carburador de inyección típico - Typical Injection Carburetor 

El carburador de inyección es un dispositivo hidromecánico que emplea un sistema de alimentación cerrado desde la bomba de combustible hasta la boquilla de descarga. Mide el combustible a través de chorros fijos de acuerdo con el flujo de aire másico a través del cuerpo del acelerador y lo descarga bajo una presión positiva.

La ilustración de la Figura representa un carburador de presión simplificado de modo que solo se muestran las piezas básicas. Tenga en cuenta los dos pequeños pasajes, uno que va desde la entrada de aire del carburador al lado izquierdo del diafragma flexible y el otro desde la garganta del venturi al lado derecho del diafragma.

Cuando el aire pasa a través del carburador hacia el motor, la presión a la derecha del diafragma disminuye debido a la caída de presión en la garganta del venturi. Como resultado, el diafragma se mueve hacia la derecha y abre la válvula de combustible. La presión de la bomba impulsada por el motor empuja el combustible a través de la válvula abierta hacia la boquilla de descarga, donde se rocía en la corriente de aire. 

La distancia que abre la válvula de combustible está determinada por la diferencia entre las dos presiones que actúan sobre el diafragma. Esta diferencia de presión es proporcional al flujo de aire a través del carburador. Por lo tanto, el volumen del flujo de aire determina la tasa de descarga de combustible.

El carburador de inyección a presión es un conjunto de las siguientes unidades: 1. Cuerpo del acelerador 2. Control automático de mezcla 3. Unidad reguladora 4. Unidad de control de combustible (algunos están equipados con un adaptador).

Cuerpo del acelerador - Throttle Body 

El cuerpo del acelerador contiene las válvulas del acelerador, el venturi principal, el venturi de refuerzo y los tubos de impacto. Todo el aire que ingresa a los cilindros debe fluir a través del cuerpo del acelerador; por lo tanto, es el dispositivo de control y medición del aire. 

El flujo de aire se mide por volumen y por peso para que se pueda agregar la cantidad adecuada de combustible para satisfacer las demandas del motor en todas las condiciones.

A medida que el aire fluye a través del venturi, su velocidad aumenta y su presión disminuye (principio de Bernoulli). Esta baja presión se ventila al lado de baja presión del diafragma de aire en el conjunto del regulador. 

Los tubos de impacto detectan la presión de aire de entrada del carburador y la dirigen al control de mezcla automático, que mide la densidad del aire. Desde el control de mezcla automático, el aire se dirige al lado de alta presión del diafragma de aire (cámara A). El diferencial de presión de las dos cámaras que actúan sobre el diafragma de aire se conoce como la fuerza dosificadora de aire que abre la válvula de asiento de combustible.

El cuerpo del acelerador controla el flujo de aire con las válvulas del acelerador. Las válvulas de mariposa pueden tener forma rectangular o de disco, según el diseño del carburador. Las válvulas están montadas en un eje, que está conectado mediante un enlace a la válvula de ralentí y al control del acelerador en la cabina. Un tope del acelerador limita el recorrido de la válvula del acelerador y tiene un ajuste que establece la velocidad de ralentí del motor.

Unidad reguladora - Regulator Unit 

El regulador es una unidad controlada por diafragma dividida en cinco cámaras y contiene dos diafragmas de regulación y un conjunto de válvula de asiento. La cámara A es una presión de entrada de aire regulada desde la entrada de aire. La cámara B es la presión del venturi de refuerzo. 

La cámara C contiene la presión de combustible medida controlada por la boquilla de descarga o la válvula de alimentación de combustible. La cámara D contiene presión de combustible no medida controlada por la apertura de la válvula de asiento. 

La cámara E es la presión de la bomba de combustible controlada por la válvula de alivio de presión de la bomba de combustible. El conjunto de la válvula de asiento está conectado por un vástago a los dos diafragmas de control principales. 

El propósito de la unidad reguladora es regular la presión del combustible al lado de entrada de los surtidores dosificadores en la unidad de control de combustible. Esta presión se regula automáticamente de acuerdo con la masa de flujo de aire al motor.

El colador de combustible del carburador, ubicado en la entrada a la cámara E, es un tamiz de malla fina a través del cual debe pasar todo el combustible cuando ingresa a la cámara D. El colador debe retirarse y limpiarse a intervalos programados.

Con referencia a la figura, suponga que para un flujo de aire dado en lb/h a través del cuerpo del acelerador y el venturi, se establece una presión negativa de 1/4 psi en la cámara B. Esto tiende a mover el conjunto del diafragma y la válvula de asiento en una dirección para abra la válvula de asiento permitiendo que entre más combustible en la cámara D. 

La presión en la cámara C se mantiene constante a 5 psi (10 psi en algunas instalaciones) mediante la boquilla de descarga o la válvula de alimentación de combustible del impulsor. Por lo tanto, el conjunto del diafragma y la válvula de asiento se mueven en dirección abierta hasta que la presión en la cámara D es de 5 1/4 psi. 

Bajo estas presiones, existe una condición equilibrada del conjunto del diafragma con una caída de presión de 1/4 psi a través de los surtidores en la unidad de control de combustible (auto-rico o auto-pobre).

Si la presión de la boquilla (presión de la cámara C) aumenta a 5 1/2 psi, el equilibrio del conjunto del diafragma se altera y el conjunto del diafragma se mueve para abrir la válvula de asiento para establecer la presión necesaria de 5 3/4 psi en la cámara D. 

Por lo tanto, el Se restablece un diferencial de 1/4 psi entre la cámara C y la cámara D, y la caída de presión a través de los chorros dosificadores sigue siendo la misma.

Si la presión de entrada de combustible aumenta o disminuye, el flujo de combustible hacia la cámara D tiende a aumentar o disminuir con el cambio de presión, lo que provoca que la presión de la cámara D haga lo mismo. Esto altera la condición de equilibrio previamente establecida, y la válvula de asiento y el conjunto de diafragma responden moviéndose para aumentar o disminuir el flujo para restablecer la presión en el diferencial de 1/4 psi. 

El flujo de combustible cambia cuando las placas de control de mezcla se mueven de auto-pobre a auto-rico, seleccionando así un conjunto diferente de chorros o cortando uno o dos dentro o fuera del sistema. 

Cuando se modifica la posición de la mezcla, el diafragma y el conjunto de la válvula de asiento se reposicionan para mantener el diferencial de presión establecido de 1/4 psi entre las cámaras C y D, manteniendo el diferencial establecido entre los jets. 

En configuraciones de baja potencia (flujos de aire bajos), la diferencia de presión creada por el venturi de impulso no es suficiente para lograr una regulación constante del combustible. 

Por lo tanto, se incorpora en el regulador un resorte inactivo, que se muestra en la figura. A medida que la válvula de asiento se mueve hacia la posición cerrada, hace contacto con el resorte de ralentí. 

El resorte mantiene la válvula de asiento fuera de su asiento lo suficiente como para proporcionar más combustible del que se necesita para el ralentí. Esta mezcla potencialmente demasiado rica está regulada por la válvula de ralentí. A velocidad de ralentí, la válvula de ralentí restringe el flujo de combustible a la cantidad adecuada. A velocidades más altas, se retira del paso de combustible y no tiene efecto de medición.

Se proporcionan sistemas de ventilación de vapor en estos carburadores para eliminar el vapor de combustible creado por la bomba de combustible, el calor en el compartimiento del motor y la caída de presión en la válvula de asiento. El respiradero de vapor está ubicado en la entrada de combustible (cámara E) o, en algunos modelos de carburadores, en ambas cámaras D y E.

El sistema de ventilación de vapor funciona de la siguiente manera. Cuando el aire ingresa a la cámara en la que está instalada la ventilación de vapor, el aire sube a la parte superior de la cámara, desplazando el combustible y bajando su nivel. 

Cuando el nivel de combustible ha llegado a una posición predeterminada, el flotador (que flota en el combustible) tira de la válvula de ventilación de vapor de su asiento, lo que permite que el vapor de la cámara escape a través del asiento de ventilación de vapor, su línea de conexión y regrese al depósito de combustible.

Si la válvula de ventilación de vapor se atasca en una posición cerrada o la línea de ventilación desde la ventilación de vapor hasta el tanque de combustible se obstruye, la acción de eliminación de vapor se detiene. 

Esto hace que el vapor se acumule dentro del carburador hasta el punto de que el vapor pasa a través de los surtidores dosificadores con el combustible. Con un surtidor dosificador de carburador de tamaño dado, la dosificación de vapor reduce la cantidad de combustible dosificado. Esto hace que la mezcla de aire y combustible se empobrezca, por lo general de manera intermitente.

Si la válvula de ventilación de vapor se queda abierta o el flotador de ventilación de vapor se llena de combustible y se hunde, se produce un flujo continuo de combustible y vapor a través de la línea de ventilación. 

Es importante detectar esta condición, ya que el flujo de combustible del carburador al tanque de suministro de combustible puede causar un desbordamiento del tanque con el consiguiente aumento del consumo de combustible.

Para revisar el sistema de ventilación, desconecte la línea de ventilación de vapor donde se une al carburador y encienda la bomba de refuerzo de combustible mientras observa la conexión de ventilación de vapor en el carburador. Mueva el control de mezcla del carburador a auto-rico; luego regréselo al corte de ralentí. 

Cuando se enciende la bomba de refuerzo de combustible, debe haber una eyección inicial de combustible y aire seguida de un corte con no más que un goteo constante desde la conexión de ventilación. 

Las instalaciones con una purga fija de la cámara D conectada a la ventilación de vapor en la entrada de combustible mediante una línea externa corta deben mostrar una eyección inicial de combustible y aire seguida de una pequeña corriente continua de combustible. Si no hay flujo, la válvula se está quedando cerrada; si hay un flujo constante, se queda abierto.

Unidad de control de combustible - Fuel Control Unit 

La unidad de control de combustible está unida al conjunto del regulador y contiene todos los surtidores y válvulas dosificadoras. Las válvulas de ralentí y de enriquecimiento de potencia, junto con las placas de control de mezcla, seleccionan las combinaciones de surtidores para las diversas configuraciones (es decir, auto-rico, auto-pobre y corte de ralentí).

El propósito de la unidad de control de combustible es medir y controlar el flujo de combustible a la boquilla de descarga. La unidad básica consta de tres surtidores y cuatro válvulas dispuestas en conexiones en serie, en paralelo y en serie-paralelo. 

Estos jets y válvulas reciben combustible bajo presión de la unidad reguladora y luego miden el combustible a medida que fluye hacia la boquilla de descarga. 

La válvula de control de mezcla manual controla el flujo de combustible. Mediante el uso de surtidores del tamaño adecuado y la regulación del diferencial de presión entre los surtidores, se entrega la cantidad adecuada de combustible a la boquilla de descarga, proporcionando la relación deseada de combustible/aire en las distintas configuraciones de potencia. 

Cabe recordar que la presión de entrada a los chorros está regulada por la unidad reguladora y la presión de salida está controlada por la boquilla de descarga.

Los surtidores en la unidad básica de control de combustible son el surtidor de mezcla pobre automática, el surtidor rico automático y el surtidor de enriquecimiento de potencia. El flujo de combustible básico es el combustible requerido para hacer funcionar el motor con una mezcla pobre y es medido por el surtidor de mezcla pobre automática. 

El surtidor auto-rico agrega suficiente combustible al flujo básico para dar una mezcla ligeramente más rica que la mejor mezcla de potencia cuando el control de mezcla manual está en la posición de auto-rico.

Las cuatro válvulas en la unidad básica de control de combustible son: 1. Válvula de aguja de ralentí 2. Válvula de enriquecimiento de energía 3. Válvula de llenado del regulador 4. Control de mezcla manual.

Las funciones de estas válvulas son: 1. La válvula de aguja de ralentí mide el combustible en el rango de ralentí solamente. Es una válvula de aguja redonda y contorneada, o una válvula de cilindro colocada en serie con todos los demás dispositivos de medición de la unidad básica de control de combustible. 

La válvula de aguja de ralentí está conectada mediante un enlace al eje del acelerador, de modo que restringe el flujo de combustible en configuraciones de baja potencia (rango de ralentí).

2. El control de mezcla manual es una válvula de disco rotatorio que consta de un disco estacionario redondo con puertos que salen del surtidor de mezcla pobre automática, el surtidor de mezcla rica automática y dos orificios de ventilación más pequeños. 

Otra parte giratoria, parecida a una hoja de trébol, se mantiene contra el disco estacionario por la tensión del resorte y se hace girar sobre los puertos de ese disco mediante la palanca de control de mezcla manual. Todos los puertos y ventilaciones están cerrados en la posición de corte inactivo. 

En la posición de inclinación automática, los puertos del surtidor de inclinación automática y los dos orificios de ventilación están abiertos. El puerto del chorro rico en automóviles permanece cerrado en esta posición. En la posición de enriquecimiento automático, todos los puertos están abiertos. Las posiciones de la placa de la válvula se ilustran en la figura. 

Las tres posiciones de la palanca de control de mezcla manual permiten seleccionar una mezcla pobre, una mezcla rica o detener el flujo de combustible por completo. La posición de corte de ralentí se utiliza para arrancar o parar el motor. Durante el arranque, el cebador suministra combustible.

3. La válvula de llenado del regulador es una pequeña válvula de asiento ubicada en un conducto de combustible que suministra presión de combustible medida a la cámara C de la unidad del regulador. 

En el corte de ralentí, la parte plana de la leva se alinea con el vástago de la válvula y un resorte cierra la válvula. Esto proporciona un medio para cerrar el flujo de combustible a la cámara C y, por lo tanto, proporciona un corte de ralentí positivo.

4. La válvula de enriquecimiento de energía es otra válvula tipo asiento. Está en paralelo con los jets de auto-pobre y auto-rich, pero está en serie con el jet de enriquecimiento de potencia. Esta válvula comienza a abrirse al comienzo del rango de potencia. Se abre cuando la presión de combustible no medida supera la presión de combustible medida y la tensión del resorte. 

La válvula de enriquecimiento de energía continúa abriéndose más durante el rango de potencia hasta que el flujo combinado a través de la válvula y el surtidor de enriquecimiento automático excede el del surtidor de enriquecimiento de energía. En este punto, el surtidor de enriquecimiento de potencia se hace cargo de la medición y mide el combustible en todo el rango de potencia.

5. Los carburadores equipados para inyección de agua se modifican mediante la adición de una válvula de desriquecimiento y un chorro de desriquecimiento. La válvula de desriquecimiento y el chorro de desriquecimiento están en serie entre sí y en paralelo con el chorro de enriquecimiento de potencia.

El carburador controla el flujo de combustible variando dos factores básicos. La unidad de control de combustible, actuando como una válvula reductora de presión, determina la presión dosificadora en respuesta a las fuerzas dosificadoras. La unidad reguladora, en efecto, varía el tamaño del orificio a través del cual la presión dosificadora fuerza el combustible. 

Es una ley básica de la hidráulica que la cantidad de fluido que pasa a través de un orificio varía con el tamaño del orificio y la caída de presión a través de él. Los dispositivos automáticos internos y el control de mezcla actúan juntos para determinar el tamaño efectivo del paso de medición a través del cual pasa el combustible. Los dispositivos internos, chorros fijos y válvula de enriquecimiento de potencia variable no están sujetos a control externo directo.