Il carburatore è una parte meccanica del motore a combustione interna ad accensione comandata, posta nell'impianto d'alimentazione che si occupa di preparare la miscela di aria (comburente) e carburante da immettere nella camera di combustione.
Il carburatore è l'elemento principale dell'insieme denominato sistema di alimentazione dei motori a combustione interna. La figura specializzata per il montato, taratura e revisione è il carburatorista; ciò non toglie la possibilità di eseguire tali operazioni ad altri operatori tecnici o meccanici di settore.
Storia Il carburatore fu inventato in Italia da Luigi De Cristoforis nel 1876 e nel 1882 Enrico Bernardi sviluppò un carburatore per la "Motrice Pia", primo motore a combustione interna alimentato a benzina.
Il 25 aprile 1916 Claudio Fogolin brevetta per Lancia un carburatore in cui introdusse "nuove ed utili migliorie".
Il carburatore subì innumerevoli affinamenti lungo la sua lunga storia, ma la sua presenza sul mercato venne drasticamente ridimensionata dai sistemi ad iniezione, tanto da fermare la produzione europea dei modelli automobilistici nel 1995, mantenendo attiva solo quella per motoveicoli e macchine operatrici.
Caratteristiche del carburatore
Il carburatore è composto essenzialmente da un condotto principale che mette in comunicazione l'interno del gruppo termico (cilindro, testata, pistone, camera di combustione) con l'esterno.
Lungo il percorso di questo condotto si trova normalmente una valvola, a saracinesca o a farfalla a seconda del tipo di carburatore, che ha la funzione di regolare il flusso d'aria all'interno del condotto e un sistema d'ingresso del carburante.
La valvola è gestita in modo diretto o indiretto dal comando dell'acceleratore: accelerare significa aprire la valvola immettendo nella camera di combustione più miscela (aria e benzina).
L'aria all'interno del carburatore viene aspirata grazie alla depressione causata dal moto discendente del pistone all'interno del cilindro, o aspirata dal carter quando risale il pistone, mentre nei motori sovralimentati l'aria viene in diversi modi portata nel motore tramite un compressore.
Struttura del carburatore Il carburatore può assumere diverse strutture, facendolo diventare del tipo:
Automobilistico: questo carburatore vincola l'afflusso d'aria attraverso una valvola a farfalla ed è munito di un singolo ugello di precisione che alimenta i vari circuiti (eventualmente provvisti di viti di regolazione) del carburatore, mentre per il richiamo della benzina, generalmente utilizza un sistema a membrana. Motociclistico (originario): questo carburatore vincola l'afflusso d'aria attraverso una valvola a saracinesca munita di uno spillo conico che regola l'afflusso di benzina. L'afflusso viene regolato tramite una vaschetta di benzina munita di una valvola galleggiante, questo carburatore ha la vaschetta galleggiante e la valvola gas con relativo spillo messi in comunicazione da un tubo o canale, facendo risultare i due elementi come due corpi separati. Motociclistico moderno: questo carburatore vincola l'afflusso d'aria attraverso una valvola a saracinesca, munita di uno spillo conico che regola l'afflusso di benzina ai medi carichi, i vari circuiti (eventualmente provvisti di viti di regolazione) del carburatore, sono alimentati da un minimo di un solo ugello di precisione, fino a 4 o più (circuito d'avviamento compreso), generalmente si fa uso di tre ugelli (circuito d'avviamento compreso), mentre per il richiamo della benzina, generalmente utilizza un sistema caduta governato da un galleggiante, che fa riempire la vaschetta di benzina ricavata sotto il corpo della valvola gas. Motociclistico moderno per usi particolari, i carburatori motociclistici moderni hanno un condotto orizzontale rispetto al corpo carburatore e valvola verticale ed il loro campo di funzionamento va dalla postura verticale della valvola e di tutto il circuito massimo e sistema galleggiante fino ad un'inclinazione anteriore massima di 40°, ma preferibilmente non oltre i 30° (l'inclinazione va determinata in base all'uso in modo da favorire una postura più verticale possibile della valvola), per alcune applicazioni si è dovuto in alcuni casi o inclinare il condotto venturi come nel caso del Mikuni TM34SS (inclinazione di 30° in avanti/basso) o inclinare tutto il corpo carburatore rispetto alla vaschetta benzina come lo Yoshimura YD-MJN che ha il corpo carburatore inclinato di 45° rispetto alla vaschetta carburante. Motociclistico tipo Lectron o APT SmartCarb, questo tipo di carburatore riduce al minimo il numero dei elementi di taratura e utilizza un particolare tipo di spillo conico, basando la carburazione quasi esclusivamente su di esso.
I carburatori motociclistici al posto dello spillo conico possono essere muniti di uno spillo con più fori di atomizzazione (MJN - Multiple Jet Nozzle), questo spillo può essere fisso (come nel Dell'Orto SHA) o mobile (come nei Yoshimura MJN), con l'apertura della ghigliottina il passaggio dell'aria richiama la benzina dai fori dello spillo che sigilla il polverizzatore.
La struttura del carburatore può essere di vario tipi, in base alla disposizione del condotto venturi, in genere orizzontale o verticale, ad uso automobilistico la disposizione più utilizzata è di tipo verticale (solo alcuni modelli sportivi utilizzano carburatori a disposizione orizzontale), inizialmente dato l'uso di valvole laterali i carburatori a disposizione verticale avevano un flusso dal basso verso l'alto, successivamente con i primi motori a valvole in testa i carburatori sempre di tipo verticale vennero chiamati invertiti in quanto il flusso ora è dall'alto verso il basso, successivamente nei vari ambiti vennero realizzati disposizioni intermedie.
Accorgimenti per il carburatore a ghigliottina (tipo motociclistico) Nei carburatori dove la valvola gas è del tipo a ghigliottina, per poter aver un livello della benzina controllato e costante dentro alla vaschetta carburante del carburatore, si utilizza: Sistema a galleggiante, è caratterizzato da un galleggiante che governa la valvola della benzina. Quando la vaschetta del carburatore é vuota, il galleggiante sfrutta la forza di gravità per aprire delle feritoie, in modo da avere un livello costante di benzina. Sfiati, questi sfiati mettono in comunicazione la vaschetta della benzina con l'esterno, sono dei condotti ricavati sul corpo carburatore, che servono per permettere l'afflusso di benzina nel carburatore, difatti se non ci fossero l'aria rimarrebbe intrappolata impedendo il corretto riempimento. Inoltre hanno anche la funzione di far fuoriuscire la benzina nel caso si capovolga il carburatore (caduta del mezzo) ed evitare che il mezzo s'ingolfi. Tubo di massimo livello, è caratterizzato da un tubo presente sulla vaschetta del carburatore che mette in comunicazione l'interno della vaschetta con l'esterno, il suo scopo è quello d'evitare l'eccessivo riempimento della vaschetta e quindi evitare che il mezzo s'ingolfi. Circuiti di polverizzazione, questi circuiti sono 2, uno per il minimo e uno per il massimo, in questi circuiti scorre l'aria presa all'inizio del Venturi o dall'esterno del carburatore, questi circuiti vengono utilizzati per migliorare la polverizzazione e generalmente sul circuito del minimo viene applicata una vite di regolazione di flusso. Lucidatura lato aspirazione del carburatore, si lucida la parte che va dalla valvola gas all'ingresso del Venturi, quest'operazione si può eseguire cromando questa zona o semplicemente rendendola molto liscia, questo favorisce lo scorrimento dell'aria all'ingresso del carburatore. Sabbiatura lato motore del carburatore, si fa diventare porosa la superficie che va dalla valvola gas fino al termine del carburatore con il collettore d'aspirazione del motore, tramite la sabbiatura, questa porosità permette il formarsi di una pellicola di benzina, che facilita il passaggio della miscela aria benzina, grazie al miglioramento dello strato limite. TPS (Throttle Position Sensor), si tratta di un sensore che può essere usato sia per regolare la carburazione tramite l'uso di vari solenoidi controllati da una centralina dedicata o tramite l'ECU (Unità di controllo motore), oppure può essere usata solo per poter regolare altri parametri non inerenti con la carburazione, come ad esempio la fasatura o la gestione della valvola di scarico del 2T. Controllo remoto del minimo si ha un rinvio della vite del regime minimo in modo da poter variare questo parametro senza dover scendere dal mezzo.
Tipo di giunzione Il collegamento del carburatore con il motore può essere di varia natura: Manicotto, la giunzione avviene tramite delle giunzioni cilindriche Maschio, il carburatore ha un collegamento maschio, che generalmente viene intercettato da un collettore in gomma Femmina, il collettore ha un collegamento femmina, che avvolge un collettore in metallo Flangia, il carburatore si può collegare direttamente al motore e generalmente viene interposta una guarnizione
Dal lato aspirazione il carburatore può altresì avere come giunzioni: Libera, non è previsto alcun tipo di collegamento Filettato, generalmente per permettere l'uso di cornetti d'aspirazione o adattatori a manicotto per collettori diretti a scatole dell'aria Manicotto, per collegarsi ad un collettore in gomma
Tipi di corpo I carburatori a seconda del numero di condotti d'alimentazione che sono presenti possono essere: Monocorpo, sono i carburatori più utilizzati in ambito motociclistico, anche per le pluricilindriche, dove in questo caso vengono in molti casi sincronizzati tramite delle flange sincronizzatrici e comandati con un unico cavo (che in questi casi, vengono chiamati "batterie"), in altri i carburatori rimangono indipendenti, in quanto i cilindri non sono in linea e quindi non è possibile avere un sistema flangiato per sincronizzare i carburatori o si devono usare più flange sincronizzatrici; In ogni caso per i motori pluricilindrici a più carburatori è necessario utilizzare un vacuometro per verificare che al minimo ogni cilindro sia alimentato allo stesso modo, così come anche nelle altre fasi di azionamento dell'acceleratore, con un maggior attenzione ai minimi azionamenti, che sono quelli più sensibili. Multi corpo, sono carburatori che nel caso dei "doppi corpi" hanno due condotti d'alimentazione, sono del tutto paragonabili a due carburatori in uno, mentre nel caso dei "triplo corpo" hanno tre condotti. Negli Stati uniti sono diffusi carburatori a quadruplo corpo, ciò che permette un'ottimale alimentazione dei motori otto cilindri a V di 90°, diffusi sia nell'uso automobilistico sia nella applicazioni nautiche. Apertura sincrona le valvole dei vari corpi lavorano tutte in sincrono, aprendosi e chiudendosi in modo eguale tra tutti i corpi, questa soluzione è utilizzata quando ogni corpo aziona un cilindro. Apertura differenziata l'apertura delle valvole non sono omogenee, in genere per la prima parte del comando acceleratore (tra ½ e ¾ circa) si apre solo una delle due valvole a farfalla (in modo parziale), mentre per la successiva parte del comando gas si ha l'apertura di entrambe le valvole (di cui quella del secondo corpo in modo più rapido), con il comando gas completamente azionato, entrambe le valvole sono aperte interamente.
Tipi di valvole per i carburatori Le valvole dei vari carburatori quando queste non sono a farfalla (tipo automobilistico o a membrana), possono essere a sfera o più comunemente sono di tipo a saracinesca (tipo motociclistico), queste ultime valvole possono essere: cilindriche; piatte (molto sottili, con i lati a coltello e un leggero rigonfiamento centrale, per posizionare lo spillo e la molla); a D (valvola piatta, con la differenza del rigonfiamento, che invece d'essere concentrata al centro, si allunga sono ai lati);