Carburación y carburadores

Fig. 53.—Corte esquemático de un carburador.

Para que pueda regularse la proporción de la mezcla, en la cámara de carburación y por encima del pulverizador, desemboca un tubo D, que puede cerrarse más o menos mediante un disco E. De esta manera se tiene un carburador con toma de aire adicional.

Por dicho tubo entra aire puro, con lo cual se logran dos objetos. Desde luego, cuando por D llega aire, disminuye la depresión en G y, por lo mismo, la cantidad de esencia. De aquí nace, pues, un primer empobrecimiento de la mezcla. Por otra parte, el aire puro, al mezclarse con el aire carburado, empobrece el gas absorbido.

Según que la carburación se regule a mano o automáticamente, se tendrá un carburador ordinario o mandado, o bien un carburador automático.

Antes de entrar en el estudio de los diferentes tipos de carburadores, vamos a decir algo sobre los órganos que les son comunes.

Nivel constante.—

El nivel de la esencia se mantiene constante en el depósito o recipiente A gracias a un flotador que, al moverse, actúa sobre un punzón (figuras 54 y 55). El orificio de entrada de la esencia puede disponerse en la parte superior (fig. 54) o inferior (figura 55) de la cámara de nivel constante.

Fig. 54. — Cámara de nivel constante en la cual la esencia entra por la parte superior.

Fig. 55.— Cámara de nivel constante en la cual la esencia entra por la parte inferior.

En el primer caso, el punzón está simplemente sostenido por el flotador. Cuando la esencia ha alcanzado el nivel conveniente, el flotador asciende, arrastrando consigo el punzón que cierra el orificio E.

En el segundo caso, el punzón descansa sobre los brazos menores de dos palancas LL, mientras que el flotador se apoya en los brazos mayores de dichas palancas.

Fig. 56.— Carburador Grouvelle y Arquembourg.

Mientras el recipiente está vacío, el punzón está levantado. Al llegar la esencia, el flotador asciende, y el punzón, no encontrándose ya sostenido por las palancas, desciende debido a la acción de su propio peso.

La cámara de nivel constante, así como todo el carburador, es de bronce, o también, en algunos carburadores baratos, de aleación Cothias. En cualquiera de los casos, el carburador va fundido en una sola pieza. Una tapadera cierra la cámara de nivel constante e impide que en ella puedan entrar impurezas. Dicha tapadera esta atravesada por una espiga Q que va sostenida por un resorte en hélice. Esta espiga, llamada pulsador, sirve para inundar el carburador a fin de facilitar la puesta en marcha del motor.

Cámara de carburación. -

La forma de la cámara de carburación varía según los constructores. En todos los casos presenta, al nivel del extremo superior del pulverizador, un estrangulamiento con objeto de aumentar la velocidad del aire en dicho punto, asegurando así la salida de la esencia.

En el orificio de entrada del aire va dispuesta una tela metálica con el fin de impedir que lleguen al carburador las impurezas que aquél pueda arrastrar.

La cámara de carburación presenta a veces una doble envolvente para que pueda verificarse el caldeo del carburador. Además, termina por su parte superior con un órgano para el dosado del aire adicional, y con un estrangulador destinado a regular la cantidad de gas admitido en el motor.

En algunos carburadores (Grouvelle y Arquembourg), alrededor de este estrangulador es donde se verifica el caldeo de la mezcla.

Pulverizador (gicleur).—

El pulverizador es un sencillo tubo de latón que comunica con la parte inferior de la cámara de nivel constante. Ordinariamente presenta en su parte superior un orificio de diámetro muy reducido por donde fluye la esencia.

Otras veces (Longuemare) la pulverización de la esencia y su mezcla con el aire se verifican entre las paredes de la cámara y las de un tubo cónico de bronce, terminado en forma de seta, y que presenta una serie de ranuras en número variable.

El carburador Richard-Brasier lleva dos pulverizadores, inclinados el uno con respecto al otro de modo que los dos chorros de esencia se encuentren, como pasa con las dos llamas de un mechero de gas acetileno, de los de pico conjugado. Esta disposición da como resultado una especie de frenado en la circulación de la esencia, frenado que se utiliza para regular la carburación.

Fig.57.-Carburador Grouvelle y Arquembourg.

Aparatos para la toma de aire.— Carburadores ordinaríos.—

En los carburadores ordinarios, la toma de aire se hace de un modo muy parecido a como se indica en el esquema de la figura 53, es decir, por un orificio que puede cerrarse, sea mediante un disco o mariposa, sea por medio de un obturador, que gira alrededor de su eje lo mismo que un grifo, o deslizándose en un tubo.

Fig. 58. Carburador Grouvelle y Arquembourg,

Carburadores automáticos

En los carburadores actuales, para mantener constante automáticamente la carburación, se sigue alguno de los procedimientos siguientes:

1.° Admitiendo aire puro para mezclarlo al aire carburado, empobreciendo así la mezcla en las grandes velocidades.

2.° Frenando la llegada de la esencia.

3.° Combinando los dos procedimientos anteriores.

No pretendemos describir todos los carburadores automáticos, por su excesivo número. Además, como nuestra obra no es una historia del automóvil, nos contentaremos con hacer una descripción completa de los principales carburadores modernos, sin entretenernos en estudiar los primitivos modelos que están ya en ilosuso, a pesar de que se les encuentra aún en algunos automóviles antiguos.

Carburadores modernos

En todos los constructores se advierte una doble preocupación. Por una parte conviene que el aparato asegure automáticamente una buena carburación, cualquiera que sea la marcha del motor en carga, y por otra hay que prever un dispositivo mediante el cual pueda obtenerse una marcha muy relentida del motor cuando éste trabaje sin carga. Para este último caso se emplea un dispositivo especial que sólo entra en funciones cuando el obturador de admisión está completamente cerrado.

Los trabajos llevados a cabo con objeto de llegar a obtener motores realmente silenciosos, han influido mucho en la adopción de estos dispositivos especiales. Un motor verdaderamente moderno ha de ser completamente silencioso cuando gire en marcha relentida.

Por otra parte, la misma disposición que los carburadores modernos tienen para el relentido, permite también poner fácilmente el motor en marcha.

Vamos ahora a detallar los tres carburadores que están más en boga hoy día, o sea el Zenith, el Solex y el Claudel.

Carburador Zenith.—

Consideremos el carburador más sencillo que se pueda concebir: un pulverizador dispuesto en el tubo de aspiración y alimentado por un depósito de nivel constante. Examinemos lo que pasará cuando el motor esté en marcha.

Supongamos que hemos determinado experimentalmente el diámetro del pulverizador que mejor resultado nos da (máximum de potencia con el mínimum de consumo) cuando el motor gira a un cierto régimen, 1.000 revoluciones por minuto, por ejemplo.

Admitamos que el motor marche relentido. La depresión que se produce alrededor del pulverizador, y que es la que obliga a la esencia a salir, disminuye. La esencia fluye más paulatinamente, la mezcla aire-esencia se empobrece, el motor gira cada vez más relentido hasta que no resultando ya inflamable la mezcla, el motor se para.

Supongamos, por el contrario, que disminuyendo la carga del motor aceleramos su marcha de manera que pase de 1.000 el número de revoluciones. La depresión aumentará, la esencia fluirá en mayor cantidad, y la mezcla resultará tanto más rica cuanto más rápidamente gire el motor: por lo tanto, el gasto de esencia aumentará. Después, la mezcla se hará cada vez más rica, la potencia bajará y el motor acabará por pararse en cuanto el gas aspirado contenga tanta esencia que la mezcla no resulte inflamable. La cantidad de aire varía, es cierto, en el mismo sentido que el gasto de esencia; pero la relación entre el peso del combustible y el del aire dista mucho de ser constante, pues como acabamos de ver, el gasto de esencia es mucho mayor que el de aire. Si representamos gráficamente la variación de la relación(esencia/aire) obtendremos la curva de la figura 59.

Es necesario, pues, por un medio cualquiera aumentar el gasto de esencia cuando el motor gire a un régimen bajo y disminuirlo en las grandes velocidades. Esto puede conseguirse, frenando el gasto de esencia, o introduciendo aire puro en la mezcla, etc.

En el carburador Zenith se sigue otro procedimiento, que consiste en compensar las variaciones de la relación (esencia/aire) con el empleo de un pulverizador auxiliar llamado compensador, cuyo gasto sigue una ley distinta de la que rige el gasto del pulverizador ordinario.

Imaginemos un pulverizador cuyo gasto de esencia sea constante, es decir, independiente de la depresión que exista en el carburador. Si con dicho pulverizador se trata solamente de carburar el aire, éste se cargará de una cantidad de esencia tanto menor cuanto más rápiclámente circule el aire; lo contrario de lo que pasaba antes. Por lo tanto, si representamos gráficamente las variaciones de la relación (esencia/aire) para dicho pulverizador en función de la velocidad angular del motor, obtendremos la curva de la figura 60.

Fig. 59. — Curva representativa de las variaciones de la relación esencia/aire en el caso de un pulverizador ordinario.

Fig, 60. — Curva representativa de las variaciones de la relación esencia/aire en el caso de un pulverizador de gasto constante.

Se concibe, pues, que utilizando los dos pulverizadores de que acabamos de hablar, se puede obtener una relación constante entre el aire y la esencia que aspira el motor: bastará para ello calcular convenientemente el diámetro de cada pulverizador.

Figs. 65 y 66. —Dos vistas del carburador horizontal Zenith.

Hay que tener presente que este carburador se aplica solamente en casos particulares. Pero, en algunos motores de un solo bloque, que tienen la tubería sumergida, forma un conjunto armonioso y resuelve a la perfección el problema del caldeo del carburador, problema tan interesante en los motores modernos. Puede decirse que resuelve el problema de la manera mas sencilla... pues lo suprime.

Sabido es que hay que considerar al carburador no como un vaporizador de esencia, sino como un aparato que la dosa, o, dicho de otra manera, no considerarlo como un aparato destinado a proporcionar una mezcla íntima y homogénea de aire y vapor de esencia, sino como uno, más sencillo y práctico que una bomba, que facilite la cantidad de aire y de esencia necesarios para obtener una buena mezcla.

El removido, y sobre todo la vaporización de la mezcla carburada, se produce en la tubería y principalmente en el cilindro. Si quiere evitarse la condensación de la esencia en las tuberías, condensación que es siempre perjudicial para la buena carburación, es necesario, o bien recalentar el aire con objeto de obtener una vaporización rápida de la esencia, o bien recalentar las paredes de la tubería de admisión.

Esta última solución es la que más puede recomendarse y la que prevalece en la actualidad; el aire caliente es bastante difícil de obtener sin que se produzca una depresión suplementaria en el carburador; por otra parte, un exceso de aire caliente es perjudicial, pues origina una disminución en el peso de la cilindrada aspirada.

Fig. 68.— Corte del carburador Solex.

El disco es muy sensible en sus movimientos y está en posición de cierre en cualquiera de las posiciones comprendidas entre a y b (fig. 71) (el relentido es independiente de la mayor o menor exactitud de esta posición angular). Cualesquiera que sean los juegos que se produzcan en las articulaciones del mecanismo de mando, e independientemente de la posición más o menos exacta de la manecilla, el motor vuelve siempre a la misma velocidad de relentido cuando se abandona el acelerador.

Fig. 69. — Disco del carburador Solex.

Fig. 70.— Corte del carburador Solex, alojamiento del disco.

Una vez se ha logrado regular el relentido, hay que asegurarse de que el tapón B permanece fijo, lo que se logra mediante la presión de un freno m, de metal, relativamente blando (cobre rojo), cuya punta, descentrada de la mitad del paso de rosca de que va provisto el tapón, y del mismo ángulo que ésta, se apoya sobre el filete y lo fija como lo haría una cuña, consiguiéndose todo ello con la simple rotación del sombrerete n, y valiéndose sencillamente de los dedos pulgar e índice.

La traslación axial del disco permite corregir los inconvenientes debidos al desgaste del mismo: cuando después de un tiempo de uso, las fugas del disco dejan pasar un poco más de gas y el motor pierde algo en su relentido, una fracción de vuelta que se dé al tapón B disminuye la fuga consentida en el fondo del alojamiento del disco, quedando compensadas las fugas perjudiciales.

La reunión de estas disposiciones tan sencillas (la bola y el doble disco) hacen automático el carburador Solex; automaticidad que conserva entre límites muy separados, dando al pulverizador auxiliar g la máxima elasticidad, que es indispensable posea, a fin de que proporcione la esencia necesaria para la mejor composición de la mezcla, cualquiera que sea la velocidad del motor, sin que, en ningún caso, haya el más pequeño exceso de aquélla.

Durante el relentido, como el disco permanece casi horizontal (fig. 71, n.° I), la fuga o espacio, en forma de media luna, existe lo mismo para la lámina superior que para la inferior; en el espacio intermedio hay, pues, una depresión moderada, un promedio entre la depresión exagerada que se produce encima del disco y la casi nula que existe alrededor del pulverizador principal. Esta depresión es suficiente para que el pulverizador auxiliar g proporcione la pequeña cantidad de esencia necesaria para la marcha del motor, cuando no trabaja en carga.

71. —Distintas posiciones del disco del carburador Solex.

Si el motor tiende a acelerarse, la depresión en el disco aumenta, la bola está más tiempo levantada y deja pasar cada vez más aire, disminuyendo el gasto del pulverizador g: a esto es debido que un motor provisto de carburador Solex gire con más lentitud y regularidad que si llevase el más sensible regulador.

Al reacelerar el motor, como la depresión alrededor del pulverizador g disminuye, la bola vuelve sobre su asiento, no pasando entonces apenas aire por u, sino solamente esencia. La disposición del doble disco contribuye también a aumentar el gasto del pulverizador g al reacelerar: cuando el disco principia a abrirse (fig. 71, número II), el aire, obligado como está a pasar todo por entre las dos láminas, adquiere una gran velocidad. El papel del doble disco es, pues, el de atenuar la depresión en el pulverizador auxiliar durante el relentido y aumentarla en las reaceleraciones.

Carburador Claudel (Modelo antiguo).—

Aunque el modelo que vamos a describir está ya un poco anticuado, como se emplea aún bastante hoy día, creemos que, el hacerlo figurar en estas páginas, ha de satisfacer sin duda a muchos de nuestros lectores.

El carburador Claudel (fig. 72) se funda en un principio completamente distinto del de los dos carburadores anteriormente descritos.

En él, la automaticidad se logra frenando la esencia en las grandes velocidades, resultado que se consigue sin el empleo de ningún aparato u órgano mecánico adicional.

El pulverizador no presenta otra particularidad que la de ser de bastante longitud. Va envuelto por un tubo o linternilla, cerrado en su parte superior por un tornillo, y en el cual se han practicado dos filas de agujeros, una de ellas en la parte inferior, y la otra en la parte superior, cerca casi del orificio del pulverizador. Este se halla, pues, aislado de la cámara de depresión.

El aire penetra en la linternilla por los agujeros inferiores, de una sección total bastante grande, rodea al pulverizador y sale, finalmente, por los agujeros superiores. Solamente esta corriente de aire es lo que regula la depresión alrededor del pulverizador. Ahora bien, esta corriente de aire se frena durante las grandes velocidades, obedeciendo a la ley general

Fig. 72. — Corte del carburador.

A, cuerpo del carburador.— B, cuba del flotador.— C, cámara de llegada del agua. — Y, filtro, — R, llegada de la esencia. — N, linternilla que envuelve al pulverizador. — G, obturador.

Corte del pulverizador.

1, paso de la esencia.— 2, paso del aire. — 3, entrada de aire.— 4. — Salida de la mezcla.— 5, tornillo de regulación.

Cuando la velocidad del motor aumenta, la resistencia que los agujeros superiores ofrecen al paso de la corriente aumenta también y esta última se encuentra frenada tanto más cuanto a más cambios bruscos de dirección esté sometida. Como la corriente de aire va frenada, la depresión es menor en la linternilla que en la tubería, y la esencia fluye en menor cantidad.

Se comprende, pues, que es posible regular este frenado valiéndose simplemente de las dimensiones de los orificios de entrada y salida de la corriente. Se han calculado y establecido unas series de pulverizadores, en cada una de las cuales, se obtienen gastos, distintos para las presiones débiles, e iguales para las grandes presiones. De esta manera se logra una regulación automática, sin necesidad de piezas en movimiento, sin resortes ni válvulas, que no está propensa a frecuentes desarreglos y, sobre todo, que es de una gran sencillez.

Un carburador que lleve este dispositivo será perfecto y completo siempre que el motor de que se trate desarrolle su máxima potencia; pero un motor de automóvil ha de poder marchar en carga reducida, como, por ejemplo, cuando circula por las calles de una ciudad.

En general, se reduce la potencia de un motor, estrangulando más o menos la admisión por medio de un disco, o bien de un obturador. Lo que se hace así es introducir una resistencia a la aspiración y, al aumentar la depresión en el cilindro, queda disminuida la cilindrada útil. De esta manera se obra directamente sobre la cantidad de mezcla admitida; pero, al disminuir la cantidad de mezcla aspirada, el frenado por los agujeros de la linternilla pierde algo de su eficacia. Se emplea entonces un procedimiento muy conocido y que se aplica ya en otros carburadores, como son el Berliet o el Gobron, y que consiste en estrangular simultáneamente el aire antes y después del pulverizador. El estrangulamiento se obtiene por medio de un obturador ordinario, que tiene la forma de un cilindro en el que se ha practicado, perpendicularmente a su eje, un orificio cilindrico. Este obturador presenta la particularidad de dejar el paso libre al pulverizador, incluso en el caso de cerrar la entrada al gas: la linternilla queda introducida en el obturador, el cual, a este efecto, lleva ya practicada una hendidura o mortaja. Así, aunque el obturador esté cerrado, el pulverizador comunica con la tubería por medio de los agujeros superiores de la linternilla: otra hendidura practicada en la parte inferior del obturador mantiene, cualquiera que sea la posición de éste, la conveniente depresión sobre el pulverizador.

La parte superior del obturador sirve, pues, de estrangulador de gas, y la inferior estrangula el aire. Cerrando el gas disminuye la entrada de aire, y se mantiene de esta manera la depresión necesaria alrededor del surtidor.

En resumen, hay dos partes en el carburador Claudel.

1.ª Un dispositivo que asegura la constancia en la proporción de la mezcla cuando el obturador está abierto por completo. Esta constancia se obtiene frenando el aire y la esencia en la linternilla.

2.ª Un dispositivo que asegura la constancia de la mezcla, cualquiera que sea la posición del obturador.

Este resultado se obtiene mediante los movimientos conjugados de la parte inferior y superior del obturador.

Regulación.— Dos tornillos de tope provistos de contratuercas limitan los movimientos del obturador.

Para el relentido, un tornillo S permite obturar mas o menos un pequeño canal que comunica con el aire exterior y que alimenta el carburador durante el relentido.

Otro tornillo V permite obturar más o menos el paso del aire antes de que llegue al pulverizador. Se atornilla o desatornilla, según que se quiera enriquecer o empobrecer la mezcla.

Nuevo carburador Claudel (fig. 73).—

Este carburador es del tipo llamado de nivel constante. En él, la automaticidad se logra regulando el gasto de esencia en las pequeñas velocidades mediante un difusor N, que lleva en la parte inferior el pulverizador principal y en la superior el de relentido.

La esencia llega a la cámara B del flotador por el orificio que presenta el tubo R de enlace. El flotador D, que mueve al punzón M mediante unas palanquitas basculantes, mantiene constante el nivel de la esencia en la cámara B. La esencia tiene también el mismo nivel en el pulverizador central del difusor y en las cámaras 1 y 2.

El cuerpo del carburador tiene un orificio F de toma de aire, que puede aspirar aire frío o caliente. Una llave u obturador G, dispuesto encima del difusor, sirve para regular la cantidad de gas aspirado por el motor. Este obturador va movido directamente por el pedal del acelerador, que puede ponerlo en posición de su máxima apertura y, además, por la manecilla montada en el volante de dirección, que lo abre sólo parcialmente.

El pulverizador de relentido desemboca en el interior del obturador. Este tiene practicadas, en su parte inferior, unas muescas o hendiduras apropiadas, y destinadas a regular la depresión en el difusor para cualquier posición de abertura.

Fig. 73. - B, cámara del flotador.— R, tubo de enlace para la llegada de la esencia.— D, flotador.— M, punzón. — G, válvula u obturador de regulación. — F, toma de aire. — E, brida para fijar el carburador a la tubería de admisión. — N, tubo del difusor.— e. pulverizador de relentido. — i y g, orificios.—1, tubo de depresión. — 2, tubo envolvente.— c, orificios del pulverizador principal.— V, tornillo para regular la carburación.

El carburador se fija, por medio de una brida E o por un tubo de enlace, a la tubería de admisión, la cual reparte la mezcla a los cilindros.

En marcha relentida, hasta unas tres cuartas partes de la apertura de la manecilla, sólo el pulverizador de relentido es el que proporciona esencia. El nivel de ésta en el difusor permanece constante. Pero aumentando ya más la abertura, la depresión obra en los orificios g y por consiguiente en el tubo del difusor N. Por los orificios i, la depresión obra también en el tubo envolvente 2, y como este tubo está abierto por su parte superior y comunica con la atmósfera por los agujeros practicados en la parte inferior de la envolvente exterior del difusor, resulta de ello una absorción de aire hacia este último. Por consiguiente, el aire penetra en el tubo de depresión por los orificios i, se carga de esencia y esta mezcla, muy rica, sale por los orificios superiores g para mezclarse de nuevo y dosar convenientemente al aire aspirado directamente por la toma P de aire.

Las cámaras 1 y 2 se alimentan del pulverizador principal por medio de los agujeros c. Este pulverizador proporciona esencia debido a la altura de carga de la esencia contenida en la cámara del flotador, y también obedeciendo a la depresión producida en el interior del difusor N. Esta depresión se regula por la relación entre las secciones de los orificios g e i, cuyas dimensiones han sido previamente determinadas.

Según la importancia de la depresión en el difusor N, así varía también el nivel de la esencia en las cámaras 1 y 2, y queda reducida al mínimo cuando el obturador está completamente abierto y el motor gira al máximo de velocidad. De ello resulta una corrección en el gasto de la esencia. La mezcla es más rica en las marchas lentas, y se facilitan las reaceleraciones valiéndose de la esencia contenida en las cámaras 1 y 2 del difusor.

El tornillo V sirve para regular la carburación, según sea la temperatura exterior, pues atornillándolo se aumenta un poco la cantidad de esencia (regulación para el invierno), y desatornillándolo se disminuye (regulación para el verano).

(*) Los principales datos sobre la composición de la mezcla explosiva, han sido tomados de la obra de Perissé sobre Carburadores.

"El motor de explosión", E. Petit

Versión de la 4ª edición francesa por el ingeniero L. Hereter Ferrán

Gustavo Gili Editor, Barcelona, 1920