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Como funcionam os carburadores – e tudo o que você precisa saber sobre eles

Por ser o predecessor do controle de combustível, o carburador muitas vezes é tratado como uma velharia ultrapassada, não recebendo seu devido valor. Mas vamos pensar um pouco. Se imagine numa época onde a eletricidade era responsável apenas pela ignição do motor, todo o ajuste de demanda era mecânico. Não é uma coisa muito simples. Então hoje vamos entender o funcionamento desta verdadeira obra de arte.

 

Como ele funciona?

Foto I

Todo carburador funciona aplicando o princípio de diferencial de pressão. Quando existem dois pontos com pressões diferentes entre si, e estes pontos se comunicam, há uma tendência de equalização entre as pressões. Com isso acontece um deslocamento de fluido entre os pontos de maior e menor pressão. E exatamente por conta deste efeito o combustível se desloca através dos circuitos. Porém dependo da abertura que a borboleta apresente o nível de depressão oscila, reduzindo assim o fluxo.

Foto II

Para evitar esta condição é preciso outra forma de gerar o diferencial. Conhecendo o princípio de Bernoulli os projetistas incorporaram um tubo Venturi ao desenho do carburador. Com isso o fluxo é acelerado no ponto de menor área criando um diferencial que varia proporcionalmente a velocidade de passagem do ar. Existem modelos de carburador que possuem Venturi intercambiável, permitindo o melhor ajuste para cada motor ou situação de uso. Por exemplo, pistas como Monza, onde o motor opera mas de 75% em plena carga, é possível aplicar um maior diâmetro de Venturi.

Foto III

 

Alguns modelos de carburador possuem um Venturi auxiliar, o famoso aviãozinho. Eles têm a função de aumentar o diferencial na região do circuito principal quando o Venturi principal é muito grande para um determinado deslocamento, fato que dificulta a transição entre circuitos. Quanto mais longo o Venturi maior o diferencial gerado por este.

 

Circuitos do carburador

Foto IV

Para controlar de forma mais precisa a quantidade de combustível adicionada à corrente de ar, os carburadores possuem diferentes “caminhos”, chamados de circuitos. Cada um atuando em determinadas faixas de operação do motor. Se você estiver utilizando um modelo de carburador que tem aplicação de fábrica, dificilmente haverá necessidade de intervir no carburador, pois este vem pré-ajustado para uma gama de motores que ele atende. Mas se você tem aquele verme do fuça fuça, ou está montando um projeto, aqui nós vamos analisa-los separadamente, bem como seus respectivos ajustes.

Circuito de alimentação

Foto V

O combustível que será distribuído pelo carburador é armazenado no reservatório principal, também chamado de cuba. O controle do nível é feito pela válvula agulha que é acionada por uma boia e seu braço oscilante. Ajustar o nível da cuba é importante, pois a variação do nível influencia diretamente a relação ar/combustível entregue. Se nós tivermos dois carburadores com a mesma configuração de gicleurs/giclês, tubos de emulsão e agulhas com abertura igual, a cuba que tiver maior nível irá entregar uma mistura mais rica.

Foto VI

Então antes de ajustar qualquer circuito vamos verificar o ponto de atuação da agulha de nível. A maioria dos fabricantes aftermarket informa em seus manuais as medidas de abertura e fechamento da boia, a foto acima mostra os valores informados pela Weber para seus modelos DCOE. Para termos as referências corretas devemos proceder da seguinte forma:

Foto VII

  • Vire o carburador de cabeça para baixo e desparafuse a cuba e retire a junta de vedação, garantindo a limpeza da face onde esta junta fica;

Foto VIII

  • Com o uso de um paquímetro meça a altura a partir do topo da boia, até a face onde fica a junta de vedação;

Foto XVI

  • Caso seja necessário, ajuste a altura dobrando levemente o braço de fixação da boia.

Circuito de lenta

Foto X

Com a borboleta fechada o diferencial entre a pressão atmosférica e aquela medida no coletor de admissão é muito alto (na verdade o mais alto encontrado em todo o regime de operação do motor), porém o fluxo de ar é muito baixo. Essa condição dificulta o arraste da mistura através do circuito principal. Então para suprir adequadamente o sistema, existe o circuito de lenta que atua desde a partida do motor até aproximadamente ¼ do curso total de abertura da borboleta.

Foto XI

O orifício de arraste do circuito de lenta normalmente fica logo após a borboleta, pois nesta região temos a maior velocidade de fluxo e também a maior depressão. Fatores que auxiliam fortemente a difusão do combustível na corrente, permitindo uma marcha lenta suave e de fácil ajuste.

Foto XII

Devido a esse diferencial elevado, o combustível que está na cuba é empurrado pela pressão atmosférica através de um orifício calibrado ou gicleur (1), que regula a quantidade de combustível a partir da resistência a sua passagem. Então o combustível é misturado ao ar no tubo de emulsão (2) para seguir até a agulha de ajuste da lenta (3) e só então encontrar a corrente de ar admitido. Agora vamos entender o passo a passo para o ajuste da marcha lenta:

Foto XIII

  • Ligue o motor e aguarde que ele alcance a temperatura de operação. Localize o parafuso de batente da borboleta (1) e o parafuso de mistura da marcha lenta (2);
  • Ajuste o parafuso de batente (1) até alcançar a rotação desejada para a marcha lenta;
  • Ajuste o parafuso de mistura (2) até que a rotação comece a se elevar

Circuito de progressão

Foto XIV

Também chamado de circuito intermediário ou de transição, ele ajuda a manter a estabilidade do motor no momento em que o circuito principal ainda não opera corretamente, mas o circuito de lenta está chegando em seu limite. Na maioria dos modelos de carburadores, não há intervenção no circuito intermediário, pois ele é uma derivação do circuito de lenta. Então se o ajuste de lenta foi realizado de maneira correta, a quantidade de combustível adicionado à corrente durante a transição será suficiente. Mas se você tiver a sensação de instabilidade, falta de potência ou mesmo engasgos e estouros no escapamento. Volte e abraços um pouco mais a agulha de lenta.

Circuito principal

Foto XV

Como o próprio nome indica, este é o principal trajeto percorrido pelo combustível para alimentar o motor. Ele começa a operar nas médias e se mantém ativo até o fim do regime de rotações. Para sua referência, este circuito tem o ponto de descarga na região de menor diâmetro do Venturi. Com isso o diferencial de pressão e velocidade de arraste são os maiores em qualquer situação.

Foto XVI

Este circuito possui gicleur, tubo de emulsão e agulha de ajuste próprio. Seu princípio de funcionamento é o mesmo já descrito no circuito de lenta. Mas aqui vale uma observação. O diâmetro, número e localização dos furos num tubo de emulsão são fatores determinantes para o comportamento do motor durante a aceleração. Para entendermos como esse princípio de atomização varia, vamos dividir o tubo em três partes conforme a imagem abaixo.

Foto XVII

Se os furos estiverem no terço inferior, o ar só começa a se misturar quando o nível baixo até este ponto. Fato que só ocorre em rotações mais altas. Ou seja, furos na porção mais baixa do tubo empobrecem a mistura em rotações mais altas.

O mesmo princípio se aplica a furos no terço central. Que emagrecem em médias, enquanto orifícios na parte superior determinam uma mistura “magra” na faixa inicial de rotações.

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Os tubos de emulsão, assim como os gicleurs possuem códigos que especificam seus diâmetros e posições dos orifícios. A tabela acima mostra os códigos para os conjuntos aplicados nos carburadores Weber IDF, IDA e DCOE. Existem algumas pessoas que recomendam a abertura dos gicleurs com brocas ou mesmo a redução do diâmetro destes com ferro de solda e estanho. Pessoal, comprem os kits corretos, façam combinações entre eles para fazer o melhor acerto, mas não embarquem nessa gambiarra. Esse tipo de coisa pode custar caro.

Foto XVIII

Chegou a hora de colocar os cavalos para galopar. O ajuste do circuito principal pede que o motor trabalhe acima dos 3000 rpm, então seria legal usar um dinamômetro para manter tudo em segurança. Mas se não tiver jeito, procure uma região de pouquíssimo movimento e ampla, para que se corra menos risco nessa fase de avaliação.

Poxa, mas eu não posso só acelerar o carro e tentar ajustar? Cara, um motor em carga demanda muito mais combustível do que rodando a vazio. Então não dá mesmo para conseguir um bom desempenho com esse tipo de estratégia.

Com a ajuda da tecnologia atual ficou muito mais fácil monitorar a mistura que o motor está ingerindo. Uma sonda lambda, de preferência wideband, um indicador e se possível um log de dados vão ser de muita ajuda, pois teremos dados precisos para afinar a sintonia. Mas se não for possível, o feeling é a chave nesse momento. O cheiro do escape, reações na aceleração e desaceleração, cor das velas e um ouvido afiado podem sim fazer toda a diferença. Então vamos começar com os passos:

  • Com o motor na temperatura de trabalho coloque os cavalos em trote a uns 2500 rpm, então acelere levemente até alcançar os 3500. Daí desacelere. Repita esse procedimento mais algumas vezes para ver se percebe algum “buraco”. Essa é a fase onde o circuito principal assume o fornecimento de combustível por completo.
  • Caso você encontre alguma anomalia, vá até as agulhas do circuito principal e faça seu ajuste até sentir o motor mais redondo e perceber a proporção correta de mistura, se estiver usando uma sonda.
  • Se perceber variações durante a progressão do motor, lembre-se do que falamos acima sobre os tubos de emulsão. Faça combinações até encontrar o acerto ideal para o seu propósito. Se possível use o dinamômetro para comparar diferentes dados e obter o melhor acerto.

Bomba de aceleração

Foto XX

Quando a borboleta do carburador se abre rapidamente, o diferencial de pressão cai. Isso causa dois efeitos. Primeiro, com menor diferencial menos combustível é empurrado da cuba para o circuito principal. Segundo,  o combustível (que já está em menor quantidade) lançado na corrente de ar vaporiza com mais dificuldade. Essa combinação empobrece a mistura e cria falhas e engasgos. Para que isso não aconteça é necessário injetar uma quantidade extra de combustível. Essa é a função da bomba de aceleração, também conhecida como rápida. O sistema é constituído por um pistão de curso ajustável, mola de recuperação e válvula check.

Carburadores que possuem este sistema normalmente apresentam uma alavanca que é ligada ao acionamento da borboleta. Há furos para mudança do ponto de acionamento. Quanto mais na extremidade da alavanca menor o curso realizado pelo pistão. Então para ajustar a quantidade de combustível, basta modificar a posição da alavanca.

 

Spoilers

Foto XXI

Agora que dissecamos todo o carburador e pudemos ver toda a magia envolvida em controlar a demanda de combustível. No próximo papo veremos como o controle de combustível evoluiu até chegarmos a atual condição, onde a eletrônica, protocolos de comunicação e processadores de alta capacidade gerenciam qualquer ação necessária para o motor operar. Vamos falar sobre injeções mecânicas, eletrônicas, tipos de centrais, ajustes possíveis, estratégias de controle, sensores e muito mais. Até a próxima!

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