หลักการทำงานของคาร์บูเรเตอร์

คาร์บูเรเตอร์เป็นอุปกรณ์ที่ให้เครื่องยนต์มีส่วนผสมของเชื้อเพลิงและก๊าซ เวลาที่เครื่องยนต์สันดาปภายในใช้จนครบรอบ-จังหวะนั้นสั้นมาก และเวลาที่ใช้ในการเผาไหม้เชื้อเพลิงก็สั้นยิ่งกว่านั้นอีก การเผาไหม้เชื้อเพลิงที่ไม่สมบูรณ์จะส่งผลให้เกิดการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงและยังทำให้เกิดมลพิษไอเสียและการอุดตันของท่ออีกด้วย เพื่อให้แน่ใจว่าเชื้อเพลิงเผาไหม้ได้เต็มที่ เชื้อเพลิงจะต้องผสมกับอากาศจนหมดก่อนจุดระเบิด เพื่อเพิ่มพื้นที่สัมผัสระหว่างเชื้อเพลิงกับอากาศเพื่อให้การเผาไหม้รวดเร็ว เข้มข้น และสมบูรณ์ คาร์บูเรเตอร์เป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพในการผสมเชื้อเพลิงและอากาศ
รูปที่ 1 เป็นแผนผังโครงสร้างของคาร์บูเรเตอร์สำหรับเครื่องยนต์ ปริมาณเชื้อเพลิงในห้องเชื้อเพลิงถูกควบคุมโดยลูกลอย ตามหลักการของสถิตยศาสตร์ของไหล น้ำหนักของลูกลอยจะคงที่ และความลึกของการแช่น้ำมันเชื้อเพลิงก็คงที่เช่นกัน เมื่อระดับน้ำมันถึงความสูงของช่องฉีดน้ำมันเชื้อเพลิง วาล์วเข็มที่อยู่เหนือลูกลอยจะปิดช่องจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงและช่องจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงจะหยุดจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิง เมื่อระดับน้ำมันเชื้อเพลิงลดลงต่ำกว่าช่องฉีดน้ำมันเชื้อเพลิง ลูกลอยก็จะเคลื่อนลงตามระดับน้ำมัน และช่องเติมน้ำมันเชื้อเพลิงจะเปิดขึ้นอีกครั้งเพื่อจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงต่อไปจนกว่าระดับน้ำมันจะถึงความสูงของช่องฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงอีกครั้ง อุปกรณ์สำหรับสร้างเชื้อเพลิง-ส่วนผสมของก๊าซคือท่อเวนทูรีที่มีปลายหนาและตรงกลางบาง หัวฉีดที่เชื่อมต่อกับห้องเชื้อเพลิงจะถูกวางไว้ในลำคอในส่วนที่บางที่สุด เนื่องจากระดับของเหลวของเชื้อเพลิงอยู่ที่ความสูงเท่ากับหัวฉีด แรงดันน้ำมันเชื้อเพลิงที่หัวฉีดจึงเป็นความดันบรรยากาศ เมื่อกระแสลมความเร็วสูง-ไหลเข้ามาจากช่องลมเข้า ความเร็วลมที่ไหลผ่านคอจะมีขนาดใหญ่ขึ้น ตามผลของเวนทูรี เมื่อความเร็วลมเพิ่มขึ้น ความดันจะลดลง ความกดอากาศที่คอจะต่ำกว่าความดันบรรยากาศมาก ภายใต้การกระทำของความแตกต่างของแรงดันภายในและภายนอก เชื้อเพลิงในท่อน้ำมันเชื้อเพลิงจะถูกขับออกมาอย่างรวดเร็วและผสมกับอากาศจนเกิดเป็นหมอก-คล้ายส่วนผสม เมื่อแรงดันที่หัวฉีดลดลง ปริมาณน้ำมันที่ดูดออกก็จะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย ปริมาณน้ำมันที่ดูดออกจะเปลี่ยนแปลงไปตามอัตราการไหลของอากาศ ดังนั้นอัตราส่วนน้ำมัน-ก๊าซที่คาร์บูเรเตอร์จ่ายให้กับเครื่องยนต์จึงคงที่ได้ ส่วนที่ปรับและควบคุมอัตราส่วนน้ำมัน-ก๊าซคือวาล์วปีกผีเสื้อของคาร์บูเรเตอร์ ขนาดช่องเปิดของวาล์วผีเสื้อสามารถควบคุมการไหลของอากาศเพื่อควบคุมอัตราส่วนน้ำมัน-ก๊าซ ภายใต้สถานการณ์ปกติ อัตราส่วนมวลของน้ำมันต่อก๊าซจะอยู่ที่ประมาณ 1:13 และอัตราส่วนปริมาตรจะอยู่ที่ประมาณ 1:9000 คันเร่งสามารถควบคุมปริมาณก๊าซผสมทั้งหมดที่ฉีดเข้าไปในเครื่องยนต์ ซึ่งจะช่วยควบคุมกำลังเอาท์พุตของเครื่องยนต์ ลิ้นปีกผีเสื้อได้รับการติดตั้งไว้ในท่อเวนทูรีและเชื่อมต่อกับแป้นคันเร่งภายนอก คาร์บูเรเตอร์สมัยใหม่ยังเพิ่มอุปกรณ์เสริมบางอย่างเพื่อลดการปล่อยสารประกอบไฮโดรคาร์บอน และสามารถใช้คอมพิวเตอร์เพื่อควบคุมอัตราส่วนน้ำมัน-ก๊าซและปริมาณก๊าซผสมที่จ่ายให้ตามอุณหภูมิ โหลด และความเร็วของเครื่องยนต์โดยอัตโนมัติ