기화기란? - 정의, 유형 및 작동 원리

기화기란?

기화기는 불꽃 점화 엔진에 연료와 공기의 혼합물을 공급하는 장치인 기화기라고도 합니다. 기화기의 구성 요소에는 일반적으로 액체 연료용 저장실, 초크, 공회전(또는 느리게 작동하는) 제트, 주 제트, 벤츄리 모양의 공기 흐름 제한 장치 및 가속기 펌프가 포함됩니다.
기화기는 공기에 연료를 추가하여 실린더에서 연소하기에 적합한 혼합물을 만듭니다. 최신 자동차 실린더는 연료를 덜 사용하고 오염을 덜 일으키는 연료 분사 시스템에 의해 더 효율적으로 공급됩니다. NS
구식 자동차 및 오토바이 엔진과 잔디 깎는 기계 및 전기 톱의 소형 엔진에서 기화기를 여전히 찾을 수 있습니다.
가솔린 엔진은 엔진이 차가운 상태에서 시작하거나 최고 속도로 뜨겁게 달릴 때 연료가 적절하게 연소되도록 정확한 양의 공기를 흡입하도록 설계되었습니다.
연료-공기 혼합물을 적절하게 만드는 것은 기화기라고 하는 영리한 기계 장치의 작업입니다. 밸브를 통해 공기와 연료를 엔진으로 허용하고 다양한 운전 조건에 맞게 서로 다른 양으로 함께 혼합하는 튜브입니다.
"기화기"는 상당히 이상한 단어라고 생각할 수 있지만, 이 단어는 "기화기"라는 동사에서 유래했습니다. 그것은 탄소나 탄화수소와 결합하여 가스를 풍부하게 하는 것을 의미하는 화학 용어입니다. 따라서 기술적으로 기화기는 공기(가스)를 연료(탄화수소)로 포화시키는 장치입니다.

 

기화기는 누가 발명했을까?

최초의 기화기는 1826년 Samuel Morey에 의해 발명되었습니다. 석유 엔진에 사용되는 기화기를 최초로 특허한 사람은 연료와 공기를 혼합하는 장치에 대한 특허를 1872년 7월 6일에 보유한 Siegfried Marcus였습니다.
Karl Benz가 1888년 특허에서 가져온 원래 기화기의 매우 단순화된 다이어그램. 탱크에서 나온 연료는 아래에 있는 발전기라고 불리는 곳으로 들어가며 증발합니다.
연료 증기는 회색 파이프를 통과하여 동일한 파이프로 내려오는 공기와 만나며, 이는 상단의 천공을 통해 대기에서 유입됩니다. 챔버의 공기와 연료 혼합물은 밸브를 통해 실린더로 들어가 연소하여 동력을 생성합니다.

 

 

기화기의 부품

스로틀 밸브

증기나 가스, 공기 등의 유체를 엔진에 공급하도록 설계된 밸브로 핸드휠, 레버 또는 특히 거버너에 의해 자동으로 작동됩니다.

Strainer

플로트 챔버에 들어가기 전에 연료를 여과하는 데 사용되는 장치입니다. 연료를 여과하고 먼지와 기타 부유 입자를 제거하는 가는 철망으로 구성되어 있습니다. 이러한 입자를 제거하지 않으면 노즐이 막힐 수 있습니다.

벤츄리

공기는 벤츄리라고 하는 기화기 내부의 좁은 목을 통과하여 그 지점에서 흐름 속도를 높입니다. 공기가 더 빨리 흐를수록 압력이 떨어지므로 벤츄리 내부에 약간의 진공이 있습니다. 연료 제트는 벤츄리로 열리고 부분 진공은 제트를 통해 연료를 공기 흐름으로 빨아들입니다.

계량 시스템

연료 배출 노즐은 기화기 배럴에 위치하여 열린 끝이 벤츄리의 목이나 가장 좁은 부분에 있습니다. 연료가 배출 노즐에서 흐르게 하는 것은 이 압력차 또는 계량력입니다.

아이들링 시스템

약 800rpm 또는 20mph 이하의 속도로 공기-연료 혼합물을 제공합니다. 엔진이 공회전 중일 때 스로틀이 거의 닫힙니다. 에어 혼을 통한 공기 흐름은 벤츄리에서 충분한 진공을 생성하도록 제한됩니다.

플로트 챔버

플로트 챔버는 시스템에 대한 액체 공급을 자동으로 조절하는 장치입니다. 그것은 가장 일반적으로 엔진에 대한 연료 공급을 자동으로 측정하는 내연 기관의 기화기에서 발견됩니다.

혼합 챔버

혼합 챔버에서 공기 + 연료의 혼합이 발생했습니다. 그런 다음 엔진 실린더에 공급됩니다.

유휴 및 전송 포트

기화기의 벤츄리 부분에 있는 주 노즐 외에도 두 개의 다른 노즐 또는 포트가 엔진 실린더에 연료를 공급합니다.

초크 밸브

초크 밸브는 때때로 내연 기관의 기화기에 설치됩니다. 그 목적은 공기의 흐름을 제한하여 엔진을 시동하는 동안 연료-공기 혼합물을 풍부하게 하는 것입니다.

 

기화기 작동 원리

기화기는 엔진에 의해 생성된 진공에 의존하여 공기와 연료를 실린더로 끌어들입니다. 스로틀을 열고 닫을 수 있어 더 많거나 적은 공기가 엔진에 들어갈 수 있습니다. 이 공기는 벤츄리라고 하는 좁은 구멍을 통해 이동합니다. 이것은 엔진을 계속 작동시키는 데 필요한 진공을 생성합니다.
기화기는 디자인과 복잡성이 상당히 다양합니다. 가장 간단한 방법은 기본적으로 엔진 실린더 위의 큰 수직 공기 파이프와 수평 연료 파이프가 한쪽에 결합된 것입니다.
공기가 파이프를 따라 흐르면 중간에 있는 좁은 꼬임을 통과해야 하므로 속도가 빨라지고 압력이 떨어집니다.
이 꼬인 부분을 벤츄리라고 합니다. 공기의 떨어지는 압력은 측면의 연료 파이프를 통해 공기를 끌어들이는 흡입 효과를 만듭니다.
유체가 좁은 공간으로 흐르면 속도는 증가하지만 압력은 떨어집니다. 이것은 건물 사이에 바람이 휘파람을 불고 서로 평행하게 표류하는 운하 보트가 종종 함께 밀려나는 이유를 설명합니다.
이것은 에너지 보존 법칙의 한 예입니다. 압력이 떨어지지 않으면 유체가 좁은 부분으로 흐르면서 추가 에너지를 얻게 되어 가장 기본적인 물리 법칙 중 하나를 위반하게 됩니다.

기화기 작동 방식은 다음과 같습니다.

▷ 공기는 차량의 공기 흡입구에서 기화기 상단으로 흘러 들어가 파편을 청소하는 필터를 통과합니다.
엔진을 처음 시동할 때 초크가 파이프 상단을 거의 막도록 설정하여 유입되는 공기의 양을 줄일 수 있습니다(실린더로 들어가는 혼합물의 연료 함량 증가).
▷ 튜브의 중앙에서 공기는 벤츄리라고 하는 좁은 꼬임을 통해 강제로 전달됩니다. 이것은 속도를 높이고 압력을 떨어뜨립니다.
▷ 기압의 강하는 연료 파이프에 흡입을 만들어 연료를 끌어들입니다.
▷ 스로틀은 회전하여 파이프를 열거나 닫는 밸브입니다. 스로틀이 열리면 더 많은 공기와 연료가 실린더로 흐르므로 엔진이 더 많은 출력을 생성하고 자동차가 더 빨리 달릴 수 있습니다.
▷ 공기와 연료의 혼합물이 실린더로 흘러 들어갑니다.
▷ 연료는 플로트 공급 챔버라고 하는 미니 연료 탱크에서 공급됩니다.
▷ 연료 레벨이 떨어지면 챔버의 부유물이 떨어지고 상단의 밸브가 열립니다.
▷ 밸브가 열리면 메인 가스 탱크에서 챔버를 보충하기 위해 더 많은 연료가 유입됩니다. 이것은 플로트를 상승시키고 밸브를 다시 닫습니다.

 

 

기화기의 종류

상향식 기화기

상승 기류 기화기는 공기와 연료를 함께 혼합하는 엔진의 구성 요소인 기화기의 한 유형으로 공기가 아래쪽으로 들어가고 위쪽으로 빠져나와 엔진으로 이동합니다.
상승 기류 기화기는 일반적으로 사용되는 최초의 기화기 유형입니다. 상승 기류 기화기에서 공기는 전력 장비 엔진 기술(Power Equipment Engine Technology)의 Edward Abdo에 따라 위쪽으로 벤츄리로 흐릅니다. 다른 유형은 다운 드래프트 및 사이드 드래프트 기화기입니다. 상승 기류 기화기는 물방울 수집기가 필요할 수 있습니다.

다운 드래프트 기화기

이 기화기는 더 낮은 풍속과 더 큰 통로로 작동합니다. 중력이 공기-연료 혼합물이 실린더로 흐르도록 돕기 때문입니다.
다운드래프트 기화기는 고속 및 고출력이 필요할 때 많은 양의 연료를 공급할 수 있습니다.
이 유형의 기화기에서 공기는 혼합 챔버의 상단에서 나오고 연료는 혼합 챔버의 바닥에서 나옵니다. 여기에서도 동일한 원리가 작동합니다. 두 벤츄리스에 의해 생성된 낮은 압력으로 인해 연료가 파이프를 통해 나오고 그런 다음 연료와 공기의 혼합이 여기에서 발생했습니다.

수평형 기화기

이 유형의 기화기는 조립 공간의 제약이 있을 때 사용됩니다. 수평 또는 측면 드래프트 기화기에서는 이름에서 알 수 있듯이 제트 튜브가 수평 방향으로 배치됩니다. 이 유형의 기화기의 또 다른 장점은 흡기 영역에 직각 메커니즘이 없기 때문에 흐름의 저항이 감소한다는 것입니다.
이 유형의 기화기의 작동 원리는 매우 간단합니다. 여기에서 기화기는 아래 그림과 같이 기화기의 한쪽 끝을 통해 공기가 들어오는 수평 위치에 있습니다. 그리고 연료와 혼합하여 공기-연료 혼합물을 만든 다음 공기-연료 혼합물은 연소를 위해 엔진 실린더로 이동합니다.

 

기화기 청소 방법

기화기를 청소하기 전에 사용 설명서를 확인하십시오. 청소 및 유지 관리에 대한 제조업체의 전체 지침을 항상 따르십시오. 청소하기 전에 기화기가 만졌을 때 차가운지 확인하십시오.

희석 세제

큰 용기에는 희석 세제가 혼합되어 있지만 기화기의 플라스틱이나 고무 조각을 손상시키거나 열화시키지 않는 비부식성 세제를 사용하는 것이 중요합니다. 아세트산은 금속을 녹슬기 쉽기 때문에 식초 사용을 피해야 합니다. 또한 표백제는 차아염소산나트륨(표백제)이 강철 및 알루미늄과 같은 금속을 부식시키고 고무 처리된 씰을 저하시키므로 절대로 사용해서는 안 됩니다.

맑은 공기 필터

기화기를 청소하기 전에 공기 필터를 점검하여 기화기로 들어오는 공기가 깨끗하고 막힘이 없는지 확인하십시오. 이로 인해 배기 가스에서 검은 연기가 방출될 수 있습니다. 연료 공급을 차단하고 점화 플러그 와이어가 있으면 분리하십시오. 하우징과 필터를 고정하는 날개 너트를 제거하고 외부 요소를 제거합니다. 압축 공기 캔을 사용하여 파편을 제거하십시오.

기화기를 제거하십시오

그리고 필요한 경우 플라이어와 스크루드라이버를 사용하여 덮개판이나 실드, 연결 장치 및 호스를 제거합니다. 또한 기화기를 제자리에 고정하는 모든 덮개나 클램프를 제거하고 연료 라인에 연결하는 호스 클램프를 제거합니다. 그리고 기화기를 제거하고 압축 공기를 사용하여 외부 케이싱의 과도한 먼지를 불어냅니다. (참고: 이 절차가 익숙하지 않은 경우 청소하기 전에 전문가와 상담하세요.)

기화기 플로트 제거

기화기 플로트(그릇 모양의 용기)를 제자리에 고정하고 있는 볼트를 플로트 내부에 남아 있는 가스를 흘리지 않도록 주의하면서 제거합니다(이는 안전하게 폐기). 이것은 기화기의 바니시 축적의 공통점입니다. 또한 플로트가 회전하는 핀을 제거하고 안전한 장소에 따로 보관합니다. 이제 플로트를 케이스에서 똑바로 잡아 당깁니다.
다른 제거 가능한 구성 요소 제거: 청소에 액세스할 수 있도록 제거할 다른 기화기 구성 요소의 위치와 배치를 기록해 두십시오.

구성 요소를 담그고 문지릅니다.

기화기 플로트 및 기타 구성 요소를 희석된 세제와 함께 큰 용기에 담그고 10분 동안 완전히 담그십시오. 황동 브러시를 사용하여 모든 금속 부품을 문지르고 뻣뻣한 나일론 브러시를 사용하여 플라스틱 조각을 문지릅니다. 작은 통풍구가 청소되었는지 확인하십시오. 세척액으로 작은 부품도 세척하십시오.

헹구고 말리십시오.

깨끗한 물이 담긴 양동이에 있는 모든 기화기 구성 요소를 헹구고 공기 중에서 완전히 건조시킵니다. 작은 구멍과 통풍구의 경우 압축 공기 캔을 사용하여 과도한 수분을 제거하십시오.

재조립 및 교체

조심스럽게 기화기를 재조립하고 엔진에 장착합니다. 모든 호스, 클램프 및 와이어를 다시 연결합니다.

 

기화기의 기능

▷ 기화기의 주요 기능은 공기와 가솔린을 혼합하고 높은 연소 혼합물을 제공합니다.
▷ 엔진 속도를 제어합니다.
▷ 공연비를 조절합니다.
▷ 엔진 속도 및 부하 변화에 따라 혼합량을 늘리거나 줄입니다.
▷ 항상 플로트 챔버에 연료의 특정 헤드를 유지합니다.
▷ 연료를 기화시키고 균질한 공기-연료 혼합물로 공기 중으로 혼합합니다.
▷ 엔진의 모든 부하 및 속도 조건에서 정확한 강도로 정확한 양의 공기-연료 혼합물을 공급합니다.

 

기화기의 장점

▷ 기화기 부품은 연료 인젝터만큼 비싸지 않습니다.
▷ 기화기를 사용하면 더 많은 공기와 연료 혼합물을 얻을 수 있습니다.
▷ 도로 테스트 측면에서 기화기는 더 강력하고 정밀합니다.
▷ 기화기는 연료 탱크에서 펌핑되는 가스의 양에 의해 제한되지 않습니다. 즉, 실린더가 기화기를 통해 더 많은 연료를 끌어당겨 챔버에서 더 밀도가 높은 혼합물과 더 큰 출력으로 이어질 수 있습니다.

 

기화기의 단점

▷ 매우 낮은 속도에서는 기화기에 의해 공급되는 혼합물이 너무 약하여 제대로 점화되지 않으며 농축을 위해 이러한 조건에서 기화기의 일부 배열이 필요합니다.
▷ 기화기의 작동은 대기압의 변화에 영향을 받습니다.
▷ 기화기는 연료 인젝터보다 무겁기 때문에 더 많은 연료가 소비됩니다.
▷ 연료 인젝터보다 더 많은 공기 배출.
▷ 기화기의 유지 보수 비용은 연료 분사 시스템보다 높습니다.

 

기화기의 응용

▷ 스파크 점화 엔진에 사용됩니다.
▷ 차량의 속도를 제어하는 데 사용되었습니다.
▷ 주연료 휘발유를 미세한 방울로 변환시켜 공기와 혼합하여 문제 없이 매끄럽고 적절하게 연소됩니다.