I dag har vel snart bare veteranbiler forgasser, mens dette i gamle dager var det eneste som fikk bensinmotoren til å rasle og gå. Så hva var egentlig en forgasser?
Bildet øverst: Denne digre innretningen er en fireports superforgasser til en enorm amerikansk seksliters støpejerns V8; dyrt, tungt, sløsende og plasskrevende – og fryktelig gammeldags sammenlignet med moderne samlerør og datastyrte injektorer. Men lyden fikk oss til å sikle litt … (Foto: GM)
Av Stein Bekkevold
Nesten alle nye bensindrevne biler har nå datastyrt innsprøytning. Ikke rart, nå som kraftige datamaskiner ikke er større enn en fyrstikkeske, om du da husker slike. Elektronikk må til skal vi klare å finstyre en topp moderne bensinmotor hvert millisekund.
Jobben: Anlegget registrerer hvor langt ned du har dyttet gasspedalen og om du holder den der eller flytter den, den gransker bilens fart, sjekker mengden innsugningsluft, sjekker oksygeninnholdet i eksosen, sjekker bremser og hjul, ser på motor-turtallet, sjekker hva girkassen driver med, finner ut om det er fartsøkning eller -minskning, og litt til – så kalkulerer den på et millisekund hva du vil – lenge før du vet det selv, og setter i gang. I ett kjør.
Før var det du som gjorde det aller meste av dette, sammen med en komplisert og diger dings som satt på motoren og som måtte justeres i det uendelige. Forgasseren. Her har du dens rare liv:
En forgasser
(carburetor/carburettor) var noe som blandet luft og bensin i riktig forhold for å få god forbrenning; forholdet luft/bensin var helt avgjørende. Å karburere betyr å blande luft og drivstoff (hydrokarbon) – og å bruke forgasser.
Forgassere sitter fortsatt i små motorer for gressklippere og sånt. Den første ble oppfunnet av S Morey allerede i 1826 – lenge før en egentlig bensinmotor var i sving. Rare greier.
Den første som patenterte noe som lignet en forgasser – for bensinmotor – var S Marcus; i juli 1872 fikk han patent på en innretning – mest av alt en fordamper – som blandet drivstoff med luft. En forgasser var også blant de tidlige patentene til Karl Benz (1888), da han utviklet bensinmotorer med mye attåt.
Tidlige forgassere var av overflatetype, der luft mikses ved å bli ført over varm bensin, de var fordampere. I 1885 utviklet W Maybach og G Daimler flottør-forgassere med forstøverdyser.
Daimler-Maybach-forgasseren var effektiv og ble ofte kopiert, dette ga en rekke patentsøksmål. Men britiske domstoler avviste det tyske Daimler-selskapets krav om prioritet, til fordel for engelske E Butlers sprayteknikk fra 1884 – for bensinsyklusen.
Ungarske ingeniører som J Csonka og D Bánki patenterte en forgasser for stasjonær motor, i 1893. Den geniale ingeniør F.W. Lanchester fra Birmingham eksperimenterte med veke-forgasser, av alle ting … I 1896 bygde han og broren en bensindrevet bil med en-sylinders bensinmotor på 5 hk (3,7 kW) – med kjededrift.
Misfornøyd med bilens ytelse og kraft, endret de motoren året etter og satte inn to liggende, motsatte sylindere og en ny veke-forgasser. Sta herrer.
En dobbel Weber i en Ford Escort, trimmet for rally. Rart at slike nå er erstattet av et smart, enkelt og datastyrt innsprøytningssystem som gir økt effekt og senket forbruk. Vi hadde selv en friskt trimmet hobby løps-bil med doble SU og det var en sann utfordring å få alt til å fungere uten fusking. Verden går da videre. (Foto: Ford)
Seiglivet
Forgasseren var vanlig for de fleste bensinmotorer i USA helt til slutten av 1980-tallet, da injeksjon jo ble metoden. Endringen ble diktert av kravene til de nye avgassrensende katalysatorene og til drivstoff/luftbalanse, mer enn på grunn av dårlig forgasser-effektivitet. En katalysator krever jo eksakt kontroll over blandingen for å kunne kontrollere mengden oksygen i eksosen. Uten litt ekstra oksygen klarer ikke katalysatoren jobben.
Bernoulli
Forgasseren fungerer etter den geniale fysiker Bernoullis prinsipp: Jo raskere luft beveger seg, desto lavere er dens statiske trykk – og desto høyere er det dynamiske. Gasspedalen styrer mekanismer som måler luftstrømmen som suges inn.
Hastigheten på strømmen og derfor trykket, bestemmer mengden drivstoff som skal inn. Forgassere i akrobatiske fly med stempelmotorer har egne funksjoner for å hindre drivstoffsvikt under flyging opp/ned. Senere motorer (som Merlin i Spitfire og Hurricane samt Mustang) brukte en tidlig form for drivstoffinjeksjon – en smart, stor og tung trykk/membranforgasser.
De fleste forgassermotorer har, i motsetning til en injeksjonsmotor, én forgasser med tilsvarende inn-manifold som fører blandingen til inntaksventilene. Fler-forgasseropplegg var ikke uvanlig for modifisering i USA fra 1950-årene til rundt 1965, og oppover i 1970-årene – i muskelbiler.
Eldre biler kunne ha forgassere der luften kom inn under og gikk ut oppe. Da flommet motoren ikke over.
Den kanskje største svakheten med Bernoullis prinsipp er at forgasseren er en væske-dynamisk enhet, der trykkreduksjonen i venturi-kanalen er proporsjonal med kvadratet på lufthastigheten. Dette gjør at en bensindusj på full effekt kan komme til å kvele motoren ved lavere hastighet og del-åpning.
Vanligvis motvirkes dette med flere dyser – og hele greia blir enda dyrere og enda mer vrien å justere. I SU og andre ble problemet korrigert ved å variere strålestørrelsen. Ved kaldstart ble en annen metode brukt – i multidyse-forgassere: En motstandsventil ble – som en choke, satt oppstrøms av hoveddusjen for å senke trykket i manifolden og dermed dra ekstra drivstoff ut av dysene.
Det kom etter hvert mer og mer avanserte og kompliserte – for ikke å si rått dyre – forgassere, noe som tok slutt da datateknikken og arbeidet med smartere innsprøytning ga serieproduserte enheter, som ble enda mer vellykket da trykksatt samlerør (common rail) og smarte injektorer kom – mange med elektroniske piezo-elementer.
I dag har en moderne bensin- og dieselmotor langt bedre og jevnere drivstofftilførsel – og ofte lavere spesifikt forbruk (i kg per kWh) – enn hva som var mulig selv med de mest avanserte av gårdagens forgassere.
Som vi slet oss ut med å finjustere, bortimot hver eneste søndag i garasjen, vi som på liv og død skulle ha avanserte doninger med doble SU og Weber og greier …
Så her har vi et strålende eksempel på positiv utvikling, dere!
