Zenith INAT 35/40


[Zenith INAT 35/40]

 

Tämä Zenith 35/40 INAT -kaasuttimen toimintaselostus on vapaasti suomennettu Albert Geroldin kirjoittamasta saksankielisestä selostuksesta, joka perustuu Mercedes-Benz korjaamokäsikirjoihin W108-113 ja W110-113, Zenithin käsikirjaan sekä kirjoittajan omaan kokemukseen.

Zenith INAT -kaasutinta on käytetty 1970-luvulla laajalti saksalaisissa autoissa, muun muassa BMW:ssä Mercedes-Benzissä ja Opelissa 2-3-litraisten bensiinimoottorien yhteydessä niin yksittäis- kuin kaksoiskaasuttimenakin. Selostuksen maininnat etummaisesta ja takimmaisesta kaasuttimesta viittaavat Mercedeksen kaksoiskaasutinrakenteeseen.

Zenith 35/40 INAT on kaksivaiheinen pystykaasutin, jonka kurkkujen läpimitat ovat tyyppimerkinnän mukaisesti 35 mm (I) ja 40 mm (II). Kaasutin koostuu seuraavista pääosioista:

  • Läppärunko, jossa ovat kaasuläpät, tyhjäkäyntiseoksen säätöruuvi sekä ylimenopiirin kanavat.
  • Kohokammiokotelo, jossa ovat kohokammio sekä I- ja II-vaiheiden kurkut.
  • Suutinlohko, jossa ovat suuttimet, kiihdytyspumppu, koho sekä kohokammion huohotinventtiili.
  • Kaasuttimen kansi, jossa ovat kuristinläppä sekä tyhjäkäynti- ja ylimenopiirien ilmaporaukset.
 

Kaasuttimen rakenne

  [Zenith INAT 35/40]

 
1. Rikastinläppä 13. Kohokammio 25. Tyhjäkäyntipiirin ilmaporaus
2. Kiihdytyspumpun sisäp. vipu 14. Ylimenopiirin polttoainesuutin 26. Pääsuutinpiirien seosputket
3. Kiihdytyspumpun ulkop. vipu 15. II-vaiheen kurkku 27. Kaasuvivun rajoitinruuvi
4. Kohokammion huohotinventtiili 16. II-vaiheen kaasuläppä 28. Kiihdytyspumpun ruiskutusputki
5. Kaasuvipu 17. Läppärunko 29. Kaasuvivun palautinjousi
6. Tyhjäkäyntiseoksen säätöruuvi 18. Pääsuutinpiirien suihkutusputket 30. I-vaiheen kaasuläpän käyttövipu
7. I-vaiheen kaasuläppä 19. Venturiputket 31. II-vaiheen kaasuläpän käyttövipu
8. Kohokammiokotelo 20. Kaasuttimen kansi 32. Rajoitinruuvi
9. Tyhjäkäyntipiirin seoskanava 21. Suutinlohko 33. II-vaiheen kaasuläpän käyttötanko
10. Tyhjäkäyntipiirin polttoainesuutin 22. Ylimenopiirin ilmaporaus 34. II-vaiheen alipainekalvo
11. I-vaiheen pääsuutin 23. II-vaiheen ilmasuutin 35. II-vaiheen alipainekalvon jousi
12. II-vaiheen pääsuutin 24. I-vaiheen ilmasuutin 36. II-vaiheen alipainerasia
 

 

Läppärunko (17) on kiinnitetty ruuveilla kohokammionkotelon (11) alle. Läppärungossa (17) ovat molempien kurkkujen kaasuläpät (7 ja 16) akseleineen (43). I-vaiheen kaasuläpän akseliin (43) on kiinnitetty läppää liikuttava vipu (30), II-vaiheen läpän akseliin (43) puolestaan käyttövipu (31). Automaattirikastin on kokonaisuudessaan kiinnitetty läppärunkoon (17) ja yhdistetty I-vaiheen kaasuläpän akseliin (43). Lisäksi läppärungossa (17) on tyhjäkäyntiseoksen säätöruuvi (6) sekä liitäntäputki alipainetta varten. Läppärungon alapinnassa on neljä kierrätankoa, joilla kaasutin kiinnitetään imusarjaan. Läppärungon (17) ja kohokammiokotelon (8) välissä on tiivisteenä ja lämpöeristeenä toimiva laippa.

Kohokammiokotelo (8) on yhtenäinen valettu kappale, jossa ovat itse kohokammio (13) sekä kaasuttimen molempien vaiheiden kurkut (15). Kohokammiokoteloon (8) on ulkopuolelle kiinnitettynä II-vaihetta ohjaava alipainerasia (36) sekä varsinainen kaasuvipu (5), johon mm. kaasuvaijeri kiinnittyy. Kaasuvipu (5) on yhdistetty I-vaiheen kaasuläpän vipuun (30) säädettävän yhdystangon (12) sekä palautinjousen (29) välityksellä. Yhdystangossa (12) on tyhjäkäyntinopeuden säätöruuvi (57). Automaattivaihteisissa malleissa taaemman kaasuttimen kohokammiokotelossa (8) on lisäksi alipainesäädin (63), joka on letkulla yhdistetty läppärungossa olevaan alipaineliitäntään. Kohokammiokotelon (8) ja suutinlohkon (21) välissä on tiiviste.

Suutinlohko (21) on kiinnitetty ruuveilla kohokammiokoteloon (8). Suutinlohkossa ovat tärkeimmät kaasuttimen seoksenmuodostusta säätelevät komponentit. Pääsuuttimet (11 ja 12) sekä II-vaiheen ylimenopiirin suutin (14) on kiinnitetty kierteillä suutinlohkoon (21) alapuolelta. Tyhjäkäyntipiirin polttoainesuutin (10) on puolestaan kiinnitetty kierteillä yläpintaan. Pääsuutinten (11 ja 12) yläpuolella ovat seosputket (26), joita suutinlohkon (21) yläpintaan ruuvattavat ilmasuuttimet (23 ja 24) pitävät paikoillaan. Kohon (42) käyttämä neulaventtiili on niinikään kiinnitetty suutinlohkoon alapuolelta käsin. Kohon (42) akseli pidetään paikoillaan ruuvikiinnitteisen liuskan avulla. Kiihdytyspumppu on kiinnitetty suutinlohkoon (21) ruuveilla. Kiihdytyspumppuun kuuluvat imu- (40) ja paine- (49) venttilit sekä sisempi (2) ja ulompi (3) käyttövipu. Suutinlohkosta (21) polttoaine-ilma-seos johdetaan putkien (18) kautta kaasuttimen kurkkuihin. Nämä putket (18) johtavat seoksen samaa kappaletta olevin venturiputkiin (19), jotka esisekoittavat polttoaineen ilmaan ja jotka on kiinnitetty ruuveilla suutinlohkoon. Kohokammion huohottimen liitäntä (4) on suutinlohkon ulkopuolella. Etumaisessa kaasuttimessa on polttoaineen paluuvirtauksen venttiili (62). Suutinlohkon (21) ja kaasuttimen kannen (20) välissä on tiiviste.

Kaasuttimen kansi (20) kiinnittyy suutinlohkoon (21) samoilla ruuveilla, jotka kiinnittävät suutinlohkon (21) edelleen kohokammiokoteloon (8). I-vaiheen imutorven yläosaan on laakeroitu rikastimen läppä (1). Läpän käyttävipu on yhdistetty tangolla (53) automaattirikastimeen.

Kaasuttimen kohokammiossa (13) polttoaineen pinnankorkeus pidetään vakiona neulaventtiilin ja sitä ohjaavan kohon (42) avulla. Neulaventtiili sulkee virtauksen pinnankorkeuden saavuttaessa halutun tason ja vastaavasti pinnan laskiessa venttiili avautuu. Kohokammio (13) on varustettu huohottinventtiilillä (4), jota käyttää kaasuvivussa (5) oleva nokka. Huohotinventtiili on auki kaasuvivun ollessa lepoasennossa nokan painaessa venttiilin karaa, kaasua painettaessa jousikuormitteinen kara puolestaan vapautuu ja sulkee huohotuksen.

Huohottimen (4) tarkoituksena on johtaa ulos kohokammiossa höyrystyvä polttoaine, jotta se ei häiritsisi tyhjäkäyntiä tai aiheuttaisi käynnistysvaikeuksia moottorin ollessa kuuma. Etummaisen kaasuttimen polttoaineen tuloputken alapuolella on polttoaineen paluuvirtauksen venttiili (62). Venttiiliä ohjaavat vivun (61) välityksellä kaksi jousiliuskaa sekä kaasuttimen käyttövipu (5). Jousien jousivoima on säädettävä. Tyhjäkäynnillä ja kierrosluvun ollessa alle 2000 r/min on paluuvirtausventtiili (62) avoin, jolloin ylimääräinen polttoaine pääsee virtaamaan takaisin polttoainesäiliöön. Tällä tavoin kaasuttimessa oleva polttoaine saadaan pysymään viileämpänä.

Rikastinläpän akseli on kiinnitetty vivun ja yhdystangon (53) välityksellä automaattirikastimen bimetallijouseen (52). Moottorin ollessa kylmä on rikastinläppä (1) ulkolämpötilasta riippuen enemmän tai vähemmän suljettuna, sillä bimetallijousi (52) kääntää rikastinläppää (1) sitä enemmän kiinni mitä kylmempi se on. Vastaavasti lämmetessään se pyrkii kääntämään läppää vastakkaiseen suuntaan eli auki. Kun käyntilämpötila on saavutettu, on rikastinläppä (1) täysin auki. Bimetallijousen (52) lämpenemisen aikaansaa rikastinkotelossa (49) oleva lämmistyskierukka (51). Kun sytytysvirta kytketään alkaa lämmityskierukka (51) lämmittää bimetallijousta (52) ja tämä jatkuu niin kauan kuin virta on kytkettynä. Rikastinläppä (1) on akseloitu toispuoleisesti siten, että kaasuttimen imemä ilmavirta pyrkii avaamaan läppää. Rikastinläpän (1) ollessa suljettuna on I-vaiheen kaasuläppä (7) raollaan. Kylmän moottorin nopeutetun tyhjäkäynnin aikaansaamiseksi on kaasuläpän akseliin kiinnitetty nokka, jossa oleva rajoitinruuvi (45) vastaa rikastinläppän akseliin (1) yhdistettyyn porrastettuun kiekkoon (47). Rikastinläpän (1) ollessa täysin suljettuna vastaa rajoitinruuvi (45) kiekon (47) korkeimpaan portaaseen. Bimetallijousen (52) ja moottorin lämmetessä avautuu rikastinläppä (1) kääntäen samalla kiekkoa (47) ja sallien kaasuläpän (7) sulkeutumisen ja normaalin tyhjäkäynnin.

Kaasuläpän (7) ollessa raollaan syntyy suljetun rikastinläpän (1) alapuolelle moottoria käynnistettäessä alipaine. Tämän alipaineen avulla käynnistysventtiili (48), avaa rikastinläppää (1) hiukan, jotta moottori saa ilmaa. Rikastinläppä (1) on siis moottorin käydessä aina hieman raollaan. Käynnistysventtiili (48) sijaitsee pienen kolmikulmaisen kannen alla, ja koostuu alipainekalvosta ja siihen kiinnitetystä tangosta sekä palautinjousesta. Kalvon ja kannen väliin johtaa kaasuläpän (7) alapuolelta alipainekanava (44). Mitä suurempi alipaine kalvoon vaikuttaa, sitä ylemmäs nousee kalvoon kiinnitetty tanko, joka edelleen kääntää rikastinläppää (1) auki, toimien rikastinta käyttävää bimetallijousta (52) vastaan. Tämä on tarpeen, jotta moottorin saama seos ei tulisi liian rikastuisi liikaa moottorin käydessä korotetulla tyhjäkäyntinopeudella taikka pintakaasulla ajettaessa.

 

Automaattirikastin ja toiminta kylmäkäynnistyksessä

  [Zenith INAT 35/40]

1. polttoaine pääsuuttimen kautta 5. imuilma rikastinläpän ohi

 

Kylmäkäynnistyksessä automaattirikastin saatetaan toimintaan painamalla kaasupoljinta ennen käynnistystä. Tällöin pääsevät rikastinläppä (1) sekä siihen yhdistetty porrastettu kiekko (47) kääntymään bimetallijousen (52) lämpötilan määräämään asentoon. Kytketään sytytysvirta ja käynnistetään moottori. Käynnistettäessä rikastinläpän (1) alle syntyvä alipaine imee polttoainetta I-vaiheen pääsuuttimen (11) ja seosputken (26) kautta suihkuputkeen (18) ja siitä edelleen kaasuttimen kurkkuun. Samalla rikastinläppä (1) raottuu alipaineen ja ilmavirran vaikutuksesta. Tällöin moottori saa käynnistyksessä tarvittavan rikastetun polttoaine-ilma-seoksen. Moottorin ja bimetallijousen (52) lämmetessä rikastinläppä (1) avautuu, jolloin seos tulee vähitellen laihemmaksi, kunnes rikastinläpän ollessa täysin auki saavutetaan normaali tyhjäkäyntiseos. Samalla porrastetun kiekon (47) kääntyessä siirrytään ajossa kylmän moottorin korotetusta tyhjäkäyntinopeudesta normaaliin tyhjäkäyntiin. Kaasuläpän akselilla oleva rajoitinruuvi (45) estää porrastetun kiekon (47) kääntymisen silloin, kun kaasupoljinta ei paineta ja sen vuoksi kylmän moottorin kierrosluku kohoaa pidemmän tyhjäkäyntijakson aikana. Kun kaasupoljinta jälleen painetaan, pääsee kiekko (47) kääntymään bimetallijousen (52) lämpötilan mukaiseen asentoon, jolloin rajoitinruuvi (45) vastaa yhden tai useamman pykälän verran alempaan portaaseen ja tyhjäkäynti palaa normaalille tasolle.

 

Toiminta tyhjäkäynnillä

  [Zenith INAT 35/40]

1. polttoaine pääsuuttimen kautta 2. imuilma kaasuläpän ohi 4. tyhjäkäyntiseoksen ilma

 

Tyhjäkäyntipiiri on kaasuttimen I-vaiheessa. Tyhjäkäyntiin tarvittava polttoaine otetaan pääsuuttimelta (11) ja imetään kanavaa pitkin tyhjäkäyntipiirin polttoainesuuttimen (10) kautta kaasuttimen kannessa kohokammion yläpuolella (20) olevaan onkaloon. Onkalon yläpinnassa on tyhjäkäyntipiirin ilmaporaus (25). Ilma ja polttoaine sekoituvat emulsioksi, joka johdetaan kanavia pitkin kaasuläpän (7) tuntumaan. Kaasuläpän (7) alapuolella on aukko, jonka kokoa ja sitä kautta tyhjäkäyntiseosta säädetään kartiokärkisellä tyhjäkäyntiseoksen säätöruuvilla (6). Seos laihenee kierrettäessä säätöruuvia (6) myötäpäivään eli kiinni ja vastaavasti rikastuu auki eli vastapäivään kierrettäessä. Tyhjäkäyntikierroslukua säädetään kaasuvivun muovisessa yhdystangossa (12) olevalla säätöruuvilla (57). Kaasuläpän (7) ollessa suljettuna moottori saa polttoainetta yksinomaan tämän tyhjäkäyntiseosruuvin (6) kautta. Hiukan ylempänä on kanavassa toinen aukko ylimenovaihetta varten. Kaasuläpän kääntyessä hiukan auki pääsee imusarjan alipaine vaikuttamaan myös näihin porauksiin, jolloin niiden kautta moottori saa lisää polttoainetta. Kaasuläpän edelleen avautuessa pienenee aukkoihin kohdistuva alipaine ja sitä kautta myös niiden kautta imettävän seoksen määrä. Tällöin kuitenkin ilman virtausnopeus kasvaa, jolloin pääsuutinpiirit tulevat toimintaan.

Toiminta ylimenovaihessa

  [Zenith INAT 35/40]

1. polttoaine pääsuuttimen kautta 2. imuilma 4. seosilma

 

Kaasuttimen toiminta ajossa

Pääsuutinpiirien käyttämä polttoaine-ilma-seos muodostetaan seosputkissa (26). Seosputken ovat pystysuorassa porauksessa, joiden alapäässä, kohokammion polttoaineen pinnan alapuolella sijaitsevat pääsuuttimet (11 ja 12), porauksen yläpäässä, kaasuttimen yläpinnassa puolestaan ovat ilmasuuttimet (23 ja 24). Pääsuutinpiirien polttoaine-ilma-seos johdetaan seosputkista (26) suutinlohkossa (21) olevaa porausta pitkin kaasuttimen kurkuissa oleviin suihkuputkiin (18). Suihkuputkien päät ovat venturiputkissa (19), joiden läpimitta on noin 1/3 kurkun läpimitasta. Venturiputkessa (19) ilman virtausnopeus kasvaa ja läpi virtaava ilma imee polttoaine-ilma-seosta suihkuputkesta (18) injektoriperiaatteella.

 

Toiminta täyskuormalla alhaisella kierrosluvulla

  [Zenith INAT 35/40]

1. polttoaine pääsuuttimen kautta 2. imuilma 3. seosilma

 

Kaasuttimessa on kaksi imukanavaa, I- ja II-vaiheet, joiden kaasuläpät (7 ja 16) avautuvat peräjälkeen ja jotka auki ollessaan syöttävät polttoaine-ilma-seoksen imusarjaan. I-vaiheen kaasuläppä (7) on läpän käyttövivun (30), yhdystangon (12), kaasuvivun (5) ja edelleen kaasuvaijerin kautta yhdistetty kaasupolkimeen. I-kurkun kaasuläpän asento on siten suoraan riippuvainen kaasupolkimen asennosta.

 

Toiminta täyskuormalla kierrosluvun kasvaessa

  [Zenith INAT 35/40]

1. polttoaine I-vaiheen pääsuuttimen ja ylimenosuuttimen kautta 2. imuilma 3. seosilma I-vaiheen pääsuutinpiiriin ja ylimenopiiriin

 

Kuljettajalla, siis kaasupolkimen asennolla ei ole suoraa yhteyttä kaasuttimen II-vaiheen toimintaan. II-vaiheen kaasuläppä (16) avautuu alipainerasia (36) käyttämänä, kun I-vaiheen kaasuläppä (7) on kokonaan auki ja kun I-kurkussa vallitse riittävä alipaine. Käytännössä riittävä alipaine saavutetaan ja II-vaihe alkaa avautua noin puolivälissä moottorin kierroslukualuetta, siihen asti seoksenmuodostus tapahtuu yksinomaan I-vaiheessa. I-vaiheen kurkusta on yhteys alipainerasiaan (36), jossa oleva alipainekalvo (34) vaikuttaa yhdystangon (33) kautta II-vaiheen kaasuläppää (16) käyttävään nivelvipuun (31). Jotta II-vaiheen avautuminen ei aiheuttaisi nykäystä, johdetaan ylimenovaiheessa II-vaiheen kaasuläpän (16) alapuolelle polttoaine-ilma-seosta, joka saadaan II-vaiheen ylimenosuuttimen (14) sekä kaasuttimen kannessa (20) olevan ilmaporauksen (22) kautta. II-vaiheen kaasuläppä (16) sulkeutuu I-kurkun alipaineen laskiessa taikka I-vaiheen kaasuläpän käyttövivussa (30) olevan ohjauspinnan pakottamana, kun kaasupoljin nostetaan.

 

Toiminta täyskuormalla suurella kierrosluvulla

  [Zenith INAT 35/40]

1. polttoaine I- ja II-vaiheiden pääsuuttimien kautta 2. imuilma I- ja II-vaiheiden kautta 3. seosilma I- ja II-vaiheiden pääsuutinpiireihin

 

Toiminta kiihdytettäessä

  [Zenith INAT 35/40]

1. polttoaine pääsuuttimen kautta 2. imuilma 3. seosilma

 

Kaasua painettaessa, siis I-vaiheen kaasuläpän avautuessa ruiskutetaan kurkkuun ylimääräinen annos polttoainetta kiihdytyspumpulla. Kiihdytyspumppu on rakenteeltaan mäntäpumppu. Suutinlohkossa (21) oleva kammio muodostaa sylinterin (39), jossa kiihdytyspumpun mäntä (38) liikkuu pystysuunnassa. Kaasupoljinta painettaessa kaasuvivussa (5) oleva rulla vastaa kiihdytyspumpun ulkopuoliseen käyttövipuun (3). Tämä vipu on akseloitu suutinlohkoon (21) ja akselin toiseen päähän on kiinnitetty kiihdytyspumpun sisäpuolinen käyttövipu (2), joka painaa pumppumäntää (38). Männän painuessa virtaa sylinterissä oleva polttoaine pumpun paineventtiilistä (41) kanavaa pitkin kaasuttimen kanteen ja edelleen imutorvessa olevan ruiskuputken (28) kautta kaasuttimen kurkkuun. Kaasupoljinta nostettaessa kiihdytyspumpun mäntä (38) nousee palautusjousen voimalla ylös ja imee samalla kohokammiosta uuden annoksen polttoainetta pumpun imuventtiilin (40) kautta.

Täyskaasurikastus

Kiihdytyspumpun imu- ja paineventtiilit (40 ja 41) ovat vastaventtiileitä, jotka estävät polttoaineen virtauksen ruiskutuskanavasta takaisin kiihdytyspumppuun ja vastaavasti sylinteristä kohokammioon. Venttiilit ja polttoainekanava on kuitenkin mitoitettu niin, että täyskuormalla ja korkealla kierrosluvulla, siis ilman virtauksen ollessa tarpeeksi nopeaa, pääsee niiden kautta virtaamaan polttoainetta kaasuttimen kurkkuun, jolloin saadaan aikaan ns. täyskaasurikastus.

Kaasuttimen säätö

Jaime Kopchinski (NJ, U.S.A.) on siirtänyt ja muokannut veppiin sopivaksi sivustoksi Mercedes-Benzin englanninkielisen huolto-ohjekirjan The Zenith Carburetor - Adjustments.

 

 


Toni Töyrylä <toyryla@iki.fi>

Suomen Tekijänoikeuslain mukaan tekijänoikeus syntyy tekijyydestä, eikä edellytä sen erityistä ilmoittamista Copyright-tekstillä, ©-merkillä tai muullakaan maininnalla.

According to International Berne convention, the creator of a document, photo, picture etc has always the copyright and it is in no case dependent of Copyright-text, ©-mark or any other remark.