Förgasknas

Förgasning & Quadrajettar.

Typisk Quadrajet

Hej alla glada bränsleblandare! Idag ska vi lära oss mata motorn med bensin!

Lite tråkig teori. För att förbränningen i en motor ska bli så bra och fullständig som möjligt så behövs förbränningsluften blandas med bränslet på ett bra sätt.
Då belgaren Lenoir för massor av år sen uppfann den första "moderna" motorn så använde han stadsgas som bränsle. Och i och med att han använde ett gasformigt bränsle så fick han på köpet en elegant lösning av bränsleblandningsproblemet.

Men när man senare försökte använda sig av vätskeformiga bränslen så dök det upp problem. Visserligen kan man stå med en hink och hälla ner bränsle i insuget, men det blir lätt ganska drygt. Speciellt om motorn sitter i en bil och man behöver hålla ögonen på vägen också.

Då uppfann man förgasaren, vars uppgift är att portionera och förgasa bränslet så gott det går. Dom första förgasarna var väldigt enkla, liknande en fjäderbelastad strypning där undertrycket som uppstod sög in bränslet genom ett rör. (Typ Scheblerförgasare). Sånt funkade bäst i båtmotorer där varvtal och belastning var konstanta.
Sedan utveckaldes förgasare som jobbade mer efter venturiprincipen istället. Med venturi innebär att förgasaren har en avsmalnande hals som förbränningsluften stömmar in genom. I och med att den är avsmalnande så ökar luftens hastighet då den vill igenom, det är helt enkelt trångt, men inte så trångt att den vesäntligt stryper flödet.
Om det från början var nån gubbe som hette Venturi förtäljer icke historien.
Det fina i fågelsången är nu att fysikens lagar säger att när hastighetern hos luften stiger, så sjunker trycket. Undertrycket som då uppstår används till något speciellt, gissavad? Jo för att suga in bränsle! Oftast sker det genom munstycken med bestämd storlek.
Ju större luftflöde genom förgasaren, desto större blir undertrycket i venturit, och desto mer bränsle suger den i sig, och tvärtom förstås. Detta gör att mängden bränsle blir densamma i förhållande till luften. Iallafall nästan.

Undertrycket i venturit, och undertrycket i motorns insug (efter förgasaren och innan inloppsventilen alltså) är inte samma sak och ska inte blandas ihop. På engelska kallas dessa termer "venturi vacuum" och "manifold vacuum". Det är det senare som används i tex bilens vacuumsystem.

I förgasaren finns också en liten balja med bränsle som venturit suger bränslet från. Munstycket (ett eller flera) sitter nästan alltid i bottnen i baljan. Bränslet sugs sedan upp genom en kanal upp till venturit. Venturit måste sitta högre än nivån i baljan annars skulle bränslet rinna rakt ner i motorn, även då den stod still.
Nåja, denna balja kallas flottörhuset, och en flottörventil ser till att nivån alltid är densamma. Själva flottören flyter ovanpå bränslet, och när nivån blir för låg åker flottören ner och öppnar en inloppsventil för att fylla på. Och vice versa.
Alla ni som försökt laga en toalett som står och rinner vatten förstår precis vad en flottörventil är för något.

Men hur regleras gasen gå? Jo om man inte vill köra på fullt spett hela tiden ,(som när polisen kommer), så är trottelspjället en bra uppfinning. En del förgasare har vridspjäll som sitter efter venturit (Som i te.x Rochester Quadrajetten vi tar upp här) medans andra kan ha slidspjäll där venturi och trottelspjäll ofta är samma sak (som i tex dom flesta moppeförgasare).
Trottelspjället står ofta i direktkontakt med gasreglaget via nån vajer eller nåt.

Nu är det så att motorn vi har vår förgasare på skulle vi vilja köra på tomgång ibland också. Men den vi har beskrivit hittills kommer inte funka på tomgång alls. Varför det månntro? Jo för på så låg last som tomgång kommer luftflödet genom förgasaren och venturit vara så litet att det knappast kommer uppstå nåt venturivacuum alls, och då kommer förgasaren inte suga i sig någon bensin.
Då måste vi hitta på nåt annat, nämligen ett tomgångsmunstycke!
Ett tomgångsmunstycke brukar på en vridspjällsförgasare sitta som en litet hål precis efter spjällbladet när det är (nästan) stängt. Just där luften smiter förbi är det nämligen sån fart och sånt undertryck på luften att den klarar av att suga in bränsle.
Tomgångsblandningen brukar gå att ställa in med en liten skruv, och tomgångsvarvtalet brukar gå att ställa in på en annan skruv som är en stoppskruv som spjället stänger mot.
Vid högre laster då spjället är mer öppet, så försvinner vacuumet vid tomgångsmunstycket, och bränslet sug endast in via venturit.

Nu börjar vår förgasare bli riktigt kompetent, men fortfarande saknas några saker.
En av dom är accelerationspumpen. Och vad är då den bra till?
Anta att motorn står och puttrar på tomgång, och sen PANG stampar vi gasen i botten. Då stannar motorn pga för lite bränsle. Affördårå?
Jo för att det går så fort att bränsle inte hinner sugas upp till venturit och börja blandas med luften, och att bränsledimman från tomgången som redan finns i insuget kondenseras då undertrycket försvinner (ännu ett fysikaliskt fenomen) och fastnar som droppar på insugsväggarna istället, och där gör det ju ingen nytta.
Accelarationspumpen (eller axpumpen i dagligt tal) är inget annat en en mekanisk pump som sprutar in extra bränsle rakt ner i insuget. Pumpen är ofta ihopkopplad med trottelspjället och pumpar så fort som spjället öppnar. Simple but effective!

Nästa sak på vår lista är choken.
Choken är till för kallstartet då motorn behöver stora mängder bensin för att starta. Då en motor är kall finns ingen extra värme som hjälper till att förgasa bränslet. Choken är oftast ett spjäll som sitter före både venturi och trottelspjäll.
Då chokespjället är stängt och motorn dras runt med startmotorn så uppstår ett undertryck efter spjället ifråga. Det innebär att det är undertryck i både venturi och tomgångsmustycken, vilket får till följd att en stor mängd bränsle sugs in i motorn, som förhoppningsvis startar.
När motorn startat måste vi snabbt öppna shokespjället igen, annars får motorn för mycket bränsle och för lite luft, och då storknar den och stannar. Chokespjället kan öppnas manuellt ("Skjut in schååken pappa") eller med nån form av automatik, tillexempel vacuumklockor.

Sen var det det här med portar.
Varför har en del förgasare två eller fler portar?, där "port" är ett venturi med tillhörande trottelspjäll.
Jo tänk oss att vi har en stor motor med en enports jätteförgasare. På tomgång går den finfint, för då har vi vårt tomgångsmunstycke. På fullgas går den också finfint, för då har vi tillräckligt med luftflöde för att få ett bra undertryck i venturit.
Men anta att vi bara gasar lite grann, att spjället precis gått förbi tomgångsmunstycket så att inget bränsle längre kommer in där. Då kommer motorn stanna. Varfördetdå?
Jo för att luftflödet är för litet för att kunna skapa ett tillräckligt undertryck i jätteventurit vi har. Vår förgasare är helt enkelt för stor.
En mindre bra lösning på problemet är att ha en liten "låglastport" (off-idle port eller part throttle port på engelska) som tar över precis efter där tomgågsporten lämnar av. Problemet är att finfördelningen (atomiseringen) av bränslet via en sån port inte blir så bra.

En mycket bättre lösning är att ha fler, mindre portar som öppnar en i taget vartefter dom behövs. Ju fler portar desto bättre, men ur produktionsteknisk synvinkel gör man bäst i att dra gränsen nånstans vid fyra per förgasare, men sen är det ingen som hindrar att man sätter på fler förgasare på samma motor!
Fyrcylindriga motorer har (hade) oftast tvåportsförgasare, medans V-åttor ofta var utrustade med fyrportsförgasare där portarna vanligtvis öppnades två och två. Endast de "första" portarna är då utrustade med chokespjäll och tomgångsmunstycke.

Det här med atomisering då??
Atomisering, allså finfördelningen av bränslet, blev speciellt viktigt på senare år, då kraven på bränsleförbrukning och utsläpp blev allt hårdare. Ju mer finfördelat bränslet är, desto bättre och mer fullständigt brinner det, då går det åt mindre bränsle och desto färre skadliga ämnen släpper vi ut.
Många förgasare använder sig av olika trick för att finfördela bränslet, tillexempel kan bränslet blandas med luft en eller flera gånger redan innan det når venturit eller tomgångsporten. Ett uppvärmt insug bättrar på atomiseringen ännu mer.
Högt vacuum ("mycket sug") hjälper också till att finfördela bränslet. För er som hängde med på kemilektionerna i skolan (eller kollade på Staffan och Bengt) på barnprogrammen, vet att man kan få vatten att koka genom att sänka trycket i det kärl det befinner sig i.
Förgasningen börjar i förgasaren, men fortsätter genom hela insuget och in i cylindern.

"På slutet" var VV-förgasarna populära på bilar. VV betyder variabelt venturi, och gick ut på att alltid erhålla så högt gasflöde genom venturit som möjligt, så att atomiseringen blev bästa tänkbara.
När förgasare inte längre kunde leva upp till kraven, så tog insprutningen vid.

Rochester Quadrajetten då??
Till att börja med. För att starta en motor med quadrajetförgasare, gör så här:
Vid kall motor: Trampa ner gaspedalen fullt en gång, och släpp sedan. Vrid sen om startnyckeln.
Vid varm motor: Vrid om startnyckeln.
Varje gång man trycker ner gasen så sprutas lite bensin ner i motorn. Alltså en bra idé att pumpa med gaspedalen om motorn är tjurig. Men efter en stunds pumpande är förgasaren tom, så då behöver man köra sartmotorn för att pumpa in mer bensin i förgasaren.

Alla som micklat med amerikanska bilar från GM, och kanske Fård, har förmodligen kommit i kontakt med den kära rockorkestern. Som namnet antyder så har dock förgasaren inte utvecklats av fyra getter, utan GM tänkte verkligen till och satte mer kvalificerad personal på den sysslan, den gången då det begav sej.
Getterna blev istället anställda på Ford och fick designa bromsarna på Escort åttifemmorna. Men det är en helt annan historia.

Quadrajetten såg dagens ljus för första gången 1968 och grundkonstruktionen visade sig vara så bra att den hängde med ända till 1990 då insprutningssystemen tog över helt och hållet.

Quadrajetten fanns i två storlekar. 750 och 800 CFM, där CFM menas med kubikfot i minuten, vilket betyder hur stor mängd luft den kan svälja vid ett visst tryckfall. Själv hade jag helst använt normalkubikmeter i timmen, men CFM är mer inkört i förgasarkretsar så jag får väl ge mig.
Fyrportsförgasare mäts med ett ryckfall på 0,051 bar (1,5in HG), medans två- och enportare mäts med tryckfall på 0,102bar (3in HG)
750CFM-modellerna har ett trängre venturi än dom på 800CFM. 750CFM-modellerna rekommernderas till allt eftersom dom är fullt tillräckliga. Dom ger dessutom lägre bränsleförbrukning. Tillochmed dom som räjsar med Cadillacs åttalitersspisar börjar gå över till 750-modellerna eftersom dom tydligen ger något bättre gasrespons. Sekundärportarna är ändå så väl tilltagna så det räcker bra ändå.
Och jodå, du läste rätt: folk tävlar med orginalförgasare. Hålly och Åderbrockförgasare (personlig åsikt=urrrrrk) i all ära, men quadrajettarna klarar sig bra i konkurrensen. Jag läste nånstans om ett test där nån provkört en quadrajet mot en annan raceförgasare (kommer inte ihåg vilken sort) ovanpå en V8. Båda var jämbördiga ända tills det allra översta varvtalsregistret där raceförgasaren vann med tre hästar.
Iallafall jag tycker inte det är värt minst två tusen kronor för sån liten effektökning. Sen hade det kanske blivit oavgjort om man putsat bort alla gjutskägg som vanligtvis finns i quadrajettar.

Här är en text som någon på 500cid's forum har skrivit om förgasare.

Nåväl , den största nackdelen med quadrajetten är att den är komplicerad. Det är lätt att ge upp och köpa når mer begripligt av annat fabrikat. Men om man tar sig tid och får snits på sin quadrajet så får man mycket glädje av den (beror förstås också lite på vad man har för intentioner i livet) . Jag behöver tex aldrig tänka på att motorn kanske kan stanna då den är kall och man kör iväg, och vill man rita med bakhjulen är det bara att stampa på.
Fast det tog ju ett par år att komma dit förstås. :p
En annan "nackdel" är att vilken sorts quadrajet som helst passar på vilken GM-motor som helst. Detta gör att folk gärna sätter på den förgasare som råkar vara tillgänglig för stunden. Då kan det vara bra att kunna dechiffrera förgasarnumret, och förgasarnumret står instansat på vänster sida. Se bild:

Just den här förgasaren heter 17057230. Andra raden ger oss tillverkningsdagen. De första tre siffrorna är dagen på året, och den sista är sista siffran i årtalet. Bokstäverna är koden för vilken fabrik den tillverkades i.
De första två eller tre siffrorna i första raden börjar alltid på 70 eller 170. 70 innebär äldre än 1976, och 170 betyder 1976 eller nyare.

Nästkommande två siffror är årsmodellen:

Nästa siffra har med utsläppskraven att göra. 2 är för "49-stater" (låga krav) och 5 är för californien eller för bilar som såldes med "high altitude option".

Näst sista siffran är bilmärke.

0=Chevrolet
1=Chevrolet
2=Chevrolet
3=Cadillac
4=Buick
5=Oldsmobile
6=Pontiac
7=Pontiac

Sista siffran är bilmodell, där udda nummer inklusive 0 står för automatlåda. Jämna nummer betyder manuell låda.

Quadrajetten innehåller många bra tekniska lösningar. Tillexempel har den tredubbla venturis, alltså att inuti venturit sitter det ett venturi till som har ett venturi i sig. Allt för att få så bra vacuum som möjligt. Bränslet som går till tomgångs- och part-throttle-munstyckena finfördelas två gånger redan innan det kommer in i venturit, och det ger oss bra atomiseing. Men fiffigast av allt (tycker jag) är att primärnålarna åker hiss och ger oss olika bränleblandning beroende på motorn last.
Såhär funkar det: Vacuumet i motorns insug (manifold vacuum) beror på motorns last. Låg last (lite gas) ger högt vacuum (mycket sug), och vice versa.
Inuti förgasaren så suger det vacuumet ner en liten fjäderbelastad kolv (nummer 16 på sprängskissen). Kolven håller i primärnålarna och drar ner dom i munstyckena, vilket ger oss snål blandning. Snål blandning = bra ekonomi.
Då motorns last är hög och vacuumet är dåligt, så orkar det inte hålla kvar kolven längst ner längre, utan fjädern trycker upp den och nålarna åker upp ur munstyckena. Det ger oss fet blandning vilker ger mer pulver!
Fiffigt va? Munstycksbyte on-the-fly!

Att få isär den!
Till att börja med, ta bort den från motorn först. Blir bra mycket enklare då om man gör det första gången.

Ta bort främre vacuumklockan. För det mesta finns det bara en. Två skruvar, en slang och en länkarm.
Skruva ut pinnen till luftrenarlocket.
Ta bort armen till accelerationspumpen. För att få bort den, gör så här: Offra en liten (ca 2mm) borr eller spik och använd den för att knacka ut den lilla tappen som armen är ledad i. Knacka inte in den ända mot chokehusväggen, för då kan det vara knepigt att få tillbaka den. På nyare datastyrda förgasare drar man bara ut den övre sprinten på länkarmen.
Ta bort armen till choken. En skruv på höger sida av chokespjället.
Ta bort alla skruvar som håller ihop förgasaren. 12-13 stycken. Två försänkta sitter under chokespjället.
Nu ska det bara vara att dela på den. Packningen kan klistra ihop det hela ganska bra ibland. Försök hjälpa loss den med en kniv eller nåt. Ta det lite easy då det finns en del känsliga detaljer i framändan. Fjädern till accelerationspumpen gör det hela rätt trixigt också.
Packningen går oftast att återanvända, tro´t eller ej.
Undre spjällplattan sitter ihop med två eller tre skruvar underifrån. Oftast finns inga fel där, men kolla så skruvarna inte sitter löst.

Datastyrd Quadrajet från en 1987 camaro

Lite funktionsbeskrivningar.
Choken har funnits i ett flertal olika modeller genom åren.
- Manuell, med wire att rycka i.
- Termostatstyrd, där en bimetallfjäder nere i insuget som påverkar en arm som stänger choken.
- Termostatstyrd, där lite av motorns kylvatten cirkulerar genom förgasarens bimetallhus.
- Elektrisk, där bimetallfjädern värms upp elektriskt.

Då man vid kall motor knäpper till gaspedalen ska chokespjället stänga. När man sen startar motorn ska det öppna först bara litegrann, och varefter motorn blir varm ska det öppna helt.
Om motorn bluddrar och svartryker vid start så chokar choken för mycket. Det kan bero på att själva chokehuset är feljusterat (man kan vrida på det) en eller båda vacuumklockor läcker och inte fungerar.
Om motorn stannar igen då den startat så öppnar vacuumklockorna för mycket. Då kan chokehuset behövas vridas på eller så får man böja lite på länkarmarna eller eventuellt justera på någon justerskruv.
Baktändningar i förgasaren beror på för lite choke.
Svartrök i avgasröret beror förstås på för mycket choke.

Accelerationspumpen
Om motorn tvekar när du snabbt stampar plattan i mattan kan axpumpen ha lagt av. Kolla så här: Med avstängd motor, peta upp chokespjället och titta ner i förgasaren. Gasa och kolla att en stråle bensin sprutar ner i varje primärport.

Tomgångsvarvtalet.
Tomgångsvarvtalet justeras på en liten stoppskruv som sitter på vänster sida på primärspjället.
Snabbtomgången, som är aktiv då motorn är kall, justeras på andra sidan. Snabbtomgången har tre steg, och minskar gradvis varefter motorn blir varm och man knäpper till gaspedalen. Minskar den inte kan det vara en liten arm med en liten tyngd på som kärvar. Armen sitter mellan chokehuset och förgasaren.

Typisk Rochester Quadrajet anno 1976

Att justera tomgången Inget kan driva folk till vansinne lika mycket som att justera tomgången.
Till att börja med, se till att tändningen är rätt inställd. Att skilja förgasarproblem från tändningsproblem är riktigt svårt, för att inte säga omöjligt. Friska brytarspetsar, tändkablar och tändstift är en förutsättning. En för sen tändning ger riktigt dålig tomgång. För tidig tändning gör att tomgånsvarvtalet blir känsligt beroende på hur varm motorn är.
Köp gärna en vacuummätare. En sån är ett riktigt bra hjälpmedel. Ju mer vacuum , desto bättre jobbar motorn.

Varmkör först motorn.
Stoppa sen, och skruva in båda tomgångsnålar till dom bottnar. Ta inte i för hårt.
Skruva ut dom två varv. Räkna noga.
Försök starta. Stannar den igen får den förmodligen för lite soppa. skruva ut med ett kvarts varv i taget och försök igen.
Att skruva ur nålarna ger mer bränsle, och vice versa.
Ha gärna någon som tittar på avgasröret och som hojtar till om det ryker svart. Svartrök=för fet blandning.
Skruva sen in dom ett kvarts varv i taget tills motorn går som bäst. När vacuummätaren visar som lägst är det som bäst.
Vill den ändå inte gå bra så är det något fel på flottörnivån inuti förgasaren. Eller skräp som fastnat nånstans.

Annat som kan vara fel
Om motorn går bra på tomgång när den är varm, men gärna stannar efter start då den är kall:
Då kan antingen choken vara feljusterad (vrid på den enligt specsen) eller i nästan alla fall så är länkarmarna till choke-pull-offen (kallas vacuum break ibland) feljusterade. Det är nämligen så att när motorn precis startat så har den ena, (eller båda beroende på modell), vacuumklockan i uppgift att öppna choken lite så att motorn inte blir sur. Detta görs via en (eller båda) länkarmarna. Kolla tendensen i avgasröret, svartrök = öppnat för lite.
Ibland kan det finnas en justerskruv och ibland justerar man genom att böja länkarmarna med tång.
Gör så här: Med kall motor, knäpp till gaspedalen så choken stänger. Gör det berömda slangen-i-munnen-tricket och kolla så choken öppnar lite. Ibland ska man enligt specsen mäta med en tolk mellan spjället och spjällhusväggen, och ibland ska man mäta vinkeln på spjället. Jag använder alltid borrar som tolkar. Kolla också alltid det här om du bytt någon vacuumklocka. Det här fixet kan göra underverk för en tjurig bil.

Ibland händer det att rören som suger upp bensin från flottörhuset (pickup tubes) inuti lossnar och ramlar ner. Det gör att motorn får alldeles för lite soppa på lite mer än halv gas (till sekundärportarna, men en krets som är aktiv precis när sekundärportarna öppnar, pre-sekundärjets eller vad man ska säga..) Borde kännas som om bilen är orkeslös där. Knacka tillbaka dom försiktigt med en liten hammare.
Edit: Efter att ha plockat isät ett gäng förgasare från 79 till 87 så tycks detta vara ett väldigt vanligt problem. Pickup tubesarna (rören) är av mässing och är inpressade i vitmetallen. Med tiden så gör värmespänningar (förgasaren är varm/kall/varm...) att dom vandrar ut och sen ramlar ner. GM verkar ha snålat in på materialval eftersom det problemet inte fanns på äldre modeller.

På nyare modeller verkar också kolvgummit till axpumpen vara av dåligt matierial som blir hårt. Axpumpen ska pumpa så fort du börjar röra gasen, och inte bara en bit mittt i eller på slutet. Öppna upp choken med fingret och titta ner i primärportarna om det sprutar när du rör gasen.

Ett vanligt fel är att plastkammen som lyfter sekundärnålarna lossnar och ramlar ner. Det ger för lite soppa på full gas (=poff poff). Det luriga är att även om kammen gått sönder så lyfts nålarna litegrann. Mät med skjutmått! Nålarna ska lyftas lite drygt en centimeter.

Ett annat fel som jag råkar ut för är att spjällaxlarna blivit glappa, och då har någon bytt ut spjällplattan (understa delen av förgasaren) till en från en helt annan förgasarmodell. Och då blir allting fel. Såna fel är väldigt svåra att upptäcka.

Min lilla lista på Quadrajettips:

Ska du renovera eller justera, så skaffa först fram en lista på alla specs och mått.

Eller helst en Shop Manual till din bil. Där finns också en bra beskrivning på hur du ställer in allt. En Shop Manual slår allt som du kan tänkas hitta på nätet.

Renoveringssatser kostar ca 300kr och finns på tex Hansen Racing och Norrlands custom.

Är spjällaxlarna glapp är det inte mycket man kan göra. Inte själv i vart fall.

När du plockar isär den, så får du säkert problem med armen till axpumpen.

Kolla så att vacuumklockorna funkar och inte läcker. Köp nya vid behov (150-200kr styck) och ställ in dom rätt.

Det ska sitta en fjäder bakom soppafiltret.

Öppningen på soppafiltret ska sitta mot där soppan kommer in.

Använd soppafilter med inbyggd backventil! Då rinner inte bensinen tillbaka till tanken (beror på modell av soppapump men dumt att chansa) vilket gör motorn mycket mer snabbstartad då den stått en stund.

Om dom stora sekundärportarna inte öppnar helt vinkelrätt ska dom heller inte göra det. Det har med bränslefördelningen i insuget att göra.

Sekundärportarna öppnar bara när choken har släppt. Bara så du vet.

Ta inte bort länkarmen som ska hålla emot sekundärportens vacuumspjäll (det övre)

Den lilla haken på flottörnålen ska komma in bakom armen på flottören. Inte genom ett av hålen.

Ställ in allt efter specifikationerna. Försök inte vara smart.

Behöver du ändra på motorns bränsleblandning, så byt primärmunstyckena. (primary jets) Sekundärnålarna behöver man sällan göra något åt om man inte rejsar.

En avgasanalysator är händig att ha då man pysslar med "creative jetting" eller har en förgasare från en annan motor.

Förgasare som suttit på motorer med EGR, behöver primärmunstycken två storlekar större för att gå bra på motor utan EGR. Så har jag läst i alla fall. Enligt mej själv borde det vara tvärtom.

Dra inte åt skruvarna för hårt! Men efterdra gärna lite nån vecka efteråt.

Lycka till med din quadrajet!