คาร์บูเรเตอร์(สะกดว่าcarburettorหรือcarburetter ) ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3} ]เป็นอุปกรณ์ที่ใช้โดยเครื่องยนต์สันดาปภายใน ที่ใช้น้ำมันเบนซินเพื่อควบคุมและผสมอากาศและเชื้อเพลิงที่เข้า ^สู่เครื่องยนต์^{[ 4 ]}วิธีหลักในการเพิ่มเชื้อเพลิงให้กับอากาศที่เข้าสู่เครื่องยนต์คือผ่านปรากฏการณ์เวนทูรีหรือหลักการของเบอร์นูลลีหรือโดยใช้ท่อพิโทต์ในวงจรวัดปริมาณหลัก แม้ว่าจะมีการใช้ส่วนประกอบอื่นๆ อีกหลายชนิดเพื่อเพิ่มเชื้อเพลิงหรืออากาศในสถานการณ์เฉพาะต่างๆ

นับตั้งแต่ทศวรรษ 1990 เป็นต้นมา คาร์บูเรเตอร์ได้ถูกแทนที่ด้วยระบบฉีดเชื้อเพลิงสำหรับรถยนต์และรถบรรทุกเป็นส่วนใหญ่ แต่คาร์บูเรเตอร์ยังคงถูกใช้ในเครื่องยนต์ขนาดเล็ก บางประเภท (เช่น เครื่องตัดหญ้า เครื่องกำเนิดไฟฟ้า และเครื่องผสมคอนกรีต) และรถจักรยานยนต์ นอกจากนี้ คาร์บูเรเตอร์ยังคงถูกใช้อย่างแพร่หลายในเครื่องบินที่ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์ลูกสูบเครื่องยนต์ดีเซลใช้ระบบฉีดเชื้อเพลิงแทนคาร์บูเรเตอร์มาโดยตลอด เนื่องจากเครื่องยนต์ดีเซลไม่ทำการอัดส่วนผสมของอากาศและเชื้อเพลิง และต้องการการฉีดเชื้อเพลิงในช่วงท้ายของจังหวะการอัด^{[ 5 ]}

คำว่า "carburetor" มาจากคำกริยาภาษาอังกฤษcarburetซึ่งหมายถึง "การอัดด้วยไฮโดรคาร์บอน" ^{[ 6 ]}ในหนังสือเกี่ยวกับรถยนต์ยุคแรกๆ ผลิตภัณฑ์ของ carburetor คืออากาศที่ถูกอัดด้วยไฮโดรคาร์บอนไอระเหย^{[ 7 ]}ความหมายนี้เข้ามาแทนที่ความหมายตั้งแต่ปลายศตวรรษที่สิบแปด ซึ่งcarburetเป็นคำนามที่เราใช้คำว่า carbide ในปัจจุบัน[ 6 ^{] Carburetor จะ}อัด อากาศ เข้าด้วยไอระเหยจากเชื้อเพลิงที่มีไฮโดรคาร์บอนเป็นส่วนประกอบ เช่นน้ำมันเบนซินหรือออโตแก๊ส^{[ 8 ]}

ชื่อนี้สะกดว่า "carburetor" ในภาษาอังกฤษแบบอเมริกันและ "carburettor" ในภาษาอังกฤษแบบบริติช^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}คำย่อที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ "carb" ในสหราชอาณาจักรและอเมริกาเหนือ หรือ "carby" ในออสเตรเลีย^{[ 9 ]}

Air from the atmosphere enters the carburetor (usually via an air cleaner), has fuel added within the carburetor, then the air fuel mixture leaves the carburetor and enters the inlet manifold, then through the inlet valve(s), and finally into the combustion chamber. Most engines use a single carburetor shared among all of the cylinders, though some high-performance engines historically had multiple carburetors and/or throats.

The simplest carburetors work on Bernoulli's principle: the static pressure of the flowing air at the fuel entry point, which can be in a tube which is constant diameter, reduces at higher speeds compared with the pressure in the float chamber which is vented to ambient air pressure, with the pressure difference then forcing more fuel into the airstream. If the tube is a constant diameter the configuration is slightly simpler than in the cross-section diagram shown above right.

In most cases (except for the accelerator pump), the driver pressing the throttle pedal does not directly increase the fuel entering the engine. Instead, the airflow through the carburetor increases, which in turn increases the amount of fuel drawn into the intake mixture.

Bernoulli's Principle applies (apart from friction and viscosity and turbulence etc.) to both the air and the fuel, so that the pressure reduction in the air flow tends to be proportional to the square of the intake airspeed, and the fuel in the main jets will obtain a speed as the square root of the pressure reduction so the two will be proportional to each other. If the pressure reduction is taken as from a reduction of area along the air flow rather than from ambient pressure to the fuel entry point the effect can be described as the Venturi effect, but that is still derived from Bernoulli's principle at two positions. If the pressure reduction is taken as from a dynamic pressure (facing the incoming air) within the air entry point rather than from ambient pressure instead the carbureter can be described as the Pitot tube type, but that is also still derived from Bernoulli's principle at two positions.

The actual fuel and air flows are more complicated and need correction. This might be done variously at lower speeds or higher speeds, or over the whole range by a variable emulsion device to add air to the fuel after the main jets/s. In SU and other (e.g. Zenith-Stromberg) variable jet carburetors, it was mainly controlled by varying the jet size.

ทิศทางการติดตั้งคาร์บูเรเตอร์เป็นปัจจัยสำคัญในการออกแบบ เครื่องยนต์รุ่นเก่าใช้ คาร์บูเรเตอร์ แบบดูดอากาศขึ้นด้านบนโดยอากาศจะเข้าจากด้านล่างของคาร์บูเรเตอร์และออกทางด้านบน ตั้งแต่ช่วงปลายทศวรรษ 1930 เป็นต้นมา คาร์บูเรเตอร์ แบบดูดอากาศลงด้านล่างเริ่มเป็นที่นิยมใช้มากขึ้น (โดยเฉพาะในสหรัฐอเมริกา) ควบคู่ไปกับ คาร์บูเรเตอร์ แบบดูดอากาศด้านข้าง (โดยเฉพาะในยุโรป)

ส่วนประกอบอื่นๆ ที่นำมาใช้ในคาร์บูเรเตอร์ ได้แก่:

• ช่องระบายอากาศช่วยให้อากาศเข้าไปในส่วนต่างๆ ของทางเดินเชื้อเพลิง เพื่อผสมอากาศและเชื้อเพลิงล่วงหน้า ลดการระเหย และปรับอัตราส่วนอากาศ/เชื้อเพลิงให้ถูกต้องในช่วงกว้าง ซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่าระบบอิมัลชัน
• อุปกรณ์จำกัดการไหลของเชื้อเพลิงในเครื่องยนต์อากาศยาน เพื่อป้องกันการขาดแคลนเชื้อเพลิงระหว่างการบินกลับหัว
• เครื่องพ่นไอความร้อนเพื่อช่วยในการทำให้เชื้อเพลิงเป็นละออง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับเครื่องยนต์ที่ใช้น้ำมันก๊าดน้ำมันระเหยสำหรับรถแทรกเตอร์หรือในเครื่องยนต์เบนซิน-พาราฟิน^{[ 14 ]}
• เครื่องระเหยเชื้อเพลิงรุ่นแรกๆ
• คาร์บูเรเตอร์แบบป้อนกลับซึ่งปรับส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศตามสัญญาณจากเซ็นเซอร์ออกซิเจนเพื่อให้สามารถใช้ตัวแปลงไอเสียแบบเร่งปฏิกิริยา ได้
• คาร์บูเรเตอร์สุญญากาศคงที่ (เรียกอีกอย่างว่าคาร์บูเรเตอร์โช้คแปรผัน) ซึ่งสายคันเร่งเชื่อมต่อโดยตรงกับแผ่นสายคันเร่ง การดึงสายทำให้เบนซินดิบเข้าไปในคาร์บูเรเตอร์ ทำให้เกิดการปล่อยไฮโดรคาร์บอนจำนวนมาก^{[ 15 ]}
• คาร์บูเรเตอร์แบบความเร็วคงที่ใช้การเปิดรับอากาศแบบแปรผันในกระแสอากาศขาเข้าหลังจากที่ลิ้นปีกผีเสื้อเคลื่อนที่จากแป้นเหยียบเร่ง การเปิดรับอากาศแบบแปรผันนี้ถูกควบคุมโดยแรงดัน/สุญญากาศที่จุดเปิดรับอากาศนั้นเอง การเปิดรับอากาศที่ควบคุมด้วยแรงดันนี้ช่วยให้แรงดันอากาศขาเข้าค่อนข้างคงที่ตลอดช่วงความเร็วและภาระของเครื่องยนต์

การออกแบบพื้นฐานของคาร์บูเรเตอร์ประกอบด้วยเวนทูรีเดี่ยว (วงจรวัดปริมาณเชื้อเพลิงหลัก) แต่การออกแบบที่มีเวนทูรีสองหรือสี่อัน (คาร์บูเรเตอร์แบบสองกระบอกและสี่กระบอกตามลำดับ) ก็พบเห็นได้ทั่วไปเช่นกัน โดยทั่วไปแล้วกระบอกจะประกอบด้วยกระบอก "หลัก" ที่ใช้ในสถานการณ์ที่มีภาระต่ำ และกระบอกรองที่จะทำงานเมื่อจำเป็นต้องจ่ายอากาศ/เชื้อเพลิงเพิ่มเติมในสภาวะที่มีภาระสูงขึ้น เวนทูรีหลักและรองมักมีขนาดแตกต่างกันและมีคุณสมบัติที่แตกต่างกันเพื่อให้เหมาะกับสถานการณ์การใช้งาน

คาร์บูเรเตอร์แบบสี่ช่องจำนวนมากใช้ช่องหลักสองช่องและช่องรองสองช่อง การออกแบบคาร์บูเรเตอร์แบบสี่ช่องที่มีช่องหลักสองช่องและช่องรองสองช่องนั้นนิยมใช้ในเครื่องยนต์ V8เพื่อประหยัดเชื้อเพลิงที่ความเร็วรอบเครื่องยนต์ต่ำ ในขณะที่ยังคงให้ปริมาณเชื้อเพลิงที่เพียงพอที่ความเร็วรอบสูง

การใช้คาร์บูเรเตอร์หลายตัว (เช่น คาร์บูเรเตอร์สำหรับแต่ละกระบอกสูบหรือคู่กระบอกสูบ) ยังส่งผลให้มีการดูดอากาศเข้าผ่านเวนทูรีหลายตัว^{[ 16 ]}เครื่องยนต์สมรรถนะสูงบางรุ่นใช้คาร์บูเรเตอร์แบบสองบาร์เรลหรือสี่บาร์เรลหลายตัว เช่น คาร์บูเรเตอร์แบบสองบาร์เรลหกตัวในเครื่องยนต์ V12 ของ Ferrari

ในปี ค.ศ. 1826 วิศวกรชาวอเมริกันชื่อ Samuel Moreyได้รับสิทธิบัตรสำหรับ "เครื่องยนต์แก๊สหรือไอ" ซึ่งมีคาร์บูเรเตอร์ที่ผสมน้ำมันสนและอากาศ^{[ 17 ] [ 18 ]}การออกแบบนี้ไม่ได้ถูกนำไปผลิตจริง ในปี ค.ศ. 1888/1889 วิศวกรชาวเยอรมันSiegfried Marcusได้ผลิตรถยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วย เครื่องยนต์ เบนซิน (ซึ่งเป็นการเปิดตัวระบบ จุดระเบิดแบบแม็กนีโตเป็นครั้งแรกด้วย) ^{[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]} Karl Benz ได้เปิดตัว Benz Patent-Motorwagenที่ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์สี่จังหวะสูบเดียวในปี ค.ศ. 1885 ^{[ 22 ] [ 23 ]}

เครื่องยนต์ทั้งสามเครื่องนี้ใช้คาร์บูเรเตอร์แบบพื้นผิว ซึ่งทำงานโดยการเคลื่อนอากาศผ่านด้านบนของภาชนะที่บรรจุเชื้อเพลิง^{[ 24 ]}

การออกแบบคาร์บูเรเตอร์แบบป้อนด้วยลูกลอยครั้งแรก ซึ่งใช้หัวฉีดละอองน้ำมันได้รับการแนะนำโดยวิศวกรชาวเยอรมันWilhelm MaybachและGottlieb Daimlerในเครื่องยนต์ Grandfather Clockปี 1885 ของพวกเขา ^{[ 25 ]}รถยนต์Butler Petrol Cycleซึ่งผลิตในอังกฤษในปี 1888 ก็ใช้คาร์บูเรเตอร์แบบป้อนด้วยลูกลอยเช่นกัน^{[ 26 ] [ 27 ]}ในปี 1892 Maybach ได้ผลิตคาร์บูเรเตอร์ที่สำคัญซึ่งมีเจ็ทพ่นเข้าไปในเวนทูรี ซึ่งต่อมากลายเป็นมาตรฐาน และได้รับการจดสิทธิบัตรในปี 1893

คาร์บูเรเตอร์ตัวแรกสำหรับเครื่องยนต์แบบอยู่กับที่ได้รับการจดสิทธิบัตรในปี 1893 โดยวิศวกรชาวฮังการีJános CsonkaและDonát Bánki ^{[ 28 ] [ 29 ] [ 30 ]}

คาร์บูเรเตอร์แบบสี่ช่องแรกคือCarter Carburetor WCFB และRochester 4GC ที่เหมือนกัน ซึ่งเปิดตัวในรถยนต์รุ่นต่างๆ ของ General Motors ในปี 1952 Oldsmobile เรียกคาร์บูเรเตอร์ใหม่นี้ว่า "Quadri-Jet" (สะกดตามต้นฉบับ) ^{[ 31 ]}ในขณะที่ Buick เรียกมันว่า "Airpower" ^{[ 32 ]}

ในสหรัฐอเมริกา คาร์บูเรเตอร์เป็นวิธีการส่งเชื้อเพลิงที่ใช้กันทั่วไปสำหรับเครื่องยนต์เบนซิน (น้ำมันเบนซิน) ที่ผลิตในสหรัฐฯ ส่วนใหญ่ จนกระทั่งช่วงปลายทศวรรษ 1980 เมื่อระบบฉีดเชื้อเพลิงกลายเป็นวิธีการที่นิยมมากกว่า^{[ 33 ]}หนึ่งในผู้ใช้คาร์บูเรเตอร์ในวงการมอเตอร์สปอร์ตกลุ่มสุดท้ายคือ NASCAR ซึ่งเปลี่ยนไปใช้ระบบฉีดเชื้อเพลิงอิเล็กทรอนิกส์หลังจากซีรีส์ Sprint Cup ปี 2011 [ ^{34 ] NASCAR}ยังคงใช้คาร์บูเรเตอร์แบบสี่ช่องในNASCAR Xfinity Series

ในยุโรป ระบบคาร์บูเรเตอร์ถูกแทนที่ด้วยระบบหัวฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงเป็นส่วนใหญ่ในช่วงปลายทศวรรษ 1980 แม้ว่าระบบหัวฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงจะถูกนำมาใช้มากขึ้นในรถยนต์หรูและรถสปอร์ตตั้งแต่ทศวรรษ 1970 แล้ว ก็ตาม กฎหมาย ของประชาคมเศรษฐกิจยุโรป (EEC)กำหนดให้รถยนต์ทุกคันที่จำหน่ายและผลิตในประเทศสมาชิกต้องมีตัวแปลงไอเสียแบบเร่งปฏิกิริยาหลังจากเดือนธันวาคม 1992 กฎหมายนี้อยู่ระหว่างการดำเนินการมาสักระยะหนึ่งแล้ว โดยรถยนต์หลายรุ่นเริ่มวางจำหน่ายพร้อมตัวแปลงไอเสียแบบเร่งปฏิกิริยาหรือระบบหัวฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงตั้งแต่ประมาณปี 1990 เป็นต้นมา

ข้อกังวลที่สำคัญสำหรับเครื่องยนต์อากาศยานคือการก่อตัวของน้ำแข็งภายในคาร์บูเรเตอร์ อุณหภูมิของอากาศภายในคาร์บูเรเตอร์อาจลดลงได้ถึง 40  °C (72  °F) ^{[ 35 ]}เนื่องจากการรวมกันของความดันอากาศที่ลดลงในเวนทูรีและความร้อนแฝงของเชื้อเพลิงที่ระเหย สภาวะระหว่างการลดระดับลงเพื่อลงจอดนั้นเอื้อต่อการเกิดน้ำแข็งเป็นพิเศษ เนื่องจากเครื่องยนต์ทำงานที่รอบเดินเบาเป็นเวลานานโดยที่คันเร่งปิดอยู่ การเกิดน้ำแข็งยังสามารถเกิดขึ้นได้ในสภาวะการบินที่ระดับความสูง

ระบบทำความร้อนคาร์บูเรเตอร์มักใช้เพื่อป้องกันการเกิดน้ำแข็งเกาะ^{[ 35 ]}ระบบนี้ประกอบด้วยช่องรับอากาศรองซึ่งผ่านรอบท่อไอเสีย เพื่อทำความร้อนอากาศก่อนที่จะเข้าสู่คาร์บูเรเตอร์ โดยทั่วไป ระบบนี้จะทำงานโดยนักบินที่สลับอากาศเข้าด้วยตนเองให้ไหลผ่านช่องรับอากาศที่ทำความร้อนตามต้องการ ระบบทำความร้อนคาร์บูเรเตอร์จะลดกำลังขับ (เนื่องจากความหนาแน่นของอากาศที่ทำความร้อนต่ำกว่า) และทำให้ตัวกรองอากาศเข้าถูกบายพาส ดังนั้นระบบนี้จึงใช้เฉพาะเมื่อมีความเสี่ยงต่อการเกิดน้ำแข็งเกาะเท่านั้น^{[ 35 ]}

หากเครื่องยนต์ทำงานที่รอบเดินเบา อีกวิธีหนึ่งในการป้องกันการเกิดน้ำแข็งเกาะคือการเปิดคันเร่งเป็นระยะ ซึ่งจะเพิ่มอุณหภูมิอากาศภายในคาร์บูเรเตอร์^{[ 35 ]}

การเกิดน้ำแข็งเกาะคาร์บูเรเตอร์ยังเกิดขึ้นในเครื่องยนต์ประเภทอื่นๆ ด้วย และมีการใช้วิธีการต่างๆ เพื่อแก้ไขปัญหานี้ ในเครื่องยนต์แบบแถวเรียง ท่อไอดีและท่อไอเสียจะอยู่ด้านเดียวกันของฝาสูบ ความร้อนจากไอเสียจะถูกใช้เพื่ออุ่นท่อไอดีและคาร์บูเรเตอร์ ในเครื่องยนต์แบบตัววี ไอเสียจะถูกส่งจากฝาสูบด้านหนึ่งผ่านท่อไอดีไปยังฝาสูบอีกด้านหนึ่ง วิธีหนึ่งในการควบคุมการไหลของไอเสียในท่อไอดีเพื่ออุ่นท่อไอดีคือ วาล์วปีกผีเสื้อแบบมีน้ำหนักถ่วงที่เรียกว่าตัวเพิ่มความร้อน ซึ่งจะปิดอยู่เมื่อรอบเดินเบาและเปิดเมื่อการไหลของไอเสียสูงขึ้น รถยนต์บางคันใช้เตาความร้อนรอบๆ ท่อไอเสีย โดยเชื่อมต่อกับท่อไอดีของกรองอากาศและส่งอากาศอุ่นไปยังกรองอากาศ ท่ออุ่นล่วงหน้าที่มีวาล์วปีกผีเสื้อควบคุมด้วยสุญญากาศบนท่อไอดีของกรองอากาศจะเปิดเพื่อให้อากาศเย็นเข้ามาเมื่อภาระของเครื่องยนต์เพิ่มขึ้น

• หลักการของเบอร์นูลลี
• ระบบฉีดเชื้อเพลิง
• เครื่องเพิ่มความชื้น
• รายการชิ้นส่วนรถยนต์
• รายชื่อผู้ผลิตคาร์บูเรเตอร์
• ปรากฏการณ์เวนทูริ