หนังสือเครื่องยนต์แก๊สโซลีน หรือเครื่องยนต์เบนซิน

หนงั สอื เรยี นเพ่มิ เตมิ ความร้แู ละทกั ษะ SHoRT CoURSE GASOLINE ENGINE เอกสารประกอบการสอนรายวิชาชางซอมเคร่ืองยนตแกสโซลีน ตามหลกั สตู รของสำนักคณะกรรมการการอาชีวศึกษา ประเภทวิชาอตุ สาหกรรม สาขาวิชาชางยนต งานเคร่อื งยนต L ผูเ้ รียบเรยี ง พงศ์พพิ ฒั น์ คำหอม

หลกั สตู รระยะสนั้ ผเู้ รียบเรียง พงศพ์ ิพฒั น์ คำหอม ครผู ชู้ ่วย วิทยำลยั สำรพดั ช่ำงธนบรุ ี

เอกสารประกอบการสอนเล่มน้ี เป็นเอกสารประกอบการสอนในรายวชิ า ชา่ งซ่อมเครอ่ื งยนตแ์ กส๊ โซลนี (Gasoline Engine) มจี ุดประสงคเ์ พอ่ื เป็นแนวทางในการเรยี นของผเู้ รยี น และเป็นสง่ิ ทค่ี รอู าจารย์ รวมทงั้ นักศกึ ษาฝึกประสบการณ์วชิ าชพี ครู ใชเ้ ป็นแนวทางในการสอน สาหรบั นักศกึ ษา และผเู้ รยี นใน หลกั สตู รวชิ าชพี ระยะสนั้ สาขาวชิ าเทคนคิ เครอ่ื งกล ประเภทวชิ าอุตสาหกรรม ซ่งึ ในการเรยี นการสอนท่ี ดี ควรตอ้ งมเี อกสารประกอบการสอนทจ่ี ะเป็นส่วนชว่ ยใหก้ ารเรยี นการสอนนนั้ มปี ระสทิ ธภิ าพสงู สดุ การจดั ทาเอกสารประกอบการสอนเล่มน้ี ผจู้ ดั ทาไดใ้ ชค้ วามรู้ความสามารถในดา้ นทฤษฎีทาง เครอ่ื งกล ทงั้ ไดร้ วบรวมขอ้ มูลต่าง ๆ โดยขอ้ มลู ทไ่ี ดม้ านนั้ มาจากหนงั สอื ทผ่ี จู้ ดั ทาไดเ้ ลา่ เรยี นมาในอดตี จนถงึ ปัจจุบนั เพ่อื จะไดน้ าความรู้ทไ่ี ดม้ านนั้ ใชป้ ระกอบในการจดั ทาเอกสารประกอบการสอนใหด้ ที ส่ี ดุ เพอ่ื จะไดน้ ามาใชใ้ หเ้ กดิ ประโยชน์ตอ่ การเรยี นการสอนไดม้ ากทส่ี ุด ซ่งึ ในเอกสารประกอบการสอนเล่มน้ี ประกอบไปดว้ ยเน้อื หา 10 บท บทท่ี 1 เกย่ี วกบั เคร่อื งยนต์ บทท่ี 2 หลกั การทางานของเคร่อื งยนต์ บทท่ี 3 ระบบสตารท์ รถยนต์ บทท่ี 4 ระบบไฟชารจ์ รถยนต์ บทท่ี 5 ระบบจุดระบดิ รถยนต์ บทท่ี 6 ระบบระบาย ความร้อน บทท่ี 7 ระบบหล่อล่นื บทท่ี 8 ระบบเชอ้ื เพลงิ บทท่ี 9 การวเิ คราะหป์ ัญหา และบทท่ี 10 การ บารงุ รกั ษา โดยครอบคลุมเน้อื หาในระดบั การศกึ ษาประกาศนียบตั รวชิ าชพี และเหมาะสมกบั ผทู้ ส่ี นใจ ผจู้ ดั ทาหวงั อย่างยงิ่ วา่ เอกสารประกอบการสอนเล่มน้ีจะเป็นประโยชน์ ต่อผเู้ รยี น บุคคลทวั่ ไป ท่ใี ชใ้ นการศกึ ษาหาความรูด้ ว้ ยตนเอง และคณะครูอาจารยผ์ สู้ อนในรายวชิ าเคร่อื งยนตแ์ ก๊สโซลนี หาก เอกสารประกอบการสอนเลม่ น้ีมขี อ้ บกพร่องหรอื ผดิ พลาดประการใด อนั อาจจะเกดิ ดว้ ยเหตุผลใดกต็ าม ต้องขออภยั ไว้ ณ โอกาสน้ีดว้ ย และทางผูจ้ ดั ทากย็ นิ ดรี บั คาติเพ่อื ใช้เป็นแนวทางในการปรบั ปรุงและ แกไ้ ขในโอกาสตอ่ ไป พงศพ์ พิ ฒั น์ คาหอม ครูผชู้ ว่ ย วทิ ยาลยั สารพดั ชา่ งธนบุรี ปีการศกึ ษา 2562

UNIT 1 เกีย่ วกบั เครอ่ื งยนต์ หน้า 1.1 ความแตกต่างระหวา่ งเครอ่ื งยนต์ 2 1.2 ความแตกตา่ ง แรงมา้ x แรงบดิ 2 1.3 ความแตกตา่ งตาแหน่งเคร่อื งยนต์ 5 1.4 สมรรถนะเคร่อื งยนต์ 7 1.5 ประเภทเคร่อื งยนต์ 7 UNIT 2 หลกั การเครือ่ งยนต์ 9 2.1 หลกั การทางานเครอ่ื งยนต์ 4 จงั หวะ 11 2.2 ไดอะแกรมการทางานของวาลว์ ไทมม์ ง่ิ ขงเคร่อื งยนต์ 4 จงั หวะ 12 2.3 หลกั การทางานเครอ่ื งยนต์ 2 จงั หวะ 13 2.4 ไดอะแกรมแสดงการทางานของการเคล่อื นทล่ี กู สบู เคร่งื ยนต์ 2 จงั หวะ UNIT 3 ระบบสตารท์ รถยนต์ 14 15 3.1 หลกั การทางานระบบสตารท์ รถยนต์ 17 3.2 หลกั การเบอ้ื งตน้ มอเตอรส์ ตาร์ 17 3.3 สว่ นประกอบมอเตอรส์ ตารท์ 3.4 รูปแบบของมอเตอรส์ ตารท์ 19 UNIT 4 ระบบไฟชารจ์ รถยนต์ 20 24 4.1 รูปแบบของอลั เทอรเ์ นเตอร์ 4.2 หลกั การทางานอลั เทอรเ์ นเตอร์ 26 4.3 ส่วนประกอบของอลั เทอรเ์ ตอร์ 27 UNIT 5 ระบบจดุ ระเบิด 27 29 5.1 หลกั การทางานระบบจดุ ระเบดิ 32 5.2 วงจรทางานระบบจดุ ระเบดิ 5.3 สว่ นประกอบทางานระบบจดุ ระเบดิ 34 5.4 ประเภทของระบบจุดระเบดิ 35 5.5 หวั เทยี น 35 UNIT 6 ระบบระบายความรอ้ น 6.1 ระบบระบายความรอ้ นดว้ ยอากาศ 6.2 ระบบระบายความรอ้ นดว้ ยน้า 6.3 ส่วนประกอบระบบระบายความรอ้ น

UNIT 7 ระบบหล่อลื่น หน้า 7.1 หน้าทข่ี องน้ามนั หลอ่ ล่นื 39 7.2 องคป์ ระกอบของน้ามนั เครอ่ื ง 39 7.3 คณุ สมบตั ขิ องน้ามนั หลอ่ ล่นื 40 7.4 ชนิดของน้ามนั หล่อลน่ื 40 7.5 กรองน้ามนั เครอ่ื ง 40 7.6 ระบบระบายไอน้ามนั เครอ่ื ง 41 UNIT 8 ระบบน้ามนั เชือ้ เพลิง 42 8.1 โครงสรา้ งของน้ามนั เชอ้ื เพลงิ 43 8.2 คุณสมบตั ขิ องน้ามนั เบนซนิ 43 8.3 การสนั ดาปภายในเครอ่ื งยนต์ 45 8.4 ระบบการจ่ายน้ามนั UNIT 9 วิเคราะหเ์ ครอ่ื งยนต์ 46 48 9.1 ขอ้ ขดั ขอ้ งภายในเคร่อื งยนต์ 51 9.2 ขอ้ ขดั ขอ้ งของระบบน้ามนั เชอ้ื เพลงิ 54 9.3 ขอ้ ขดั ขอ้ งระบบจดุ ระเบดิ 55 9.4 ขอ้ ขดั ขอ้ งระบบหลอ่ เยน็ 56 9.5 ขอ้ ขดั ขอ้ งระบบไอเสยี รถยนต์ 9.6 ขอ้ ขดั ขอ้ งระบบควบคมุ มลภาวะเป็นพษิ 57 UNIT 10 บารงุ รกั ษาเครอ่ื งยนต์ 59 10.1 การบารุงรกั ษาประจาวนั 65 10.2 การตรวจสอบตามระยะ 66 JOB SHEET 68 70 Module 1 การตรวจสอบระบบสตารท์ 72 Module 2 การตรวจสอบระบบไฟชารจ์ 74 Module 3 การตรวจสอบระบบจดุ ระเบดิ แบบหน้าทองขาว 75 Module 4 การตรวจสอบระบบจดุ ระเบดิ แบบทรานซสิ เตอร์ 77 Module 5 การตรวจสอบระบบจุดระเบดิ แบบ IIA 78 Module 6 การตรวจสอบระบบจดุ ระเบดิ แบบ DIS 79 Module 7 การปรบั ตงั้ วาลว์ เครอ่ื งยนต์ Module 8 การปรบั ตงั้ สายพานไทมม์ ง่ิ Module 9 การถอดประกอบระบบระบายความรอ้ น Module 10 การถอดประกอบระบบหลอ่ ล่นื

Module 11 การถอดประกอบฝาสบู เคร่อื งยนต์ หน้า Module 12 การถอดประกอบเพลาขอ้ เหวย่ี ง 80 Module 13 การถอดประกอบลกู สบู 82 Module 14 การวดั กาลงั อดั เครอ่ื งยนต์ 83 Module 15 การปรบั ตงั้ องศาจุดระเบดิ 85 บรรณานุกรม 86 87

UNIT 1 แนวคดิ จนิ นตนาการความสามารถของมนุษย์ทม่ี ี วิวัฒนาการความคิดในการประดิษฐ์ส่ิงท่ีเป็ น นามธรรม ใหก้ ลายเป็นรูปธรรม โดยอาศยั แนวคดิ ทฤษฎีต่างๆ บุคคลเหล่านัน้ คือนักวทิ ยาศาสตร์ ปั จจุบันเราจะได้อาศัยยานพา ห น ะ เคร่ืองจักรเคร่ืองยนต์ต่างๆ ซ่ึงกว่าจะมาเป็น เคร่ืองจักรเคร่ืองทุ่นแรงต่างๆ มาอานวยความ รถยนต์ รถจักรยานยนต์ และเคร่ืองจักรย่อมมี สะดวกแก่คนเราทุกวนั น้ี ล้วนแล้วแต่เกิดจาก ววิ ฒั นาการประวตั ิ ความเป็นมาทย่ี าวนาน ดงั น้ี ค.ศ.1794 ค.ศ.1824 ค.ศ.1862 ค.ศ.1876 Robert Streets Sadi Carnot Beau De Rochas Dr.N.A.Otto ช า ว อั ง ก ฤ ษ ส ร้ า ง ค้น ค ว้า เพิ่ม เ ติม ข อง ชาวฝรัง่ เศส ได้พิมพ์ ช า ว เ ย อ ร มัน นี ส ร้า ง เ ค ร่ือ ง ย น ต์เ ผ า ไ ห ม้ สตรที ใหด้ ยี ง่ิ ขน้ึ ห ลัก ก า รท า ง า นของ เคร่ืองยนต์ 4 จังหวะ ภายในเคร่อื งแรก เคร่ืองยนต์ 4 จังหวะ ตามหลกั การของโรชามี เป็นครงั้ แรก ประสทิ ธภิ าพสงู ขน้ึ ค.ศ.1880 ค.ศ.1881 ค.ศ.1892 มคี วามเจริญกา้ วหน้าอย่างมากเกดิ ขน้ึ ในเยอรมนั Sir Dugalald Clerk Dr.Rudolf Diesel เม่อื เดทเลอร์ (Gottlieb Daimler) และเบนซ์ (Carl ชาวอังกฤษประดิษฐ์ ช า ว เ ย อ ร มัน นี ส ร้า ง Benz) ทางานร่วมกับมายบัค ( Maybach) ได้ เคร่อื งยนต์แก๊สโซลนี 2 เคร่อื งยนต์ดเี ซลโดยอดั ประดษิ ฐเ์ คร่อื งยนตเ์ คร่อื งแรก ปี ค.ศ. 1883 จงั หวะ อ า ก า ศ ร้ อ น แ ล้ ว ฉี ด เชอ้ื เพลงิ เขา้ ไปเผาไหม้ ค.ศ.1892 ค.ศ.1893 ค.ศ.1898 ค.ศ.1908 มีการนาเอาระบบจุด มายบัคประดิษฐ์คาร์ เ ด ม เ ลอร์ผลิตเคร่ือง ฟอรด์ ผลติ รถยนตแ์ บบ ระเบดิ ดว้ ยแมกนโี ต และ บเู รเตอรท์ ใ่ี ชน้ มหนู ยนต์ 4 สูบเรยี ง โมเดล-ที และได้ผลิต หั ว เ ที ย น ม า ใ ช้ กั บ ค.ศ.1897 ค.ศ.1903 ร ะ บ บ จุ ด ร ะ เ บิด ท่ีใ ช้ เคร่อื งยนตแ์ กส๊ โซลนี คอยล์ และจานจ่าย Mors ชา วฝรัง่ เ ศส ไ ด้ แ อ ด เ ล อ ร์ ผ ลิ ต ผลติ เครอ่ื งยนต์ V-8 เคร่อื งยนต์ O.H.C. ค.ศ.1911 ค.ศ.1912 ค.ศ.1913 ค.ศ. 1925 คาลิแลค แนะนาการ เ ป อ ร์ โ ย แ น ะ น า องั กฤษ ใชค้ าร์บูเรเตอร์ เรม่ิ คดิ ค้นการฉีดน้ามนั สตาร์ทด้วยไฟฟ้า และ เคร่อื งยนต์ท่ใี ชเ้ พลาลูก แบบสุญญากาศคงท่ี โดยตรงในห้องเผาไหม้ ระบบไฟแสงสว่างกับ เบย้ี วคู่ (S.U.) เครอ่ื งยนตแ์ กส๊ โซลนี ไดนาโม UNIT 1 เก่ียวกบั เครอื่ งยนต์ 1

1.1 Gasoline Engine Diesel Engine ผสมนอกกระบอกสบู ผสมภายในกระบอกสูบ Topic การส่งเชอ้ื เพลงิ และจุดระเบดิ ต่ากวา่ สงู กวา่ อตั ราส่วนกาลงั อดั ราคาถกู และน้าหนกั เบากวา่ ราคาแพง และน้าหนกั มากกวา่ การออกแบบชน้ิ สว่ นเครอ่ื งยนต์ ความประหยดั น้ามนั เชอ้ื เพลงิ สน้ิ เปลอื งกวา่ ประหยดั กวา่ การบารงุ รกั ษา บอ่ ยกวา่ นานกวา่ ประสทิ ธภิ าพ ดอ้ ยกวา่ ดกี วา่ น้าหนกั ตอ่ กาลงั มา้ ดกี วา่ ดอ้ ยกวา่ สตารท์ เคร่อื งเมอ่ื อากาศเยน็ ดกี วา่ ดอ้ ยกวา่ อตั ราเร่ง ดกี วา่ ดอ้ ยกวา่ จานวนรอบสูงสุด/นาที ดกี วา่ ดอ้ ยกวา่ 1.2 ทางานด้วยม้า ท่ีนิยมใช้สมัยนั้น โดยเขามี การศกึ ษาพบว่า ในเวลา 1 นาที ม้าจะสามารถ การใชค้ าวา่ “แรงม้า” และ “แรงบดิ ” เป็น ยกของ 33,000 ปอนด์ ได้ 1 ฟุต ถ้าคุณคิดว่า ดัชนีช้ีวัด ประสิทธิภ าพ ในการทา งานของ มนั ดูไกลตวั มากในยุคนี้ ดงั นนั้ ในระยะหลงั จงึ มี เคร่อื งยนต์ท่ตี ิดตงั้ ในรถยนต์ท่เี ราใช้ ยง่ิ ตวั เลข การพยายามบญั ญัตคิ ่ามาตรฐานแรงม้าสาหรบั มากกห็ มายถงึ มนั ยง่ิ มกี าลงั มาก เครอ่ื งยนตส์ นั ดาปภายในบา้ งเรยี ก CV (Chevaux Vapeur) แต่ส่วนใหญ่เราน่าจะเคยได้ยินหน่วย แรงมา้ คืออะไร ? เร่อื งราวของ “แรงมา้ ” “PS” (pferdestärke) มนั เทยี บเท่า 0.976 แรงม้า เกดิ ขน้ึ มานานตงั้ แต่สมยั ปฏวิ ตั อิ ุตสาหกรรม เม่อื ดัง้ เดิม จึงเป็ นสาเหตุว่า ทาไมเวลาเราเห็น มี ค ว า ม พ ย า ย า ม ส ร้ า ง จิน ต น า ก า ร ใ ห้ เ ห็น ว่ า เคร่อื งยนต์ 300 PS แล้ว แรงม้าจะตกลงไป 3-4 ประสทิ ธภิ าพของเคร่อื งยนต์ทท่ี างานเชงิ กลไกมี แรงม้า เม่อื คานวณเป็น HP (Horse Power) มนั ประสทิ ธภิ าพเทา่ ไร อะไรเลยจะดเี ท่าเปรยี บเทยี บ ฟังดูดมี ากกว่า ด้วยตวั เลขมากกว่าแรงม้าจรงิ ท่ี ให้เห็นกาลังท่ีจะได้จากเคร่ืองยนต์ จากการ เคร่อื งยนต์ทาได้ แต่ระยะหลงั เร่ิมมกี ารทักท้วง ทางานของมา้ ทใ่ี ชม้ าตงั้ แต่ก่อนยุคเคร่อื งยนต์จะ จากบรรดานกั ฟิสกิ ส์ และนกั คณติ ศาสตรช์ นั้ นาว่า ถูกนามาใชใ้ นงานต่างๆ เจมส์ วตั ต์ เป็นคนแรกท่ี การบอกกาลงั ทด่ี ที ส่ี ุด น่าจะใชห้ น่วยวตั ต์มากกวา่ คดิ เร่อื งน้ีขน้ึ มา เพ่อื ให้ผคู้ นเหน็ ประสทิ ธภิ าพใน การทางานของเคร่ืองยนต์ เม่ือเทียบกับการ UNIT 1 เก่ียวกบั เครอ่ื งยนต์ 2

โดย 1 แรงม้า เทยี บเท่า 0.7457 กโิ ลวตั ต์ หลาย ล้อ เพ่อื ทาให้เกิดการขบั เคล่อื นต่อไป สาเหตุท่ี คนคิดว่ามนั ฟังดแู ปลกๆ ที่จะตอบคาว่า “รถ แรงบิดสาคญั ไม่แพแ้ รงม้า เน่ืองจากแรงบดิ เป็น คุณเครื่องแรงแค่ไหน” เจ้าของรถก็ตอบว่า กาลงั เบ้อื งตน้ ทเ่ี คร่อื งยนต์กระทา ดว้ ยการอาศยั อ่ อ ร ถ เร าใช้ เค รื่องยน ต์ แ ร งม ากแ ค่ .. การจุดระเบิดให้เกดิ แรงหมุนชุดเพลาขอ้ เหว่ยี ง กิโลวตั ต์” แถมเมื่อเอากาลังเครื่องยนต์ทา เกิดเป็ นแรงบิดถ่ายทอดไปหาชุดล้ แรงบิดก็ ได้มาคณู ดแู ล้ว คณุ จะพบวา่ คล้ายๆ พ่บี กึ กล้ามใหญ่ ยิ่งแรงบิดมากคุณยิ่ง ออกตัวจากจุดหยุดนิ่ งดีกว่า คุณสามารถรับ เครื่องยนต์ 200 แรงม้า ท่ีเราว่าแรง น้าหนัก (แบกของ-สัมภาระ และจานวนคน) มากมาย พอแปลงเป็ นหน่วยวตั ต์ พวกมนั ดู มากกว่า รวมถงึ ยงั มีผลประโยชน์ในการลากจูง กระจอกงอกง่อยมาก ด้วยพวกมนั เทียบเท่า มากกว่า รถท่มี แี รงบิดต่ากว่า คุณคงพอจะเห็น เพียง 149 กิโลวตั ต์ เท่านัน้ เอง ภาพว่า “แรงบิด” เป็นส่งิ ท่เี ราได้ใช้กนั จรงิ ๆ ใน ชวี ติ ประจาวนั เชน่ ออกตวั จากไฟแดง, ใชใ้ นการ แรงม้าบอกอะไร ? แรงม้า เป็นแรงท่ี เร่งแซง หรอื จะการบรรทุกสงิ่ ต่างๆ ในรถยนตบ์ าง บอกกาลงั เคร่อื งยนต์ท่อี ยู่ใต้ฝากระโปรงรถของ ประเภท หากส่วนทส่ี าคญั ของการมแี รงบดิ เยอะ เราว่ามีกาลังสูงสุดมากเท่าไร ยิ่งกาลังเยอะ กจ็ าเป็นตอ้ งสามารถถ่ายทอดกาลงั แรงบดิ ทงั้ หมด หมายถงึ รถคุณกย็ ่ิงวง่ิ ได้เร็วขน้ึ อตั ราเร่งเรว็ ขน้ึ ลงส่ถู นนใหม้ ากทส่ี ุดเท่าทจ่ี ะเป็นไปไดด้ ว้ ย และแน่นอน เม่อื เปรยี บเทยี บกบั รถยนตส์ องคนั ท่ี มแี รงมา้ มากน้อยแตกต่างกนั แต่มนี ้าหนกั เทา่ กนั สมมุติ คณุ มรี ถคนั หน่งึ ทม่ี แี รงบดิ 400 นิว รถทม่ี แี รงมา้ มากกวา่ ยอ่ มมคี วามสามารถทจ่ี ะทา ตนั เมตร กาลงั แรงบดิ ขนาดน้มี ากพอจะลากจงู รถ ความเรว็ สูงสุดมากกว่า มนั เคล่อื นทจ่ี ากจุดหน่ึง พ่วง 18 ลอ้ ไปสบายๆ แต่รถคุณใชย้ างขนาดเลก็ ไปถงึ อกี จุดหน่งึ ไวกวา่ อย่างไม่ตอ้ งสงสยั จงึ เป็น ทาให้แรงบดิ 400 นิวตนั เมตรไม่สามารถลงถนน สาเหตุว่า คนรักความเรว็ ชอบแต่งรถเพ่ือการ ได้หมด เน่ืองจากชดุ ยางรบั ไดน้ ้อยกวา่ นนั้ ทาให้ แข่งขนั จะพูดถึง คาว่า “แรงม้า” มาเป็นพิเศษ เกิดอาการแรงบิดเอาชนะล้อและยาง เกิดเป็น เพ่อื บ่งวา่ รถเขาแรงแคไ่ หนกนั อาการล้อฟรี และอาจจะไม่สามารถลากจูงไดต้ าม ตอ้ งการ เน่ืองจากไม่สามารถถ่ายทอดแรงบดิ ได้ แรงบิดคืออะไร ? ในช่วงหลายปีทผ่ี า่ น หมด มา ตงั้ แต่เคร่อื งยนต์ดเี ซลเขา้ มามบี ทบาทสาคญั ในรถยนตห์ ลายรุ่น “แรงบดิ ” กลายเป็นทร่ี จู้ กั มาก ดังนัน้ รถกระบะปัจจุบันส่วนใหญ่ จึงมี ข้ึน ในบรรดานักขบั ทงั้ หลาย แรงบิด คือ แรง ขนาดหน้าสมั ผสั ยางค่อนขา้ งใหญ่มาก เพ่อื ถ่าย กระทาทเ่ี กดิ ขน้ึ เพ่อื ใหเ้ กดิ แรงหมุนเกดิ ขน้ึ ยงั จุดท่ี กาลงั แรงบดิ สูงสุดลงถนนใหม้ ากทส่ี ุดเท่าทจ่ี ะทา กาหนด สาหรบั รถ มนั หมายถงึ กาลงั ขบั ทป่ี ัน่ ไปสู่ ได้ เช่นเดยี วกนั ด้วยประโยชน์ในการผลกั หรือ ชดุ เพลา ก่อนจะถ่ายทอดกาลงั แรงบิดดงั กลา่ วลง กระทากบั ล้อและยาง อย่างทนั ทที นั ใด รถยนต์ UNIT 1 เก่ียวกบั เครอื่ งยนต์ 3

สมยั ใหม่จานวนไม่น้อยจงึ มกั เซทเคร่อื งยนตใ์ น ท่คี ุณรูส้ กึ ไดท้ นั ที ไม่แปลกถา้ คุณจะรูส้ กึ ลกั ษณะทม่ี ี แรงบดิ สูงสดุ ระนาบต่อเน่อื ง หรอื Flat วา่ กาลงั ของเคร่อื งยนต์ในรถกระบะสมยั น้มี นั ทนั Torque มันช่วยให้รถตอบสนองดี เวลาคนขบั อกทนั ใจดจี งั นนั่ เพราะแรงบดิ มนั สูงมากขนาดรถ ตอ้ งการการตอบสนองทนั ท่วงทใี นการขบั ข่ี สปอร์ตสมยั ก่อน ยงั อาจจะมอี าย แต่เม่อื คุณลอง ขบั รถกระบะสมยั ใหม่ยาวๆ จะรูว้ ่า พวกมนั ไม่ได้ แล้วอะไรสาคญั กว่า ? มาถึงตรงน้ีเช่อื เร่งดกี วา่ รถสปอรต์ สมยั ก่อน โอเค น้าหนักอาจจะ ว่า หลายคนคงพอเห็นภาพความจริงท่ีเกดิ จ้นึ เป็นปัจจัยหน่ึง แต่ถ้าตัดเร่ืองน้าหนักออกไป เมอ่ื เราพูดถงึ กาลงั ของเครอ่ื งยนต์ และแรงบดิ ของ กาลงั เคร่อื งยนตท์ ่นี ้อยกวา่ ของเคร่ืองยนต์ดเี ซล เคร่ืองยนต์ กาลังของเคร่ืองยนต์ ในท่ีน้ีเรา (มนั ทาแรงบิดมากกว่าเน่ืองจากมีกาลงั อัดแรง หมายถงึ “แรงมา้ ”ของเครอ่ื งยนต์ มนั เป็นการบง่ ช้ี กว่า) แต่มีรอบเคร่ืองยนต์ ทาให้พวกมนั ยังไม่ ว่ารถรุ่นนัน้ ๆ มคี วามสามารถเท่าไรท่จี ะทางาน สามารถเร่ง 0-100 ก.ม./ช.ม. ดว้ ยเลขตวั เดยี วได้ ในการขบั เคล่อื น เชน่ รถ และความเร็วปลายก็ไม่ได้ทะลุ 200 ก.ม./ช.ม. อย่างทเ่ี รารู้สกึ จากการตอบสนองจากอาการหลงั รปู ท่ี 1.1 ความสมั พนั ธแ์ รงมา้ x แรงบดิ ติดเบาะของพวกมนั อย่างไรก็ดี ทงั้ แรงม้าและ ย่หี ้อหน่ึงมีกาลงั 150 แรงม้า มนั อาจพุ่ง แรงบิดมีความสาคญั พอๆ กนั ถ้าคุณอยากเร่ง ให้เรว็ จุดที่เป็ นค่าแรงบิดสูงสุด คือ จุดท่ีคุณ ไม่เร็ว หรือ เร่งเร็วเท่ารถ 200 แรงม้าอย่าง จะเรง่ รถได้เรว็ ท่ีสดุ กลบั กนั ในจดุ ที่เคร่อื งยนต์ แน่นอน นนั่ เพ่อื ใหผ้ ซู้ ้อื เหน็ ภาพ และเขา้ ใจงา่ ยๆ มีกาลังมากท่ีสุด หมายถึง จุดท่ีเครื่องยนต์ แต่กลบั กนั แรงบดิ เป็นกาลงั ท่เี กดิ จากกาลงั ของ ทางานเต็มกาลงั มากท่ีสุด เพ่อื ทาให้งานเสรจ็ เคร่อื งยนต์อย่างแท้จริง และได้ใชใ้ นงานจริงใน ส้ินอย่างรวดเร็ว (ทาความเร็วมากกว่า) เช่น หลายจังหวะการขบั ข่ี อาทิ ระหว่าง เร่งแซง เคล่อื นรถจากจุดหน่ึง ไปจุดหน่ึงพูดแบบน้ีหลาย ความสามารถในการบรรทุก และลากจูง รถท่ที ่ี คนอาจจะคดิ วา่ มนั กค็ ลา้ ยๆ กนั แต่ความจรงิ แลว้ แรงบดิ มากกว่าจะตอบสนองดกี ว่าอย่างไม่ต้อง ไม่ใช่เลย รถท่มี กี าลงั มากกวา่ จะเร่งในระยะ 400 สงสยั หรอื พูดแบบง่าย มนั เป็นสงิ่ เมตร ได้เรว็ กว่ารถท่มี กี าลงั เคร่อื งยนต์น้อยกวา่ แต่รถทม่ี กี าลงั แรงบดิ ดกี วา่ อาจจะออกตวั ไดด้ กี วา่ UNIT 1 เก่ียวกบั เครอ่ื งยนต์ และเร่งได้ดีต่อเน่ือง ถ้ามีแรงบิดสูงสุดต่อเน่ือง มากพอ ทว่าส่วนใหญ่แล้วรถท่ีมีกาลังแรงม้า มากกว่า ก็มกั จะมาพร้อมแรงบิดมากกว่าด้วย เช่นกนั โดยเฉพาะในรถเคร่อื งเบนซนิ และถึงแม้ 4

จุดทเ่ี ครอ่ื งยนตม์ กี าลงั สงู สดุ จะเป็นคนละจุดกบั ท่ี การใช้งานท่แี ท้จริง ไม่ได้คดิ ว่า ความเร็วปลาย แรงบิดสูงสุดเกิดขน้ึ แต่บางครงั้ การใชเ้ กียร์ท่ีมี หรอื ต้องการไปถึงท่หี มายโดยไวเป็นเร่อื งสาคญั อัตราทดต่ากว่า ก็ทาให้มแี รงบิดท่ีสูงกว่าได้ใน มาก “แรงบดิ ” คอื เพ่อื นแท้ท่คี วรมองหา ผมเชอ่ื จงั หวะทเ่ี คร่อื งยนต์มกี าลงั สูงสุด ยกตวั อย่างเช่น ว่ามาถึงตรงน้ีเพ่ือนๆ น่าจะพอเข้าใจแล้วว่า กาลงั แรงบิดสูงสุด 200 นิวตนั เมตร ท่เี กยี ร์ 4 มี แรงบิดกับแรงม้าต่างกนั อย่างไรบ้าง พวกมนั อัตราทดเกียร์ เท่ากับ 1.000 คุณ จะได้กาลัง ทางานร่วมกนั เพยี งแต่มหี น้าท่ตี ่างกนั และสนอง แรงบดิ สูงสุดเท่ากบั 200 นิวตนั เมตร กลบั กนั คุณ ต่อการใชง้ านต่างกนั มนั อยู่ท่วี า่ คุณจะเลอื กอะไร ลดเกียร์ลงมาท่ีเกียร์ 3 ท่ีมีอัตราทดเท่ากับ กเ็ ทา่ นนั้ เองครบั 1.628 และคุณเร่งรอบเคร่ืองยนต์ยงั จุดท่กี าลงั 1.3 เครอ่ื งยนตส์ ูงสดุ ใชแ่ รงบดิ สูงสดุ อาจจะไมใ่ ช่ 200 นิวตนั เมตร มนั อาจจะดรอปลงไปสกั 20 นิวตนั ตาแหน่งเคร่อื งยนตค์ อื อะไร ? คาตอบคอื เมตร (สมมุติ) แต่คุณก็ทาแรงบิดมากกว่าอยู่ดี จุ ด ท่ี เ ห ล่ า วิศ ว ะ ก ร ณ์ ท่ี อ อ ก แ บ บ ร ถ คั น นั ้น ๆ โดยอาศยั อตั ราทดเกยี ร์ในท่นี ้ี คุณจะได้แรงบิด กาหนดให้เคร่อื งยนต์ไปประจาการอยู่ เพ่อื สิง่ ท่ี เท่ากับ 1.628*180 = 293 นิวตนั เมตร น่ีจึงเป็น พวกเขาเรยี กวา่ สมดลุ นนั่ เองครบั ซ่งึ ทางวศิ วกร สาเหตุหน่ึงท่วี ่าถ้าจะเร่งแซง ทาไมคุณต้องตบ จะกาหนดจุดโดยองิ จากการออกแบบบอดข้ี องรถ เกียร์ลงตาแหน่งท่ีต่ากว่า หรือทาไม เกียร์ โดยส่วนใหญ่จะใหอ้ งิ จาก แกนลอ้ รถ อัตโนมัติจึงคิกดาวน์ หรือลดเกียร์ลง เม่ือคุณ ตอ้ งการอตั ราเรง่ เพมิ่ ขน้ึ อยา่ งรวดเรว็ มนั ไมไ่ ดพ้ า 1. เครื่องยนต์วางหน้ า (Front- คุณไปจุดท่รี ถมกี าลงั แรงบดิ สูงสุด แต่พาคุณไปสู่ Engine) การวางแบบน้ี พบเหน็ ไดบ้ ่อยท่สี ุด ไม่ จุดทม่ี กี าลงั เคร่อื งยนตม์ ากท่สี ุด แลว้ อาศยั อตั รา ทดเกียร์เพิ่มแรงบิดต่างหาก น่ีจึงเป็นสาเหตุท่ี วา่ จะเป็นรถบา้ นๆ ไปจนถงึ รถ Sport แรงมา้ สูงๆ รถแขง่ มกั จะเร่งเคร่อื งไปยงั รอบกาลงั สูงสุดเสมอ เลยครบั ข้อดีของการวางเคร่ืองยนต์แบบน้ีคือ เพ่ือใช้ประโยชน์จากกาลงั จากเคร่ืองยนต์สร้าง การออกแบบท่งี ่ายมากๆ รวมไปถงึ เน้ือท่ภี ายใน แรงบิดมากกว่าจุดท่ีเคร่ืองยนต์มีแรงบิดสูงสุด ของหอ้ งโดยสารทจ่ี ะกวา้ งขน้ึ มากอกี ด้วย แต่การ ดงั นนั้ กลบั มาทเ่ี รอ่ื งใกลต้ วั ถา้ คณุ ตอ้ งการรถทข่ี บั วางแบบน้ี ก็ยงั สามารถวางได้ทงั้ ตามยาว และ สนุกขบั มนั ส์ เร้าใจวงิ่ ไวๆ ออกตวั เร่งได้เลขตวั เดยี ว แบบวา่ พ่อใหญ่ไมก่ ลวั ใบสงั่ สง่ ถงึ บ้าน รถท่ี รปู ที่ 1.2 เครอ่ื งยนตว์ างหนา้ มกี าลงั เคร่อื งยนตม์ ากกว่า จะตอบโจทยไ์ ดอ้ ย่าง แน่นอน จดั ไปอย่าไดเ้ สยี แตถ่ า้ คุณตอ้ งใชร้ ถ เพ่อื 5 การบรรทุกไม่ว่าจะของหรือคน, เน้นขบั รถเพ่ือ UNIT 1 เก่ียวกบั เครอื่ งยนต์

ตามขวาง ซ่ึงการวางส่วนใหญ่แล้ว จะอิงกบั เลย์ สามารถส่งกาลงั ไปยงั แกนล้อได้อย่างรวดเรว็ แต่ เอาทข์ องระบบขบั เคลอ่ื น หากวางขวางจะเป็นขบั เท่าทอ่ี ่านๆ มากพ็ บว่า บางครงั้ มนั กเ็ หมอื นเป็น หน้า หรือขบั 4 แต่ถ้าวางเคร่อื งแนวยาว มกั จะ ดาบสองคม เพราะว่า การท่เี คร่อื งยนต์วางหลงั เป็นการขบั เคล่อื นลอ้ หลงั นนั่ เอง ทาให้หน้ารถเบา หากมกี ารกดเบรคหนกั ๆ บวก กบั พน้ื ลน่ื ๆ อาจทาใหร้ ถหมนุ ได้ 2. วางหน้าหลงั แนวแกนล้อ (Front- รปู ท่ี 1.4 เครอ่ื งยนตว์ างหน้าแกนลอ้ Midship) การวางแบบต่อมานัน้ เร่ิมพบเจอได้ ยากมากขน้ึ เพราะส่วนใหญ่จะอยู่ในรถท่มี าใน 4. วางท้ายรถหลงั แกนล้อ (Rear - รูปแบบสปอรต์ โดยทก่ี ารวางเคร่อื งยนตแ์ บบน้ีคอื Engine) เป็นเคร่ืองยนต์วางแบบท่ีไม่เกรงใจ การวางเคร่ืองยนต์ให้อยู่หลังแนวแกนล้อ ซ่ึง หมายความว่า เคร่อื งยนต์ต้องมขี นาดทก่ี ะทดั รดั หลกั ฟิสกิ ขก์ นั เลย ดว้ ยการเอาเครอ่ื งยนตถ์ ว่ งไวท้ ่ี หรอื ถ้าเคร่อื งยนตใ์ หญ่ หน้ารถกจ็ าเป็นทจ่ี าต้อง ท้ายรถ ลองนึกภาพเพ่อื นๆ เหว่ยี งแท่งเหล็กท่ี ยาว ฉะนัน้ ขอ้ เสียจะโผล่มาเป็นเงาตามตวั ด้วย ปลายมีตุ้มถ่วง มันจะทาให้เกิดแรงเหว่ียงท่ี การบังคบั เล้ยี วท่ยี าก แต่ช่วงความเร็วสูงๆ จะ มหาศาล เทยี บกบั รถเม่อื กดเบรคหน้า จะทาให้ สามารถทาใหน้ าหนกั ถกู กระจายออกไป ทาใหร้ ถ ท้ายรถสะบดั ด้วยแรงเหว่ยี งอนั มหาศาล ซ่ึงเป็น มคี วามสมดุลมากขน้ึ จนผดิ หูผดิ ตาเลยทเี ดยี ว ซ่งึ คาแรก็ เตอรเ์ ฉพาะ ทอ่ี าจทาใหห้ ลายๆ คนหลงรกั การวางเคร่อื งยนตแ์ บบน้ี จะมแี ต่แนวยาวเท่านนั้ โดยเฉพาะกับสุดยอดสปอร์ตตระกูล Porsche เพราะจะเป็นการส่งกาลงั ไปท่ีล้อหลังเป็นส่วน 911 ทเ่ี รายงั คงพบเหน็ อย่ใู นปัจจุบนั ใหญ่ รปู ท่ี 1.5 เครอ่ื งยนตว์ างหลงั แกนลอ้ รปู ท่ี 1.3 เคร่อื งยนตว์ างหน้าหลงั แนวแกนลอ้ 6 3. วางหลังหน้ าแกนล้อ (Mid or Midship) เคร่อื งยนตจ์ ะถูกวางไวท้ จ่ี ดุ ศนู ย์กลาง ของรถพอดี ทาให้การกระจ่ายน้าหนงั ของรถทา ได้ดี รวมไปถึงการใช้ความเร็วท่ีเคร่ืองยนต์ UNIT 1 เก่ียวกบั เครอ่ื งยนต์

1.4 D = ความโตของกระบอกสูบ N = จานวนกระบอกสบู ของเคร่อื งยนต์ 1. ขนาดความโตกระบอกสบู และระยะ 3. อัตราส่วนกาลังอัด Compression ชกั ของลกู สบู Ratio (Cr) คือ อตั ราส่วนผสมปริมาตรไอดีท่ีถูก ดูดเขา้ ในกระบอกสูบและจะถกู อดั ตวั ในจงั หวะอดั ก. เคร่อื งยนตท์ ม่ี รี ะยะชกั ยาวกวา่ ความ เป็นการเปรยี บเทยี บอตั ราส่วนปรมิ าตรกระบอก โตกระบอกสูบ การสกึ หรอสูงกวา่ ในชว่ งความเรว็ สูบและห้องเผาไหม้ เม่อื ลูกสูบอยู่ท่จี ุดศูนย์ตาย รอบเท่ากนั เคร่อื งยนตท์ ่มี ชี ่วงชกั ยาวจะสามารถ ล่าง V2 กบั ปรมิ าตรห้องเผาไหม้ในขณะท่ลี ูกสูบ ใหแ้ รงบดิ ไดม้ ากกวา่ อยูศ่ นู ยต์ ายบน V1 ดงั สมการ ข. เคร่ืองยนต์ท่ีมีช่วงเท่ากบั ความโต Cr = V1+V2 ของกระบอกสูบ V1 ค. เคร่ืองยนต์ท่มี ีช่วงชกั สนั้ กว่าความ ถ้าเคร่อื งยนต์มอี ตั ราส่วนกาลงั อดั มาก แรงดนั ท่ี โตกระบอกสูบ มคี วามเรว็ ทต่ี ่ากวา่ จงึ ชว่ ยลดการ เกดิ จากการเผาไหมใ้ นกระบอกสูบจะสูงมาก ทา สกึ หรอของกระบอกสบู ได้ ให้มีแรงบิดเพิ่มข้ึน มีกาลังงานมากข้ึน แต่ ขณะเดยี วกนั จะทาใหป้ ระหยดั พลงั งานเชอ้ื เพลิง รปู ที่ 1.6 แสดงลกั ษณะชว่ งชกั ต่างๆ แต่อย่างไรกต็ ามหากมกี าลงั อดั สูงมากเกนิ ไป ทา ใหอ้ ณุ หภูมไิ อดภี ายในหอ้ งเผาไหมส้ ูง เป็นสาเหตุ 2. ความจขุ องกระบอกสบู ปรมิ าตรของ ใหก้ ารเผาไหมผ้ ดิ ปกติ (การน็อค) กระบอกสบู ซ่งึ วดั จากการเคลอ่ื นทข่ี องลกู สูบจาก 1.5 จุดศูนยต์ ายบนไปสู่จุดศูนย์ตายล่าง และสามารถ 1. เครื่องยนต์สันดาปภายนอก คานวนความจขุ องกระบอกสบู รวมของเคร่อื งยนต์ ( External combustion engine) ก า ร เ ผ า ไ ห ม้ เกิดข้นึ ภายนอกเคร่ืองยนต์จากเช้อื เพลิงต่างๆ ซง่ึ สามารถหาไดจ้ ากสมการ เชน่ ถ่านหนิ ไม้ น้ามนั หรอื เชอ้ื เพลงิ อ่นื ใชพ้ ลงั πD2 ความร้อน จากการเผาไหม้เช้ือเพลิงเปล่ียน V = 4 LN สถานะของเหลว กลายเป็นไอน้าแรงดนั สูง เกดิ การเปลย่ี นเป็นพลงั งานกลหมนุ เครอ่ื งยนต์ ขอ้ เสยี โดยท่ี V = ความจุกระบอกสูบ ของเคร่ืองยนต์แบบสนั ดาปภายนอกจะสูญเสีย พลังงานความร้อนโดยเปล่าประโยชน์ไปมาก L = ระยะชกั ของลูกสบู 7 UNIT 1 เกี่ยวกบั เครอ่ื งยนต์

Thomas Newcomen ไดป้ ระดษิ ฐเ์ คร่อื งจกั รไอน้า เ ค ร่ือ ง ยนต์ลูกสู บส่ีจัง หวะและสองจังหวะ ซ่ึงเป็นเคร่อื งยนต์ชนิดสนั ดาปภายนอกครงั้ แรก เคร่ืองยนต์หกลูกสูบ เคร่ืองยนต์โรตารีวันเคิล ในปี พ.ศ. 2248 และเป็นท่นี ิยมกนั มากและไดร้ บั เคร่ืองยนต์กงั หนั แก๊ส แตกต่างจากเคร่ืองยนต์ พฒั นาต่อ โดย เจมส์ วตั ต์ เคร่อื งจกั รไอน้านบั ได้ สนั ดาปภายนอก เช่น เคร่อื งยนต์ไอน้า สเตอร์ลงิ ว่าเป็ นเคร่ืองจักรหรือเคร่ืองยนต์ยุคแรก ถูก ซ่ึงพลงั งานถูกส่งไปยงั ของไหลทางาน ของไหล นาไปใช้ใน รถจักรไอน้า รถไฟไอน้า เรือกล ทางานสามารถเป็นไดท้ งั้ อากาศ น้ารอ้ น น้าความ ไฟ เคร่ืองจกั รในโรงงานอุตสาหกรรม เป็นต้น ดนั สูง หรอื กระทงั่ โซเดยี มในสถานะของเหลว ให้ และเป็นจดุ เรม่ิ ตน้ ของอุตสาหกรรมสมยั ใหม่ ความรอ้ นในหมอ้ น้าบางชนดิ รปู ที่ 1.7 ลกั ษณะเครอ่ื งยนตส์ นั ดาปภายนอก รปู ท่ี 1.8 ลกั ษณะเครอ่ื งยนตส์ นั ดาปภายใน 8 2. เ คร่ือ ง ย นต์สันดาปภายใน (Internal combustion engine) เคร่อื งยนต์ซ่งึ การ สนั ดาปของเชอ้ื เพลงิ ร่วมด้วยการออกซไิ ดซ์ของ อากาศในห้องเผาไหม้ ทาให้เคร่อื งยนตข์ ยายตวั ของแก๊สท่อี ุณหภูมแิ ละความดนั สูงเกดิ ขน้ึ ทาให้ เกดิ แรงโดยตรงกบั เคร่อื งยนต์ ผลกั ลูกสูบ ใบพดั เทอร์ไบน์ สร้างกาลังงานให้เกิดข้ึน โดยการ เปล่ีย น พ ลัง ง าน เค มีเป็ นพลัง ง านก ล เ ช่น UNIT 1 เกี่ยวกบั เครอื่ งยนต์

UNIT 2 2.1 เคร่อื งยนต์ท่ีเกดิ จากการสนั ดาปภายใน ในเคร่ืองยนต์สันดาปภายใน เป็นการ ท า ง า น ข อ งพ ลังงาน กลท่ีได้เกิดจ ากการ (Internal Combustion Engine) ซ่งึ จะมจี งั หวะการ เปลย่ี นแปลงการเผาไหมข้ องเชอ้ื เพลงิ เคร่อื งยนต์ ทางานออกแบ่งเป็น 4 จงั หวะ หรอื 4 ขนั้ ตอนการ จะทาการดูดไอดี (ส่วนผสมอากาศกบั น้ามนั ) เขา้ ทางานภายใน 1 วฎั จกั ร คอื จงั หวะดูด (Intake กระบอกสูบและจะอดั ไอดีโดยการเคล่อื นท่ีของ stroke) จงั หวะอดั (Compression stroke) จงั หวะ ลูกสูบ หวั เทยี นจะจุดประกายไฟเผาไหม้ไอดใี น ระเบดิ (Power stroke) และจงั หวะคาย (Exhaust กระบอกสูบ เกิดแก๊สท่ีมีแรงดันสูงดนั ให้ลูกสูบ stroke)ในแต่ละจงั หวะจะเป็นการทางานของเพบา เคล่ือนตวั การเคล่ือนท่ีข้นึ ลงของลูกสูบภายใน ของเหวย่ี ง 180 เม่อื นามารวมกนั เพลาขอ้ เหวย่ี ง ก ระบอ ก สู บจ ะเ ปล่ีย น เ ป็ น ก า รห มุน ท่ีเ พ ลาข้อ จะทาการหมุน 720 เท่ากบั รอบวงกลม 2 ครงั้ เหว่ยี งโดยส่งแรงผ่านก้านสูบ แก๊สจากการเผา และการจดุ ระเบดิ จะเกดิ ขน้ึ 1 ครงั้ การทางานของ ไหม้จะทาให้เกิดกาลังงาน และจะถูกระบาย เคร่ืองยนต์แบบน้ีเรียกว่า วฎั จกั รเคร่อื งยนต์ 4 ออกไปจากกระบอกสูบทางลน้ิ ไอเสยี สาหรบั ไอดี จงั หวะ (Four stroke cycle engine) ทถ่ี ูกดดู เขา้ ภายในกระบอกสบู ไดโ้ ดยผา่ นลน้ิ ไอดี โดยท่ีจุดสูงสุดท่ีลูกสูบเล่ือนข้ึนไปได้ จากกระบวนการทางานของเคร่อื งยนต์ เ รีย ก ว่า ศูน ย์ต า ย บ น ( Top Dead Center : ดงั ท่กี ล่าวมาแล้วขา้ งต้นเรยี กว่า กลวตั ร (Cycle) T.D.C.) และจุดทล่ี ูกสูบเล่อื นลงไปต่าสุด เรยี กวา่ ในแต่ละกลวตั รจะมีการทางานท่ีแตกต่างกัน ศูน ย์ตา ย บน ( Bottom Dead Center : B.D.C.) ออกไปตามลกั ษณะของกระบวณการนนั้ ๆ ระยะชกั (Stroke) หมายถงึ ระยะทล่ี ูกสูบเล่อื นจาก UNIT 2 หลกั การทางานเครอ่ื งยนต์ ศูนย์ตายบนลงสู่ศูนย์ตายล่างข้นึ สู่ศูนย์ตายบน เม่อื ลูกสูบเล่อื นไปส้นิ สุดระยะชกั แต่ละครงั้ ก็จะ เปลย่ี นทศิ ทางของการเคล่อื นท่ใี นการขน้ึ หรอื ลง รปู ที่ 2.1 ส่วนประกอบกลวตั รการทางาน 9

1. จงั หวะดดู (Intake stroke) 3. จงั หวะระเบิด (Power Stroke) หลกั การทางานในจงั หวะดูด ล้นิ ไอดจี ะ หลกั การทางานในจังหวะระเบิดขณะท่ี เปิดลกู สูบเล่อื นลงทาใหไ้ อดถี ูกดดู ผา่ นชอ่ งลน้ิ ไอดี ลูกสูบเล่ือนข้นึ ถึงศูนย์ตายบนในจงั หวะอดั หวั เข้าไปในกระบอกสูบ ปริมาตรลดลง ความดนั เทยี นเกดิ การจุดประกายไฟทาใหไ้ อดเี กดิ การเผา เพม่ิ ขน้ึ ไหม้ขน้ึ ทาให้เกดิ แรงดนั เพม่ิ ขน้ึ อย่างรวดเรว็ ทา ใหล้ ูกสูบเล่อื นลงได้ เพลาขอ้ เหวย่ี งหมุนส่งกาลงั หมายเหตุ การทไี่ อดเี ขา้ ไปในกระบอกสูบ งานนาไปใช้งาน ในกระบวนการน้ี ปริมาตรจะ ไม่ได้เกิดจากการทลี่ ูกสูบดูดเขา้ ไป แต่เกิดจาก เพม่ิ ขน้ึ ความดนั จะลดลง และทาการเปลย่ี นแปลง สุญญากาศภายในกระบอกสูบ และความกดดนั พลงั งานความรอ้ นกลายเป็นพลงั งานกล ของบรรยากาศภายนอกดนั อากาศเขา้ ไปแทนที่ 4. จงั หวะคาย (Exhaust Stroke) 2. จงั หวะอดั (Compression Stroke) หลักการทางานในจังหวะคายขณะท่ี หลกั การทางานในจงั หวะอัด เม่อื ลูกสูบ ลูกสูบเล่ือนลงถึงศูนย์ตายล่าง ล้ินไอเสียเปิด เล่อื นถงึ ศูนย์ตายล่างแล้วลน้ิ ไอดแี ละล้นิ ไอเสยี จะ ลกู สบู เล่อื ยนขน้ึ เพ่อื ขบั ไล่ไอเสยี ออกจากกระบอก ถูกปิดด้วยกลไกของลน้ิ การทางานของลูกสูบจะ สูบ จนกระทงั่ ลูกสูบเล่อื นขน้ึ ถึงศูนย์ตายบนเป็น เล่อื นขน้ึ จากศูนย์ตายล่างข้นึ มายงั ศูนย์ตายบน การทางานครบ 4 จังหวะ ในกระบวณการน้ี เพ่อื อดั ไอดจี นถงึ ศูนยต์ ายบน ไอดจี ะถูกอดั ตวั จน ปรมิ าตรภายในหอ้ งเผาไหมจ้ ะลดลง แต่ความดนั ตวั ให้มปี รมิ าตรท่นี ้อยลง ทาให้เกดิ กาลงั ดนั และ จะเพม่ิ ขน้ึ เท่ากบั ความดนั บรรยากาศ อุณหภูมจิ ะสูงขน้ึ รปู ท่ี 2.1 สว่ นประกอบกรลปู วทตั ่ี ร2ก.2ารกทลาวงตั ารนการทางานของเครอ่ื งยนต์ 4 จงั หวะ 10 UNIT 2 หลักการทางานเครอื่ งยนต์

2.2 4 รปู ที่ 2.4 ไดอะแกรมการทางานลน้ิ วาลว์ ปรมิ าตรมาก การเปิดปิดลน้ิ เคร่อื งยนต์ 4 เครอ่ื งยนต์ 4 จงั หวะ จงั หวะภายใน 1 กลวตั ร ในเคร่อื งยนต์ 4 จงั หวะ ล้นิ ไอดไี อเสยี จะ จงั หวะดูด ล้นิ ไอดี เปิดก่อนศูนยต์ ายบน ออกแบบใหท้ างานถูกต้องตามกลวตั รการทางาน 6 องศา และจะปิดหลงั จุดศูนย์ตายล่าง 40 องศา ของเคร่ืองยนต์ (Valve Timing Diagrams) โดย ดงั นนั้ ระยะการเปิดของลน้ิ ไอดใี นจงั หวะดูดเท่ากบั ล้ินไอดีจะถูกเปิ ดก่อนท่ีลูกสูบจะเริ่มทาง า น ใ น 6 + 180 + 40 = 226 องศา จงั หวะดูดก่อนจุดศนู ยต์ ายบน (BTDC) และจะปิด ลงหลงั จากจดุ ศนู ย์ตายลา่ ง (ABDC) ก่อนทจ่ี ะเรม่ิ จังหวะอัด ล้ินจะทาการปิดทงั้ คู่ แต่ใน ในจงั หวะอดั ล้นิ ไอเสยี จะถูกเปิดก่อนท่ลี ูกสูบจะ จงั หวะน้ีจะเหน็ ความสาคญั ในการเกดิ ประกายไฟ เคล่ือนตัวข้ึนจากจุดศูนย์ตายล่าง (BBDC) ใน ของหวั กอ่ นประมาณ 10 องศา จงั หวะคายไอเสีย และจะถูกปิดลงหลงั จุดศูนย์ ตายบน (ATDC) จงั หวะระเบดิ ลน้ิ จะทาการปิดทงั้ คู่ ในการ เผาไหม้ต้องการให้สมบูรณ์มากท่สี ุดท่ี 10 องศา ล้นิ ไอดีจะมชี ่วงระยะเวลาในการเปิดปิด หลงั จุดศนู ยต์ ายบน ของล้นิ ท่มี ากกว่าล้นิ ไอเสีย กเ็ น่ืองมาจากความ ตอ้ งการใหเ้ คร่อื งยนตม์ สี มรรถนะในการทางานสูง จงั หวะคาย ล้นิ ไอเสยี เปิดก่อนศนู ยต์ าย จงึ จาเป็นตอ้ งดูดไอดเี ขา้ ภายในกระบอกสบู ใหม้ ี ล่าง 31 องศา และจะปิดหลังจุดศูนย์ตายบน 9 องศา ดงั นนั้ ระยะการเปิดของลน้ิ ไอเสยี ในจงั หวะ คายเท่ากบั 31 + 180 + 9 = 220 องศา ในขณะท่ลี น้ิ ไอเสยี เปิดใหแ้ ก๊สไอเสยี ออก ใกล้ส้นิ สุดในจงั หวะคายไอเสยี ลน้ิ ไอดจี ะถูกเปิด ในจงั หวะดูด เพ่อื ให้ไอดีเขา้ บรรจุในกระบอกสูบ และขบั ไล่ไอเสีย ทาให้ล้ินทงั้ สองเปิดพร้อมกนั ชว่ งจงั หวะการเปิดของลน้ิ ทงั้ สองน้เี รยี กวา่ จงั หวะ โอเวอรแ์ ลป (Overlap) โดยปกตแิ ลว้ เคร่อื งยนต์ 4 จงั หวะ จะตอ้ งการจงั หวะโอเวอร์แลปของลน้ิ มาก เพ่อื เพมิ่ สมรรถนะของเคร่อื งยนต์ท่คี วามเร็วสูง แตจ่ ะทาใหเ้ ครอ่ื งยนตเ์ ดนิ ไม่เรยี บ UNIT 2 หลักการทางานเครอื่ งยนต์ 11

2.3 2. จังหวะระเบิดและการอัดในห้อง เพลาขอ้ เหว่ียง และการกวาดไล่ไอเสีย (Power ลักษณะการทางานของเคร่ืองยนต์ 2 จงั หวะ คลา้ ยกบั เคร่อื งยนต์ 4 จงั หวะ คอื มจี งั หวะ and compression in crankcase; Exhaust ดูด จงั หวะอดั จงั หวะกาลงั จงั หวะคาย เชน่ เด่ยี ว and scavenging in cylinder) ขณะทล่ี กู สบู เลอ่ื น กนั แต่เคร่อื งยนต์ 4 จงั หวะนัน้ เพลาข้อเหวย่ี ง ขน้ึ ถึงศูนย์ตายบนกาลงั อดั เพม่ิ ข้นึ เกิดประกาย ต้องหมุน 2 รอบ จึงจะส้ินสุดการทางาน ส่วน ไฟท่ีหวั เทียนเป็นการจุดไอดี แรงระเบิดทาให้ เคร่อื งยนต์ 2 จงั หวะเพลาขอ้ เหวย่ี งหมนุ 1 รอบ ก็ ลกู สบู เลอ่ื นลงและปิดชอ่ งไอดี อนั เป็นการอดั ไอดี สน้ิ สุดจงั หวะการทางาน เม่อื ลูกสูบเล่อื นลงต่อไปเป็นการเปิดช่อง เคร่อื งยนต์ 2 จงั หวะมชี อ่ งท่กี ระบอกสูบ ไอเสยี ออกจากกระบอกสบู และเล่อื นลงตอ่ ไปอกี ก็ ซ่ึงช่องน้ีจะเปิดหรอื ปิดตามการเล่อื นข้นึ หรือลง จะเปิดชอ่ งส่งไอดี ไอดที ถ่ี ูกอดั เขา้ ไปในกระบอก ของลูกสูบ (Piston valve) จงึ กล่าวได้วา่ ไอดขี อง สูบจะไลไ่ อเสยี ทต่ี กคา้ งอยตู่ อ่ ไป เคร่อื งยนต์ 2 จงั หวะถูกอดั ตวั ทงั้ ในหอ้ งเพลาขอ้ เหวย่ี งและในกระบอกสบู 3. ระบบดดู ไอดีเครื่องยนต์ 2 จงั หวะ 1. จังหวะการดูดและการอัด ของ ก. ระบบล้นิ หมุน (Rotary valve system) ก ร ะ บ อ ก สูบ ( Intake and compression in โดยมกี ารยดึ อยกู่ บั เพลาขอ้ เหวย่ี งเพอ่ื เปิดและปิด cylinder) ขณะทล่ี ูกสูบเล่อื นขน้ึ จากศูนยต์ ายล่าง ช่องไอดี เม่อื เพลาขอ้ เหวย่ี งหมุนล้นิ กจ็ ะหมุนไป เกดิ สุญญากาศในห้องเพลาขอ้ เหวย่ี ง ไอดกี จ็ ะถูก ดว้ ยและเป็นการเปิด – ปิดชอ่ งไอดี ดูดเขา้ มาแทนทข่ี ณะเด่ยี วกนั ลูกสูบกเ็ ล่อื นขน้ึ ปิด ชอ่ งไอเสยี และอดั ไอดที เ่ี ขา้ ไปในกระบอกสบู ทาง ข. ระบบล้ินรีด (Reed valve system) ชอ่ งส่งทรานสเฟอรพ์ อรท์ (Transfer port) จะเปิดและปิดตามความดนั ในหอ้ งเพลาขอ้ เหวย่ี ง ลน้ิ รบี เป็นแผน่ ไดอะแฟรมบางๆ ทาหน้าทป่ี ิดและ เปิดชอ่ งไอดี รปู ที่ 2.3 ส่วนประกอบการทางานของเคร่อื งยนต์ 2 จงั หวะ 12 UNIT 2 หลกั การทางานเครอ่ื งยนต์

2.4 2 รปู ท่ี 2.5 ไดอะแกรมการทางานพอรท์ วาลว์ ตามแผนภาพท่ี 2.5 ไอดจี ะถูกเปิดกอ่ นท่ี เครอ่ื งยนต์ 2 จงั หวะ ลูกสูบจะเรมิ่ ทางานในจงั หวะดูดก่อนจุดศนู ยต์ าย ล่าง (BBDC) และจะปิดลงหลังจากจุดศูนย์ตาย ในเคร่ืองยนต์ 2 จังหวะ ทางเข้าของ ล่าง (ABDC) ระหว่างการทางานของจงั หวะจะมี อากาศจะอยทู่ บ่ี รเิ วณผนงั กระบอกสบู ทงั้ ไอดี และ การทางานของทางท่อไอเสีย เพ่ือนาไอดมี าไล่ ไอเสีย จะออกแบบให้ทางานตามกลวัตรการ อากาศเสียออกให้หมด ทางด้านไอเสยี จะถูกปิด ทางานของเคร่อื งยนตด์ ว้ ยการเคลอ่ื นทข่ี องลูกสูบ ก่อนเขา้ จงั หวะอดั ระหวา่ งขน้ึ จงั หวะศูนย์ตายบน ปิดทางเขา้ ออกของอากาศ และไอเสยี จากการเผา (BTDC) หลงั จากนนั้ จะเขา้ สู่จงั หวะอดั ตงั้ แต่ก่อน ไหมข้ องเคร่อื งยนต์ (Port Timing Diagram) จุดศนู ยต์ ายบน (BTDC) และเกดิ จงั หวะกาลงั หรอื จงั หวะระเบดิ หลงั ถูกเผาไหม้ หลงั จุดศูนยต์ ายบน (ATDC) และเมอ่ื ถงึ องศาทางานของจงั หวะคายจะ เกดิ การไล่เสยี และนาไอดเี ขา้ มาใหม่เป็นวฎั จกั ร ต่อเน่ือง เหมอื นดงั แสดงในภาพไดอะแกรมการ ทางานท่ี 2.5 การทางานของทางเขา้ ไอดไี อเสยี ขน้ึ อยู่กบั การออกแบบลกั ษณะของเส้อื สูบซ่ึงจะ ต่างกบั เคร่อื งยนต์ 4 จงั หวะ ท่จี ะขน้ึ กบั วาล์ว แต่ เครอ่ื งยนต์ 2 จงั หวะจะขน้ึ กบั การเคล่อื นทล่ี กู สู UNIT 2 หลกั การทางานเครอ่ื งยนต์ 13

UNIT 3 น้าหนกั ความต่างของมอเตอรส์ ตารท์ ทงั้ สองแบบ คอื จานวน รอบในการหมนุ ของทนุ อาเมเจอร์ หรอื ระบบสตาร์ทรถยนต์ทางานเป็นส่วนแรก การกนิ กระแสไฟภายในระบบเครอ่ื งยนตท์ ่มี แี บบ ในการทางานของเคร่ืองท่ีจะเป็นตวั เร่ิมทาให้ ทดรอบจะมีการกินกระแสไฟท่ีน้อยกว่าแบบ เคร่อื งยนยตห์ มุนแล้วเกดิ การสนั ดาปภายในดว้ ย ธรรมดาทาใหม้ าชว่ ยให้กระแสนิ่งขน้ึ ในช่วงตอน ตนเองได้ เพ่อื ให้เกดิ วฏั จกั ร ดูด อดั ระเบดิ คาย สตารท์ จากนนั้ เคร่อื งยนตจ์ ะหมุนต่อไปได้ดว้ ยตวั มนั เอง ภายในวงจร มีอุปกรณ์ประกอบวงจรข้นึ อยู่กบั 3.1 ลกั ษณะของระบบส่งกาลงั เช่น เคร่ืองยนต์ใช้ เกียร์อตั โนมตั ิ หรือเกียร์ธรรมดา แต่มีอุปกรณ์ เม่อื บดิ กุญแจไปตาแหน่ง START จะทา พ้นื ฐานในวงจร เช่น แบตเตอร่ี สวติ ช์จุดระเบดิ ให้กระแสไฟฟ้าไหลจากแบตเตอร่ีขวั้ บวกผ่าน มอเตอรส์ ตารท์ รเี ลย์ ฟิวสห์ ลกั ผ่านสวติ ชก์ ุญแจขวั้ B ออกขวั้ IG ไหล ผ่านขวั้ 50 เขา้ ขดลวดยดึ และขดลวดดงึ ขดลวด ในปัจจุบันมอเตอร์สตาร์ทท่ีนิยมใช้มี 2 สนามแม่เหลก็ ขดลวดอารม์ าเจอร์ (ดงั แสดงในรูป แบบ คอื ท่ี 1.1) แรงแม่เหล็กท่ีเกิดจากขดลวดยึดและ ขดลวดดึงจะดูดขอเก่ียวให้ดึงก้ามปู ก้ามปูจะ 1. มอเตอรส์ ตารท์ แบบธรรมดา เล่อื นเฟืองขบั ขบเขา้ กบั เฟืองลอ้ ชว่ ยแรงไดอ้ ย่าง 2. มอเตอรส์ ตารท์ แบบเฟืองทด นุ่มนวล ขณะทเ่ี ฟืองขบกนั เมฟันนนั้ สะพานไฟจะ ซ่ึ ง ห า ก ไ ด้ มี ก า ร สั ง เ ก ต ลัก ษ ณ ะ ข อ ง สมั ผสั ขวั้ ไฟฟ้า ขวั้ 30 กบั ขวั้ C เปิดทางใหก้ ระแส มอเตอรส์ ตาร์ททงั้ สองแบบบรเิ วณเคร่อื งยนต์จะ ไฟฟ้าจากแบตเตอร่ลี ดั เขา้ ขดลวดสนามแม่เหลก็ เหน็ รูปลกั ษณ์ทต่ี ่างกนั อย่างชดั เจน ตงั้ แต่ขนาด และขดลวดอาร์มาเจอร์โดยตรง กระแสไฟฟ้า จานวนมากจงึ ไหลเขา้ สู่ตวั มอเตอรส์ ตารท์ แรงขบั UNIT 3 ระบบสตารท์ รถยนต์ จึงเพิม่ สูงขน้ึ มากจนขบั พาให้เคร่อื งยนต์หมุนได้ ในขณะน้ขี ดลวดดงึ ถูกลดั วงจรโดยผา่ นสะพานไฟ แรงแม่เหล็กจึงหมดไป เหลือแรงแม่เหล็กจาก ขดลวดยดึ เท่านนั้ เม่อื เคร่อื งยนตต์ ดิ แล้วและรอบ หมุนสูงขน้ึ จนกลายเป็นอาร์มาเจอร์ถูกเฟืองล้อ ชว่ ยแรงขบั คลตั ชจ์ ะปลอ่ ยใหเ้ ฟืองขบั หมนุ ฟรี เพอ่ื ป้องกนั รอบหมุนของอารเ์ มเจอรส์ ูงเกนิ ไป ขณะท่ี ปล่อยด้วยเหตุน้ีแกนเล่อื นกา้ มปูเล่อื นเฟืองขบั ค รตั ชก์ ลบั ส่ตู าแหน่งเดมิ 14

รปู ที่ 3.1 แสดงภาพวงจรการทางานของมอเตอรส์ ตารท์ ดว้ ยแรงดนั ของสปรงิ หลงั จากทค่ี ลตั ชเ์ ล่อื นกลบั ท่ี ท่ที ศิ ทางต่างกนั และทิศทางตามกนั ด้านทม่ี เี ส้น เดมิ จนชนอารม์ าเจอร์ อารม์ าเจอร์จงึ ถูกเบรกให้ แรงแม่เหลก็ ทม่ี ที ศิ ทางต่างกนั เส้นแรงแม่เหลก็ ก็ หยดุ เพอ่ื รอการสตารท์ เคร่อื งใหม่ จะหกั ล้างกนั ทาใหเ้ ส้นแรงแม่เหลก็ ด้านนัน้ อ่อน ลง ส่วนทางดา้ นทม่ี ที ศิ ทางตามกนั กจ็ ะมคี วามเขม้ 3.2 ของเสน้ แรงแม่เหลก็ มากขน้ึ ทาใหเ้ กดิ การผลกั ดนั นากฎสกรูเกลียวขวาของแอมแปร์มา รูปที่ 3.2 แส ด ง พิจารณา เม่ือทาให้กระแสไฟฟ้าไหลเข้าไปใน ภาพปฏกิ รยิ าเสน้ เสน้ ลวดตวั นา สนามแมเ่ หลก็ รอบๆ เสน้ ลวดตวั นา แรงแม่เหล็กต่อ จะเกดิ ขน้ึ ในทศิ ทางตามเขม็ นาฬกิ า เสน้ ลวดตวั นา เ ม่ือ ใ ห้เ ส้น ล ว ด ตัว น า ท า ง ไ ฟ ฟ้ า อ ยู่ใ น ระหวา่ งขวั้ แม่เหลก็ N และ S จะมเี สน้ แรงแม่เหลก็ 2 ชุด ชุดท่ีหน่ึงเกิดจากเส้นแรงแม่เหล็กรอบๆ ตัวนา อีกชุดหน่ึงเกิดจากการไหลของเส้นแรง แม่เหลก็ ระหวา่ ง N และ S จะเกดิ เสน้ แรงแม่เหลก็ UNIT 3 ระบบสตารท์ รถยนต์ 15

ขัว้ แม่เหล็กแต่ละขัว้ มีสนามแม่เหล็ก รปู ที่ 3.5 การทาของมอเตอรพ์ น้ื ฐาน (Magnetic Field) เกิดข้นึ ความเขม้ ของสนามแม่ เหลก็ เกดิ ขน้ึ มาท่ปี ลายขวั้ ทงั้ สองสนามแม่เหลก็ การทางานเบอ้ื งตน้ ของมอเตอร์ไฟฟ้า มี แผ่ออกรอบขวั้ แม่เหล็ก วงิ่ เคล่อื นท่ปี ระสานกัน แรงดนั ไฟตรงจ่ายผ่านแปรงถ่านไปคอมมิวเต ระหว่างขวั้ แม่เหล็กทัง้ สอง การเคล่ือนท่ีของ เตอร์ท่ปี ลายของขดลวดทงั้ สอง เม่อื ขดลวดตวั นา สนามแม่เหลก็ จะเคล่อื นท่จี ากขวั้ เหนือ N ไปหา หมุนเปล่ียนด้านกนั กระแสไฟฟ้าก็ยงั ไหลเข้า ขวั้ ใต้ S เสมอ การเคล่อื นทด่ี งั กลา่ วทาใหเ้ กดิ เสน้ เส้นลวดตวั นาไปในทศิ ทางเดมิ ผ่านไปใหข้ ดลวด แรงแม่เหล็ก (Magnetic Line of Force) ข้ึนมา ตวั นาท่อี ารเ์ มเจอร์ ทาให้ขดลวดอาร์เมเจอรเ์ กดิ รอบแท่งแมเ่ หลก็ ดงั แสดงในรปู 1.3 สนามแม่เหลก็ ไฟฟ้าขน้ึ มา ทางดา้ นขวามอื เป็นขวั้ เหนือ (N) และดา้ นซ้ายเป็นขวั้ ใต้ (S) เหมอื นกบั รปู ท่ี 3.3 การไหลของเสน้ แรงแม่เหลก็ N ไปยงั S ขัว้ แม่เหล็กถาวรท่ีวางอยู่ใกล้ๆ เกิดอานาจ แม่เหลก็ ผลกั ดนั กนั อาร์เมเจอรห์ มุนไปในทศิ ทาง เม่ือทดลองนาเส้นลวดตัวนาไปสอดไว้ ตามเขม็ นาฬิกา พร้อมกบั คอมมิวเตเตอร์ หมุน ระหวา่ งขวั้ แม่เหลก็ N และ S จะเหน็ ไดว้ า่ เสน้ แรง ตามไปดว้ ย แปรงถ่านสมั ผสั กบั ส่วนของคอมมิว แม่เหลก็ จะไหลจาก N ไปยงั S ตามหลกั การทไ่ี ด้ เตเตอร์ เปลย่ี นไปในอกี ปลายหน่งึ ของขดลวด แต่ กล่าวไปแล้ว ส่วนทางด้านเส้นแรงแม่เหล็กรอบ มผี ลทาให้เกดิ ขวั้ แม่เหลก็ ทอ่ี ารเ์ มเจอรเ์ หมอื นกบั ขดลวดตวั นาจะไหลวนหมนุ ตามเขม็ นาฬกิ า ตาม ขัว้ แม่เหล็กถาวรท่ีอยู่ใกล้ๆอีกครัง้ ทาให้อาร์ กฎของเฟรมมงิ่ ทท่ี าใหเ้ กดิ การหมนุ ของมอเตอร์ เมเจอรย์ งั คงถูกผลกั ให้หมนุ ไปในทศิ ทางตามเขม็ นาฬิกาตลอดเวลา เกิดการหมุนของอาร์เมเจอร์ รปู ท่ี 3.4 ท า ใ ห้ม อ เ ตอ ร์ไฟฟ้ าท าง า น อย่าง ต่อเ น่ือ งด้วย การไหลของ แรงบดิ ทส่ี ูงและความเรว็ รอบคงทอ่ี ย่างเหมาะสม เ ส้ น แ ร ง แ ม่ เม่อื มขี ดลวด ตั ว น า ส อ ด เขา้ มา UNIT 3 ระบบสตารท์ รถยนต์ 16

มีการต่อวงจรภายใน 3 แบบ คือ แบบอนุกรม ถูกเซาะร่องออกเป็นส่วนๆ เพ่อื ไวพ้ นั ขดลวดอาร์ แบบขนาน แบบผสม เมเจอร์ (Armature Winding) ขดลวดอาร์เมเจอร์ เป็ นขดลวดอาบน้ายาฉนวน ร่องขดลวดอาร์ 3.3 เมเจอร์จะมีขดลวดพนั อยู่และมีลิ่มไฟเบอร์อัด แน่นขดึ ขดลวดอาร์เมเจอร์ไว้ ปลายขดลวดอาร์ 1. ขดลวดสนามแม่เหลก็ (Field Coil) คอื เมเจอร์ต่อไว้กับคอมมิวเตเตอร์ อาร์เมอเจอร์ ขดลวดทถ่ี ูกพนั อยู่กบั ขวั้ แม่เหลก็ ทย่ี ดึ ตดิ กบั โครง ผลักดันของสนามแม่เหล็กทัง้ สอง ทาให้อาร์ มอเตอร์ ทาหน้าทก่ี าเนิดขวั้ แมเ่ หลก็ ขวั้ เหนือ (N) เมเจอรห์ มนุ เคลอ่ื นท่ี และขวั้ ใต้ (S) แทนแม่เหลก็ ถาวรขดลวดท่ใี ชเ้ ป็น ขดลวดอาบน้ายาฉนวน สนามแม่เหลก็ จะเกดิ ขน้ึ 5. คอมมวิ เตเตอร์ (Commutator) คอื สว่ น เมอ่ื จา่ ยแรงดนั ไฟตรงใหม้ อเตอร์ เคล่อื นท่อี กี ส่วนหน่งึ ถูกยดึ ตดิ เขา้ กบั อาร์เมเจอร์ และเพลาร่วมกนั คอมมิวเตเตอร์ทาจากแ่่ท่ง 2. ขัว้ แม่เหล็ก (Pole Pieces) คือแกน ท อ ง แด ง แข็ง ประก อ บเ ข้า ด้วย กัน เ ป็ น รู ป สาหรบั รองรบั ขดลวดสนามแม่เหลก็ ถูกยดึ ตดิ กบั ทรงกระบอก แต่ละแท่งทองแดงของคอมมิวเต โครงมอเตอร์ด้านใน ขวั้ แม่เหลก็ ทามาจากแผ่น เตอรถ์ ูกแยกออกจากกนั ด้วยฉนวนไมก้า (Mica) เหลก็ อ่อนบางๆ อดั ซ้อนกนั (Lamination Sheet อาร์เมเจอร์ คอมมิวเตเตอร์ทาหน้าท่ีเป็นขวั้ รบั Steel) เพ่ือ ลด กา รเกิดกระแสไหลวน ( Edy แรงดนั ไฟตรงทจ่ี า่ ยมาจากแปรงถ่าน เพอ่ื ส่งไปให้ Current) ท่จี ะทาให้ความเขา้ ของสนามแม่เหล็ก ขดลวดอารเ์ มอร์ ล ด ล ง ขั้ว แ ม่ เ ห ล็ก ท า ห น้ า ท่ีใ ห้ก า เ นิด ขัว้ ส น า ม แม่เห ล็ก มีค วา ม เข้ม สู ง สุ ด แท น ขั้ว 6. แปรงถ่าน (Brush) คือตัวสัมผัสกับ สนามแม่เหลก็ ถาวร ผวิ ด้านหน้าของขวั้ แม่เหลก็ คอมมิวเตเตอร์ ทาเป็นแท่งส่เี หล่ยี มผลติ มาจาก ทาใหโ้ คง้ รบั กบั อารเ์ มเจอรพ์ อดี คารบ์ อนหรอื แกรไฟตผ์ สมผงทองแดง เพอ่ื ใหแ้ ขง็ และนาไฟฟ้าไดด้ ี มสี ายตวั นาตอ่ รว่ มกบั แปรงถา่ น 3. โครงมอเตอร์ (Motor Frame) คอื ส่วน เพอ่ื ไปรบั แรงดนั ไฟตรงทจ่ี ่ายเขา้ มา แปรงถ่านทา เปลอื กหุ้มภายนอกของมอเตอร์ และยึดิ ส่วนอยู่ หน้าทร่ี บั แรงดนั ไฟตรงจกแหล่งจ่าย จ่ายผา่ นไป กบั ท่ี (Stator) ของมอเตอรไ์ วภ้ ายในร่วมกบั ฝาปิด ใหค้ อมมวิ เตเตอร์ หวั ท้ายของมอเตอร์ โครงมอเตอร์ทาหน้าท่เี ป็น ทางเดนิ ของเส้นแรงแม่เหลก็ ระหว่างขวั้ แม่เหล็ก 3.4 ใหเ้ กดิ สนามแม่เหลก็ ครบวงจร มอเตอรส์ ตารท์ ทน่ี ิยมใชม้ ี 2 แบบ คอื 4. อ า ร์ เ ม เ จ อ ร์ ( Armature) คือ ส่ ว น 1. มอเตอรส์ ตารท์ แบบธรรมดา เคล่อื นท่ี (Rotor) ถูกยดึ ตดิ กบั เพลา (Shaft) และ 2. มอเตอรส์ ตารท์ แบบเฟืองทด รองรบั การหมุนดว้ ยท่รี องรบั การหมุน (Bearing) ตวั อาร์เมเจอรท์ าจากเหลก็ แผน่ บางๆ อดั ซอ้ นกนั แสดงใหเ้ หน็ ดงั รปู ท่ี 1.5 และ 1.6 ตามลาดบั UNIT 3 ระบบสตารท์ รถยนต์ 17

รปู ที่ 3.5 ส่วนประกอบของมอเตอรส์ ตารท์ แบบธรรมดา รปู ที่ 3.6 ส่วนประกอบของมอเตอรส์ ตารท์ แบบทดรอบ 18 UNIT 3 ระบบสตารท์ รถยนต์

UNIT 4 ระบบไฟชาร์จรถยนต์มีการใช้อุปกรณ์ กาหนดไฟฟ้า 2 ชนิด ไดแ้ ก่ เจเนอเรเตอร์ และอลั แบตเตอร่รี ถยนต์เป็นแหล่งจ่ายพลงั งาน เทอเนเตอร์ ไฟฟ้าท่ีสาคัญมาก แบตเตอร่ีจะจ่ายพลังงาน ไฟฟ้าไปยังวงจรต่างๆ ภายในรถยนต์ ซ่ึงเม่ือ ในทางวศิ วกรรมเป็นท่รี กู้ นั ดวี า่ เจนเนอเร แบตเตอรม่ี ปี ระจไุ ฟลดลง กต็ อ้ งมกี ารประจุไฟเขา้ เตอร์เป็นอุปกรณ์กาเนิดไฟฟ้ากระแสตรง ซ่ึงมี ไปใหมใ่ หเ้ ตม็ เสมอ คุณสมบตั ิเฉพาะตัวคือ จะผลิดไฟฟ้าได้มากก็ ตอ่ เม่อื ความเรว็ รอบสูง แต่ปัจจบุ นั รถยนตบ์ นท้อง ระบบไฟชาร์จถูกออกแบบมาให้ใช้กบั ถนนมีจานวนมาก ทาให้รถติด เคร่ืองยนต์ไม่ รถยนต์ เพ่อื ทาการชาร์จแบตเตอร่ใี ห้มปี ระจุไฟ สามารถทาความเร็วรอบได้ตลอดเวลา และ เตม็ อยู่ตลอดเวลา เพ่อื ใหแ้ บตเตอรจ่ี ่ายพลงั งาน รถยนตก์ ม็ กี ารเพมิ่ อุปกรณ์อานวยความสะดวกตอ่ ไฟฟ้าได้ทนั ทีเม่อื เราต้องการ ระบบไฟชาร์จใน ผขู้ บั ขม่ี ากขน้ึ เจนเนอเรเตอรจ์ งึ ผลติ ไฟฟ้าออกมา รถยนต์ทาหน้าท่ีจ่ายพลังงานไฟฟ้ าให้กับ ไม่เพยี งพอต่อความตอ้ งการของรถยนต์ ปัจจุบนั แบตเตอร่ีและวงจรไฟฟ้ าต่างๆ ในรถยนต์ จึงมีการใช้อัลเทอร์เนเตอร์เป็ นอุปกรณ์กา เ นิ ด ขณะเดียวกนั กต็ ้องมกี ารควบคุมไฟชาร์จใหม้ คี ่า ไฟฟ้ าในรถยนต์ เป็ นอุปกรณ์กาเนิดไฟฟ้ า อยใู่ นเกณฑท์ ก่ี าหนด เพ่อื ไมใ่ หเ้ กดิ การชารจ์ มาก กระแสสลบั แต่ถูกแปลงเป็นกระแสตรงได้โดย เกนิ ความจาเป็น ซ่งึ จะส่งผลเสยี ต่อระบบอปุ กรณ์ ไ ด โ อ ด ก่ อ น ป ร ะ จุ เ ข้า แ บ ต เ ต อ ร่ีแ ล ะ จ่ า ย ไ ป ย ัง ต่างๆ ภายในรถยนต์ วงจรไฟฟ้าต่างๆ ในรถยนต์ คุณสมบัติของอัล เทอร์เนเตอร์ คือสามารถผลิตพลงั งานไฟฟ้าได้ จานวนมากขณะมคี วามเรว็ รอบต่า (ประมาณ 750 รอบต่อนาที) ทาให้มีพลงั งานไฟฟ้าเพียงพอกบั ความต้องการของรถยนต์ทงั้ ท่คี วามเร็วรอบต่า และความเรว็ รอบสงู 4.1 ระบบไฟชาร์จรถยนต์ ท่ใี ช้อยู่ในปัจจุบนั มี 2 ชนิด แบ่งตามลกั ษณะของตวั ควบคุม ไดแ้ ก่ ระบบไฟชารจ์ รถยนต์ ท่ใี ชต้ วั ควบคุมอยู่ภายนอก และระบบไฟชาร์จรถยนต์ ท่ีใช้ตัวควบคุมอยู่ ภายในอลั เทอรเ์ นเตอร์ UNIT 4 ระบบไฟชารจ์ รถยนต์ 19

4.2 ก. เม่ือเปิ ดสวิตช์จุดระเบิด ตาแหน่ง การออกแบบวงจรระบบไฟชาร์จใน ON กระแสไฟฟ้าจากแบตเตอรจ่ี ะผา่ นขวั้ IG ของ รถยนต์ มกี ารออกแบบวงจรท่แี ตกตา่ งกนั ออกไป สวติ ชจ์ ุดระเบดิ ผ่านฟิวสไ์ ฟชารจ์ เขา้ ขวั้ IG ของ ตามลักษณะของอุปกรณ์ท่ีใช้ควบคุม แล้วแต่ เรก็ กูเรเตอร์ ผา่ นคอนแทก V1 และ V0 ซ่งึ ต่อกนั บริษทั ผู้ผลิต และลกั ษณะของเคร่อื งยนต์ของรถ ผ่านไปทข่ี วั้ F ของเรก็ กูเรเตอร์ เขา้ ขวั้ F ของอลั แ ต่ ล ะ รุ่ น ก า ร ต่ อ ว ง จ ร ไ ฟ ช า ร์จ ช่า ง ห รือ เทอรเ์ นเตอร์ ผา่ นขดลวดโรเตอร์ ลงกราวดข์ วั้ E ผปู้ ฏบิ ตั งิ านควรทจ่ี ะศกึ ษาวงจรจากคู่มอื ซ่อมและ ค ร บ ว ง จ ร ท า ใ ห้ โ ร เ ต อ ร์ เ กิ ด อ า น า จ แ ม่ เ ห ล็ก ต่อวงจรตามคู่มือซ่อมของรถยนต์แต่ละรุ่น แต่ ขณะเดยี วกนั กระแสไฟฟ้าอกี สว่ นหน่งึ ทผ่ี า่ นขวั้ Ig โดยทัว่ ไประบบไฟชาร์จก็มีหลักการทางานท่ี ของสวติ ช์ จุดระเบดิ จะผ่านหลอดเตอื นไฟชาร์จ คล้ายกนั และมีการต่อวงจรอยู่ 2 แบบ ตามชนิด เขา้ ขวั้ L ของเรก็ กูเรเตอร์ ผา่ นคอนแทก L0 และ ของตวั ควบคมุ (Regulator) L1 ต่อกนั ตาม ลาดบั ลงกราวดท์ ข่ี วั้ E ของเรก็ กเู ร เตอรค์ รบวงจรทาใหห้ ลอดไฟเตอื นไฟชารจ์ ตดิ 1. วงจรไฟชาร์จชนิ ดใช้ตัวควบคุม ภายนอก (Nippon Denso) มีหลักการทางาน ดงั น้ี รปู ที่ 4.1 วงจรการทางานของอลั เทอรเ์ นเตอรช์ นิดใชต้ วั ควบคมุ ภายนอก 20 UNIT 4 ระบบไฟชารจ์ รถยนต์

ข. เมื่อเครื่องยนต์ทางานที่ความเรว็ เหล็กของชุดควบคุมแรงเคล่ือนไฟฟ้ ามีอานาจ แม่เหล็ก เม่อื แรงเคล่อื นไฟฟ้าท่อี ลั เทอร์เนเตอร์ รอบต่า ชุดโรเตอร์จะหมุนด้วยความเรว็ รอบต่า ผลติ ไดส้ ูงขน้ึ ถงึ พกิ ดั ท่ตี งั้ ไวป้ ระมาณ 14.5 โวลต์ สนาม แม่เหลก็ ท่เี กดิ ข้นึ ท่โี รเตอร์จะหมุนตดั กบั คอนแทก V0 จะถูกดึงให้แยกออกจากคอนแทก ขดลวดสเตเตอร์ทาให้ขดลวดสเตเตอร์ สามารถ V1 แต่ยงั ไม่ต่อกบั คอนแทก V2 ซ่งึ ในช่วงน้ีจะทา ผลติ ไฟฟ้าส่งออกมาโดยผ่านชุดไดโอดเพ่อื เรยี ง ให้กระแสไฟฟ้าท่ีไปเล้ียงขดลวดโรเตอร์ ไม่ กระแสไฟฟ้าออกมาทข่ี วั้ B ของอลั เทอร์เนเตอร์ ส า ม า ร ถ ผ่ า น ค อ น แ ท ก V1 ไ ด้ โ ด ย ต ร ง และมีกระแส ไฟฟ้ าส่วนหน่ึงออกมาท่ีขัว้ N กระแสไฟฟ้าท่ไี ปเลย้ี งขดลวดโรเตอร์ตอ้ งผ่านตวั ของอลั เทอร์เนเตอร์ (ซ่งึ จะไดแ้ รงเคล่อื นไฟฟ้าท่ี ตา้ นทาน (R) ทาให้มกี ระแสไฟฟ้าไปเลย้ี งขดลวด ขวั้ N เป็นคร่ึงหน่ึงของขวั้ B) กระแสไฟฟ้ าท่ี โรเ ตอ ร์น้ อ ย ลง ซ่ึง จ ะท า ใ ห้ค วา ม เ ข้ม ข อ ง ส่งออกมาท่ขี วั้ N ของอลั เทอร์เนเตอร์จะผ่านไป สนามแม่เหล็กท่ีโรเตอร์ลดลงด้วยเป็ นผลให้อลั ยังขวั้ N ของเร็กกูเรเตอร์ ผ่านเข้าขดลวดชุด เทอรเ์ นเตอรผ์ ลติ ไฟฟ้าลดลง ควบคมุ หลอดไฟเตอื นไฟชารจ์ ลงกราวดค์ รบวงจร ท า ใ ห้ แ ก น เ ห ล็ ก อ่ อ น ข อ ง ข ด ล ว ด ชุ ด ค ว บ คุ ม ง. เม่ือความเร็วรอบของเครื่องยนต์ หลอดไฟเตือนไฟชาร์จ เกิดอานาจแม่เหล็กสูง สูงขึ้น จงั หวะตัดการชารจ์ อลั เทอร์เนเตอร์จะ พอทจ่ี ะเอาชนะแรงสปรงิ ดดู ใหค้ อนแทก L0 แยก ผลติ ไฟฟ้าทม่ี แี รงเคลอ่ื นไฟฟ้าสงู ขน้ึ อย่างรวดเร็ว ออกจาก L1 ลงมาต่อกับคอนแทก L2 ทาให้ ทาให้ความเขม้ ของสนามแม่เหลก็ ชดุ ควบคุมแรง ก ระแส ไ ฟ ฟ้ า ท่ีผ่า นห ลอด ไ ฟเ ตือน ไฟ ชา ร์จไม่ เคล่อื นไฟฟ้ามากพอทจ่ี ะสามารถดูดใหค้ อนแทก สามารถผ่านคอนแทก L1 ไปลงกราวดไ์ ดเ้ ป็นผล V0 มาต่อกับ V2 ทาให้กระแสไฟฟ้าท่ีผ่านตัว ใหห้ ลอดไฟเตอื นไฟชารจ์ ดบั ตา้ นทาน ถูกทาให้ลงกราวดโ์ ดยคอนแทก V0 จะ ต่อกบั V2 จงึ ไม่มไี ฟไปเลย้ี งขดลวดโรเตอร์ ทาให้ ค. เมื่อเคร่ืองยนต์มีความเร็วรอบ ชว่ งน้ี โรเตอรไ์ มม่ อี านาจแมเ่ หลก็ อลั เทอรเ์ นเตอร์ สูงขึ้น จงั หวะลดปริมาณการผลิตไฟฟ้า หรอื จงึ ไม่ผลติ ไฟฟ้าแต่กเ็ ป็นช่วงเวลาสนั้ ๆ หลอดไฟ ระบบไฟฟ้ ามีความต้องการใช้ไฟน้อยลง ใน เตอื นไฟชารจ์ จงึ ไม่สวา่ ง จงั หวะน้ีกระแสไฟฟ้าทส่ี ง่ ออกทข่ี วั้ B ของอลั เทอร์ เนเตอร์ท่ีจะไปเล้ียงอุปกรณ์ไฟฟ้ าต่างๆ ใน 2. วงจรไฟชาร์จชนิ ดใช้ตัวควบคุม ร ถ ย น ต์ แ ล ะ ไ ฟ ช า ร์ จ ใ ห้ แ ก่ แ บ ต เ ต อ ร่ีน้ อ ย ล ง ภายใน มหี ลกั การควบคมุ แรงเคล่อื นไฟฟ้าท่อี อก กระแสไฟฟ้าท่ีผลิตได้จะเขา้ ท่ขี วั้ B (หรือขวั้ A) จากอลั เทอร์เนเตอร์ โดยควบคุมกระแสไฟฟ้าซ่ึง ของเร็กกูเรเตอร์มากข้นึ ผ่านคอนแทก L2 ไป ไหลผ่านเขา้ ไปในขดลวดโรเตอร์ ไอซีเรกูเลเตอร์ ค อ น แ ท ก L0 เ ข้า ข ด ล ว ด ข อ ง ชุด ค วบคุม เป็นอุปกรณท์ ม่ี ขี นาดเลก็ น้าหนกั เบา และไวใ้ จได้ แรงเคล่อื นไฟฟ้าลงกราวด์ครบวงจร ทาให้แกน UNIT 4 ระบบไฟชารจ์ รถยนต์ 21

อย่างมากในการทางาน เม่อื เปรยี บเทยี บเร็กกูเร ไม่เป็ นแม่เหล็ก อัลเทอร์เนเตอร์ก็ไม่ผลิต เตอรแ์ บบธรรมดา แ ร ง เ ค ล่ื อ น ไ ฟ ฟ้ า อ อ ก ม า ดั ง รู ป ท่ี 2.2 เม่ือแรงเคล่ือนไฟฟ้าท่ขี วั้ B ลดลงจนถึงจุดท่ซี ี ข้อดี ไอซีเรกูเลเตอร์คอื ไม่มอี ุปกรณใ์ ดๆ เนอร์ไดโอดไม่ยอมให้แรงเคล่อื นไฟฟ้าไหลผ่าน ท่เี คล่อื นท่ไี ด้จึงทนต่อการสนั่ สะเทือนได้ดี และ ตวั มนั Tr2 กจ็ ะหยดุ ทางาน Tr1 จะทางานแทนอลั เ ม่ื อ อุ ณ ห ภู มิ สู ง ข้ึน อัล เ ท อ ร์ เ น เ ต อ ร์ จ ะ ผ ลิต เทอร์เนเตอร์ก็จะผลิตแรงเคล่ือนไฟฟ้ าอีก แรงเคล่ือนไฟฟ้าลดลง การควบคุมการชาร์จ วนเวยี นอยู่เชน่ น้ี เพ่อื ควบคุมแรงเคล่อื นไฟฟ้าท่ี แบตเตอร่ี จงึ เป็นไปอยา่ งถูกตอ้ ง ออกจากอลั เทอร์เนเตอร์ท่ี 14.5 โวลต์ ให้คงที ตลอดเวลา ข้อเสีย ไอซีเรกูเลเตอร์ คอื มนั จะเสยี ได้ ง่ า ย เ ม่ือ เ กิด แรง เ ค ล่ือ น ไ ฟ ฟ้ า ท่ีสู ง เ กิน ไ ป แ ล ะ รูปท่ี 4.2 เร็กกูเรเตอร์ควบคุมไดชาร์จตามค่าท่ี อุณหภูมสิ งู เกนิ ไป กาหนด ระบบไฟชารจ์ ทใ่ี ชต้ วั ควบคุมภายในเป็น หลกั การทางานไอซีเรก็ กเู รเตอร์ มดี งั น้ี แบบอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ ซง่ึ มวี งจรขนาดเลก็ รวมกนั อยู่ กระแสไฟฟ้าจากแบตเตอรจ่ี ะไหลไปยงั ขดลวดโร ภายใน (Monolithic Integrated Circuit หรอื MIC) เตอรท์ างขวั้ B และออกจากขดลวดโรเตอรท์ างขวั้ มหี ลกั การทางานดงั น้ี F รออยู่ท่ีขัว้ C ของ Tr1 กระแสไฟฟ้ าจาก แบตเตอรอ่ี กี ทางหน่งึ จะไหลผ่าน R ไปขวั้ B ของ ก. เม่อื เปิ ดสวิตชจ์ ดุ ระเบิดในตาแหน่ง Tr1 ไ ป ขั้ว E ล ง ก ร า ว ด์ ค ร บ ว ง จ ร ท า ใ ห้ ON แรงดนั ไฟจากแบตเตอร่จี ะไหลไปยงั ขวั้ IG กระแสไฟฟ้าจากขวั้ F ทร่ี ออยูท่ ข่ี วั้ C ไหลผา่ นขวั้ ของไอซีเรก็ กูเรเตอร์ เพ่อื เป็นสญั ญาณเริ่มการ E ในอตั ราขยาย 10 เท่า ทาใหข้ ดลวดโรเตอร์เกดิ ทางาน เม่อื MIC ตรวจจบั พบสญั ญาณ IG จะสงั่ ความเขม้ ของสนามแม่เหลก็ มาก เม่อื อลั เทอรเ์ น ให้ Tr1 ทางาน ทาให้กระแสไฟท่ีไหลจาก เตอรห์ มนุ ทางานกจ็ ะผลติ แรงเคล่อื นไฟฟ้าออกมา แบตเตอร่ผี ่านขวั้ B ผ่านขดลวดโรเตอรส์ ามารถ เม่อื แรงเคลอ่ื นไฟฟ้าทข่ี วั้ B ของอลั เทอรเ์ นเตอรม์ ี มากขน้ึ จนถงึ จุดท่ตี วั ซเี นอร์ไดโอดยอมปล่อยให้ แรงเคล่ือนไฟฟ้าไหลผ่านตวั มนั ก็จะทาให้ Tr2 ทางานโดยแรงเคล่อื นไฟฟ้าจะไหลผ่านซีเนอร์ ไดโอดไปขวั้ B ผ่านขวั้ E ของ Tr2 ทาให้เกดิ การ ดงึ กระแสไฟฟ้าจากขวั้ B ของ Tr1 ไปยงั ขวั้ C ไป ขวั้ E ของ Tr2 ในอตั ราขยาย 10 เท่า Tr1 ก็จะ หยุดทางาน กระแสไฟฟ้าท่ีไหลผ่านขดลวดโร เตอรไ์ ม่สามารถไหลครบวงจรได้ ขดลวดโรเตอร์ก็ UNIT 4 ระบบไฟชารจ์ รถยนต์ 22

ลงกราวดท์ ่ี Tr1 ไดค้ รบวงจร ในขณะทเ่ี ครอ่ื งยนต์ ขณะเดียวกันเม่ือ MIC ตรวจจับว่ามี ยงั ไม่หมุน เพ่อื ท่จี ะลดการจ่ายไฟของแบตเตอร่ี แรงดนั ไฟทข่ี วั้ P กจ็ ะสงั่ ให้ Tr3 หยุดทางานและ แ ล ะ เ พ่ือ ไ ม่ ใ ห้ มีภ า ร ะ ม า ก เ น่ื อ ง จ า ก ค ว า ม ฝื ด ให้ Tr2 ทางาน ดังนัน้ แรงดันไฟจึงไม่มีความ ของอัลเทอร์เนเตอร์ในขณะสตาร์ทเคร่ืองยนต์ แตกต่างกนั ระหวา่ งขวั้ ทงั้ สองของหลอดไฟเตอื น ดังนัน้ MIC ควบคุมกระแสไฟท่จี ะไปขดลวดโร จงึ เป็นผลทาใหห้ ลอดไฟเตอื นไฟชารจ์ ดบั เตอร์ ให้อยู่ในค่าท่นี ้อยประมาณ 0.2 A โดยการ ตดั และต่อการทางานของ Tr1 เป็นจงั หวะและเม่อื ค. การทางานตาแหน่ งควบคุมการ เคร่อื งยนต์ยงั ไมห่ มุน แรงดนั ไฟทข่ี วั้ P เป็น 0 V จ่ายไฟตามค่าท่ีกาหนด เม่อื Tr1 ยงั คงทางาน MIC จะสงั่ ให้ Tr2 ไม่ทางาน แต่ Tr3 ทางาน จึง และแรงดนั ไฟทข่ี วั้ S สูงถงึ ค่าท่กี าหนด (14.5 V) ทาใหห้ ลอดเตอื นไฟชารจ์ ตดิ เม่อื MIC ตรวจจบั ได้ค่าท่สี ูงถงึ ค่าท่กี าหนด กจ็ ะ สงั่ ให้ Tr1 หยุดการทางานและหากคา่ แรงดนั ทข่ี วั้ ข. เมื่อเคร่ืองยนต์ทางาน อลั เทอร์เน S ลดต่าลงกว่าค่าท่ีกาหนด Tr1 ก็จะทางานอกี เตอร์เรมิ่ ผลติ กระแสไฟฟ้า จะมแี รงดนั ไฟฟ้าจ่าย ครงั้ ทาซ้าลกั ษณะน้อี ย่างต่อเน่อื ง แรงดนั ไฟทข่ี วั้ ออกมาท่ขี วั้ P สูงข้นึ MIC ตรวจจบั พบสญั ญาณ S จึงถูกรกั ษาให้อยู่ในค่าท่กี าหนด ตลอดเวลา ไฟจากขวั้ P จะควบคมุ ให้ Tr1 เปลย่ี นการทางาน ถงึ แม้ Tr1 จะหยดุ ทางานกเ็ ป็นเพยี งชว่ งเวลาสนั้ ๆ จากจงั หวะเปิด-ปิด เป็นการต่อวงจรอยา่ งตอ่ เน่อื ง ดงั นัน้ ท่ขี วั้ P ก็ยงั คงมแี รงดนั ไฟอยู่จงึ ทาให้ Tr3 ทาให้กระแสไฟฟ้าจากขวั้ B ไหลเข้าขดลวดโร ยงั คงไม่ทางานและ Tr2 ทางานเชน่ เดมิ ไฟเตือน เตอร์ และผ่าน Tr1 ลงกราวด์ได้มากขน้ึ ทาใหโ้ ร ไฟชารจ์ จงึ ยงั คงดบั ตลอดเวลาทเ่ี คร่อื งทางาน เตอรเ์ ป็นสนามแมเ่ หลก็ มากขน้ึ และ รปู ที่ 4.3 วงจรการทางานของอลั เทอรเ์ นเตอรช์ นดิ ใชต้ วั ควบคมุ ภายใน 23 UNIT 4 ระบบไฟชารจ์ รถยนต์

4.3 สตาร์ อลั เทอร์เนเตอร์ หรือท่เี รยี กกนั ทวั่ ไปวา่ เดลต้า “ไดชาร์จ” เป็นอุปกรณ์สาคญั ของระบบไฟฟ้าใน รถยนต์ ทาหน้าท่ีเปล่ียนพลังงานกลให้เป็ น รปู ท่ี 4.4 ลกั ษณะขดลวดภายในสเตเตอร์ พลงั งานไฟฟ้า เพ่อื ผลติ ไฟฟ้าป้อนให้กบั อุปกรณ์ ไฟฟ้ าต่างๆ ในรถยนต์และชาร์จไฟให้กับ 3. ชดุ ไดโอด (Diode) เน่ืองจากอลั เทอร์ แบตเตอร่ี โดยมสี ายพานทต่ี ่อตรงกบั พูลเล่ยห์ น้า เนเตอร์เป็นเคร่ืองกาเนิดไฟฟ้ากระแสสลบั แต่ เคร่ืองทาหน้าท่ีขบั ให้อัลเทอร์เนเตอร์ หมุนไป ระบบไฟฟ้ าในรถยนต์เป็ นระบบไฟกระแสต ร ง พร้อมกับเคร่ืองยนต์ ภายในมีส่วนประกอบท่ี ดงั นัน้ ไฟฟ้าท่อี ลั เทอรเ์ นเตอรผ์ ลิตได้ จึงจาเป็น สาคญั ไดแ้ ก่ ตอ้ งใชไ้ ดโอดทาหน้าทเ่ี รยี งคล่นื ไฟฟ้า จากไฟฟ้า กระแสสลบั ให้เป็นไฟฟ้ากระแสตรง ชดุ ไดโอดมี 1. โรเตอร์ (Rotor) ประก อ บด้วยขา ช่อื เรยี กว่า“ชุดเรก็ ตไิ ฟเออร์ (Rectifier)” ชุดน้ีจะ แม่เหลก็ 6-8 คู่ ท่แี กนของโรเตอร์ดา้ นใน จะพนั ประกอบด้วยไดโอดอยู่ 2 ชุด คอื ชุดไดโอดบวก ด้วย ข ด ลวด ซ่ึง ทา หน้ าท่ีเหน่ียวน า ใ ห้เกิด และชดุ ไดโอดลบ ในแตล่ ะชดุ โดยทวั่ ไปจะมไี ดโอด สนามแม่เหลก็ ท่ขี าแม่เหลก็ ขดลวดท่พี นั อยู่ในโร อยู่ 3 - 4 ตวั ยดึ อยู่บนแผงโลหะเพ่อื เป็นตวั ระบาย เตอร์ มชี อ่ื เรยี กวา่ ขดลวดฟิลด์คอยล์ (Field coil) ความรอ้ นใหก้ บั ตวั ไดโอดในขณะท่มี กี ระแสไฟฟ้า หรอื ขดลวดโรเตอร์ ไหลผ่าน คุณสมบตั ิท่สี าคญั คือจะยอมให้กระแส ไฟฟ้าไหลผา่ นไดท้ างเดยี ว 2. สเตเตอร์ (Stator) เป็นลวดทองแดงมี ทงั้ หมด 3 เสน้ พนั อยรู่ อบแกนเหลก็ ออ่ นวางทามมุ ไดโอดบวก จะยอมให้กระแสไฟฟ้าไหล กัน 120 องศาเพ่ือเพ่ิมความถ่ีของคล่ืนไฟฟ้า ผา่ นจากปลายสายไปตวั เรอื น ขดลวดสเตเตอร์ทาหน้าทเ่ี ป็นขดลวดตวั นาผลติ กระแสไฟฟ้าออกไปใชง้ าน โดยการเหน่ยี วนาจาก ไดโอดลบ จะยอมให้กระแสไฟฟ้าไหล สนามแม่เหลก็ ของโรเตอร์ พลงั งานไฟฟ้าท่ี อลั ผา่ นจากตวั เรอื นไปปลายสาย เทอร์เนเตอร์จะผลติ ไดม้ ากหรอื น้อยขน้ึ อยู่กบั 3 ปัจจยั 4. แปรงถ่าน (Carbon brush) แปรง ถ่านจะมสี องอนั ไดแ้ ก่ แปรงถ่านลบ (-) และแปรง ก. ความเขม้ ของสนามแมเ่ หลก็ ทโ่ี รเตอร์ ถ่า น บวก (+ ) ท า ห น้ า ท่ีเ ป็ น สะพา นไฟให้ ข. ความเรว็ รอบการหมุนตดั ของโรเตอร์ กระแสไฟฟ้ าผ่านจากส่วนท่ีอยู่กับท่ีไปเล้ียง ค. จานวนรอบและขนาดเสน้ ลวดสเตเตอร์ 24 UNIT 4 ระบบไฟชารจ์ รถยนต์

ขดลวด โรเตอร์ ซ่ึงเป็นส่วนท่เี คล่อื นท่โี ดยผ่าน อุปกรณ์อเิ ลก็ ทรอนิกส์ ประกอบเป็นชุดสาเรจ็ อยู่ แหวนเล่อื น (Slip ling) 2 ตวั ท่ตี ดิ อยู่บนเพลาโร ภายใน เรยี กวา่ ไอซีเรก็ กูเรเตอร์ (IC Regulator) เตอร์แหวนเล่ือนแต่ละตวั จะต่อเขา้ กบั ปลายทงั้ หรอื เรก็ กูเรเตอร์แบบอเิ ลก็ ทรอนิกส์ ไม่สามารถ สองของขดลวดโรเตอร์ ทาการแกไ้ ขหรอื ปรบั ตงั้ คา่ ได้ เร็กกเู รเตอร์ (Regulator) 25 5. เร็กกูเรเตอร์ (Regulator) ในทาง ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ หมายถึงตัวควบคุม แรงดันไฟฟ้า ท่ีจะนาออก ไปใช้งาน ให้มีค่า แรงดนั คงทต่ี ามทโ่ี หลดตอ้ งการ เรก็ กเู รเตอร์ ทใ่ี ช้ ในระบบไฟชาร์จ รถยนต์มี 2 ชนิด ได้แก่ ชนิดท่ี ใช้ติดตัง้ ภายนอกอัลเทอร์เนเตอร์ และชนิดท่ี ตดิ ตงั้ ภายในอลั เทอรเ์ นเตอร์ ก. เร็กกูเรเตอร์ชนิดติดตัง้ ภายนอก (External Regulator) เร็กกูเรเตอร์ชนิดติดตัง้ ภายนอกหรอื เรก็ กูเรเตอรแ์ บบธรรมดา จะอาศยั การทางานของของขดลวดเหน่ยี วนาไฟฟ้ารว่ มกบั ชุด ก ลไ ก ห น้า คอ นแท ก ( Electromechanical Regulator) มีหลักการทางานเหมือนกับรีเลย์ โดยทวั่ ไปเรียกเรก็ กูเรเตอร์ ชนิดน้ีว่า รีเลย์ไฟ ชาร์จ หรอื คทั เอ้าท์ไฟชารจ์ เรก็ กูเรเตอรท์ ่ใี ช้ใน รถยนตส์ ่วนใหญ่จะเป็นแบบ 2 ขดลวด ไดแ้ ก่ชดุ ท่ี 1 ชดุ ขดลวดควบคุมแรง เคล่อื นไฟฟ้าทจ่ี ะเขา้ ไป เล้ียงขดลวดโรเตอร์ท่ีอยู่ในอัลเทอร์เนเตอร์ เรียกว่า ชุดโวลต์เตจเร็กกูเรเตอร์ ( Voltage Regulator) และชุดท่ี 2 คือชุดควบคุมหลอดไฟ เตอื นไฟชารจ์ จะทาหน้าทค่ี วบคมุ การทา งานของ หลอดไฟเตอื นไฟชารจ์ เรยี กวา่ ชุดรเี ลย์เตอื นไฟ ชารจ์ (Warning Lamp) ข . เ ร็ก กู เ ร เ ต อ ร์ช นิด ติด ตั้งภ า ย ใน (Internal Regulator) เร็กกูเรเตอร์ชนิดน้ีจะถูก ติดตัง้ รวมเป็นชุดเดียวกับอัลเทอร์เนเตอร์ใช้ UNIT 4 ระบบไฟชารจ์ รถยนต์

UNIT 5 กราวดค์ รบวงจร ทาใหข้ ดลวดปฐมภูมเิ กดิ อานาจ แมเ่ หลก็ ระบบจุดระเบดิ ทาหน้าท่จี ่ายไฟให้กบั หวั เทยี น เพอ่ื ใชจ้ ดุ ประกายไฟใหส้ ว่ นผสมของน้ามนั เ ม่ือ ส ต า ร์ ท เ ค ร่ือ ง ย น ต์ ใ น ข ณ ะ ท่ี เชอ้ื เพลงิ กบั อากาศในหอ้ งเผาไหม้ เป็นแรงระเบดิ เคร่อื งยนตห์ มนุ เพลาลูกเบย้ี วของจานจา่ ยหมนุ ไป ผลกั ลูกสูบใหเ้ คล่อื นทใ่ี ห้ไดแ้ รงไปทาให้เพลาขอ้ ด้วย จน กระทงั้ แคมลูกเบ้ียวของจานจ่ายหมุน เหวย่ี งหมุน ระบบจุดระเบดิ ใชห้ น้าทองขาว เป็น เปิดหน้าทองขาว ทาให้กระแสไฟฟ้าท่ีไหลใน ระบบจุดระเบดิ พน้ื ฐานทน่ี กั เรยี นจาเป็นตอ้ งศกึ ษา ขดลวดปฐมภูมขิ องคอยล์จุดระเบิดถูกตัดวงจร และเข้าใจถึงหลกั การทางานเบ้ืองต้น เพ่ือท่ีจะ เป็นผลให้เส้นแรงแม่เหล็กท่ีเกดิ รอบๆ ขดลวด สามารถพัฒนาความรู้ไปสู่ระบบจุดระเบิดแบบ ปฐมภูมยิ บุ ตวั อยา่ งทนั ทที นั ใด ตดั กบั ขดลวดทตุ ิย อ่นื ๆ ทใ่ี ชอ้ ยูใ่ นรถยนตป์ ัจจบุ นั ภูมิในคอยล์จุดระเบิด เหน่ียวนาให้เกิดไฟแรง 5.1 เคล่อื นสูงประมาณ 20,000 โวลต์ท่ขี ดลวดทุติย ภูมิ จ่ายไปยงั หวั เทยี นตามจงั หวะการจุดระเบดิ เม่ือเปิดสวิตช์จุดระเบิดในตาแหน่ง On และยังเหน่ียวนา ให้ขดลวดปฐมภูมิเองเกิด กระแสไฟฟ้าจากแบตเตอรจ่ี ะไหลผ่านขวั้ B ของ แรงเคล่ือนไฟฟ้าประมาณ 500โวลต์ ซ่ึงแรง สวติ ชจ์ ุดระเบดิ ผา่ น ขวั้ IG เขา้ ขวั้ บวก ของคอยล์ เคล่ือนไฟฟ้าน้ีพยายามท่ีจะกระโดด ข้ามหน้า จุดระเบิด ผ่านขดลวดปฐมภูมิออกขวั้ ลบของ ทองขาว จงึ ต้องมคี อนเดนเซอร์ต่อขนานกบั หน้า คอยลจ์ ดุ ระเบดิ เขา้ จานจา่ ย ถา้ หน้าทองขาวตอ่ กนั ทองขาวไว้ เพ่อื ทาหน้าทเ่ี กบ็ กระแสไฟฟ้ าจะผ่านหน้าทองขาวท่ีต่อกันลง ประจุไฟฟ้าท่ีเกิดข้นึ ไม่ให้กระโดดข้าม UNIT 5 ระบบจุดระเบดิ หน้าทองขาว และเม่ือหน้าทองขาวต่อกัน รปู ที่ 5.1 วงจรการทางานในระบบจดุ ระเบดิ คอนเดนเซอร์ซ่ึงเก็บประจุไฟฟ้ าอยู่เต็มจะคาย ป ร ะ จุ ไ ฟ ฟ้ า ก ลับ เ ข้ า สู่ ว ง จ ร จ น ก ร ะ ทั้ง คอนเดนเซอร์คายประจุหมด กระแสไฟฟ้าจาก 26

แบตเตอร่จี งึ เร่มิ ต้นไหลเข้าขดลวดปฐมภูมิเป็น ห้ อ ง เ ผ า ไ ห ม้ ภ า ย ใ น ค อ ย ล์ จุ ด ร ะ เ บิด จ ะ การเรม่ิ ตน้ การทางานของระบบจดุ ระเบดิ อกี ครงั้ ประกอบดว้ ยขดลวด 2 ขด ได้แก่ ขดลวดปฐมภูมิ (Primary Coil) ซ่งึ เป็นลวดทองแดงขนาดใหญ่พนั 5.2 ทบั อยู่บนขดลวดเส้นเล็กมีฉนวนบางๆ กนั้ ไว้ มี จานวนรอบของขดลวด ตงั้ แต่ 150 ถงึ 300 รอบ ร ะ บ บ จุ ด ร ะ เ บิ ด แ บ บ ใ ช้ ห น้ า ท อ ง ข า ว และข ด ลวด ทุ ติย ภู มิ ( Secondary Coil) เ ป็ น ประกอบดว้ ยวงจรหลกั 2 วงจร ไดแ้ ก่ ลวดทองแดงขนาดเลก็ พนั รอบแกนเหล็กอ่อน มี จานวนรอบของขดลวด ประมาณ 10,000 - 5.2.1 วงจรไฟแรงต่ำ (Low-tension 20,000 รอบ แล้วแต่ขนาดของคอยล์จุดระเบิด circuit) จ ะ เ ร่ิม ต้ น ตั้ง แ ต่ แ บ ต เ ต อ ร่ี จ่ า ย (จานวนรอบยง่ิ มากจะไดแ้ รงเคลอ่ื นไฟสงู ) ภายใน กระแสไฟฟ้าผ่านสวติ ช์จุดระเบดิ ผ่านเข้าคอยล์ คอยล์จุดระเบดิ จะบรรจุน้ามนั ไว้เพ่อื ช่วยระบาย จุดระเบดิ ด้านขดลวดปฐมภูมิ (Primary winding) ความร้อน ปลายด้านหน่ึงของขดลวดปฐมภูมจิ ะ ออกไปเขา้ จานจ่ายผ่านหน้าทองขาวต่อลงกราวด์ ต่ออยู่กับขวั้ บวก (+) ของคอยล์จุดระเบิดและ ครบวงจร ปลายอกี ด้านจะต่อเขา้ กบั ขวั้ ลบ (-) ของคอยลจ์ ุด ระเบิด สาหรบั ขดลวดทุติยภูมิจะต่อปลายด้าน 5.2.2 วงจรไฟแรงสูง (High-tension หน่งึ เขา้ กบั ขวั้ ลบ (-) ของคอยลจ์ ุด circuit) จะเรมิ่ ตน้ จากขวั้ บวกของคอยลจ์ ุดระเบดิ ผ่านขดลวดทุติยภูมิ (Secondary winding) ผ่าน ระเบดิ ส่วนปลายอีกด้านจะต่ออยู่กบั ขวั้ ไปฝาครอบจานจา่ ย ผา่ นหวั โรเตอรไ์ ปยงั หวั เทยี น ลงกราวดค์ รบวงจร ไฟแรงสูงท่ีอยู่ตรงกลางคอยล์จุดระเบิดท่ีใช้ 5.3 สาหรบั ต่อสายไฟแรงสงู ไปฝาครอบจานจ่าย 5.3.2 จำนจำ่ ย (Distributor) จะตดิ ตงั้ อยู่ ระบบจุดระเบิดแบบใช้หน้าทองขาวเป็น ระบบจุดระเบดิ แบบดงั้ เดมิ ใชอ้ ุปกรณ์และชน้ิ สว่ น ท่ีเคร่ืองยนต์ ทาหน้าท่ี กาหนดจังหวะการจุด ท่เี ป็นกลไกเป็นตวั กาหนดจงั หวะและเวลาในการ ระเบิดของเคร่ืองยนต์ จานจ่ายประกอบด้วย ทาใหเ้ กดิ ประกายไฟทเ่ี ขย้ี วหวั เทยี น ซ่งึ มอี ปุ กรณ์ อุปกรณ์ต่างๆ ท่ีทาหน้าท่ีควบคุมและกาหนด ประกอบในวงจรเบอ้ื งตน้ ดงั น้ี จงั หวะการจุดระเบิดใหเ้ ป็นไปด้วยความถูกตอ้ ง และเหมาะสมกบั สภาวะการทางานของเคร่อื งยนต์ 5.3.1 คอยล์จุดระเบิด (Ignition Coil) ซ่งึ ประกอบไปดว้ ยอุปกรณต์ ่างๆ ดงั น้ี ทาหน้าท่เี ช่นเดียวกบั หม้อแปลงไฟฟ้า คอื เพิม่ แรงเคล่อื นไฟฟ้าจาก 12 โวลต์ ใหเ้ ป็นไฟฟ้าแรง รปู ท่ี 5.2 เคล่อื นสูงทม่ี ากกว่า 10,000 โวลตข์ น้ึ ไป แล้วแต่ การทางาน ชนิดและขนาดของคอยลจ์ ุดระเบดิ เพอ่ื ใหส้ ามารถ ตามรอบ กระโดดขา้ มเขย้ี วหวั เทยี นได้ ภายใตก้ าลงั อดั ใน ของเครอ่ื ง UNIT 5 ระบบจดุ ระเบดิ 27

ก. ชิ้นส่วนอปุ กรณ์ในจำนจำ่ ย 10) สายไฟชุทองขาว หน้าท่ี ต่อวงจร 1) ฝาจานจ่าย หน้าท่ี คลอบจานจ่ายและ วงจรไฟแรงต่าขา้ ไปหน้าทองขาว เป็นขวั้ ของสายไฟแรงสงู หวั เทยี นสงู แต่ละสบู 2) แท่งคาร์บอน หน้าท่ี รบั ไฟแรงเคล่อื น 11) ชดขวั้ ตอ่ หน้าท่ี ตอ่ วงจรวงจรไฟแรง สงู จากหวั โรเตอรไ์ ปยงั ขวั้ ไฟแรงสงู แต่ละสูบ ต่าป้องกกั ารลดั วงจร 3) โรเตอร์ หน้าท่ี รบั ไฟแรงสงู จากขวั้ ของ คอยลจ์ ่ายไปขวั้ ไฟแรงสูงของสูบตา่ งๆ 12) คอนเดนเซอร์ หน้าท่ี เกบ็ ประจุไฟฟ้า 4) ชุดหน้าทองขาว หน้าท่ี เป็นสวติ ชต์ ดั ป้องกนั ไมใ่ หเ้ กดิ การอารค์ ทห่ี น้าทองขาว ในขณะ ตอ่ วงจรไฟแรงเคลอ่ื นตา่ ทห่ี น้าทองขาวเปิด 5) แผน่ รองชดุ หน้าทองขาว หน้าท่ี ยดึ ชดุ หน้าทองขาวใหห้ น้าทองขาวใหเ้ คล่อื นไดเ้ พอ่ื ปรบั 13) ชุดสุญญากาศ หน้าท่ี ควบคุมการ องศาการจดุ ระเบดิ ปรบั องศาการจุดระเบิดโดยใช้สุญญากาศท่ฐี าน 6) สายกราวด์ หน้าท่ี ต่อไฟจากหน้า คารบ์ ูเรเตอร์ ทองขาวใหล้ งกราวด์ 7) ลูกเบ้ียวจานจ่าย หน้าท่ี ทาให้หน้า 14) แผ่นยดึ จานจ่าย หน้าท่ี ยดึ ตวั เรือน ทองขาวเปิดหรอื ปิดเพอ่ื ใหค้ อยลจ์ ดุ ระเบดิ ทางาน จานจ่ายเข้ากบั เคร่อื งยนต์ให้สามารถปรบั องศา 8) ตมุ้ น้าหนกั หน้าท่ี ทาใหเ้ กดิ แรงเหวย่ี ง การจุดระเบดิ ได้ ดงึ แผน่ รองจานจ่ายใหเ้ คล่อื นทเ่ี พ่อื ปรบั องศาการ จดุ ระเบดิ ตามความเรว็ ของเครอ่ื งยนต์ 15) เฟืองจานจ่าย หน้าท่ี รบั แรงขบั จาก 9) สปริงดึงตุ้มน้าหนัก หน้าท่ี ดึงตุ้มน้า เฟืองเพลาลูกเบย้ี ว หนกั ใหก้ ลบั จากแรงเหวย่ี งหนีศนู ย์ ข. กลไกปรบั ค่ำออ๊ กเทน เป็นอุปกรณส์ รปู ท่ี 5.3 สว่ นประกอบจานจา่ ย สาหรับการปรบั ค่าความละเอียดเพ่อื หาจงั หวะ การจุดระเบิดท่ถี ูกต้องกบั ค่าอ๊อกเทนของน้ามนั UNIT 5 ระบบจุดระเบดิ เชอ้ื เพลงิ น้ามนั เชอ้ื เพลงิ ทม่ี อี ๊อกเทนต่า อุณหภูมิ ในการจุดระเบดิ ของน้ามนั เชอ้ื เพลงิ ก็จะต่ากว่า น้ามนั เชอ้ื เพลิง ท่มี ีค่าอ๊อกเทนสูง ฉะนัน้ เม่อื ใช้ น้ามนั เชอ้ื เพลงิ ท่มี คี ่าอ๊อกเทนต่า จะทาใหก้ ารจดุ ระเบดิ ของน้ามนั เชอ้ื เพลงิ เรว็ กวา่ ปกติ และเมอ่ื ใช้ น้ามนั เช้อื เพลงิ ค่าอ๊อกเทนสูงการจุดระเบิดของ น้ามนั เชอ้ื เพลงิ จะเกดิ ขน้ึ ชา้ เป็นผลใหเ้ คร่อื งยนต์ ทางานไมส่ มบรู ณ์ ค. มมุ ดเวล (Dwell angle) หมายถงึ มุม ของลูกเบ้ียวจานจ่ายใน ตำแหน่ งท่ี ทำให้หน้ ำ ทองขำวปิ ด โดยปกติแล้ว ในเคร่อื งยนต์ 4 สูบ มุมดเวลจะมคี ่าประมาณ 46 - 58 องศา มุมดเวล จะมคี วามสมั พนั ธ์กบั ระยะห่างของหน้าทองขาว หากหน้าทองขาวห่างมากเกนิ ไป (point gap too 28

wide) จะมีผลให้มุมดเวลมีค่าน้อย เม่ือหน้า ระบบจุดระเบดิ ทรานซิสเตอร์ (transistor ทองขาวห่างน้อยเกนิ ไป จะมผี ลให้มุมดเวลมคี ่า ignition system) จึงได้ถูกนามาใช้เพ่อื ให้ง่ายต่อ มาก ผลของมุมดเวลกบั การจุดระเบดิ มุมดเวล การใช้และการบารุงรักษา ระบบจุดระเบิด น้อยเกินไป (dwell angle too small) จะทาให้ ทรานซสิ เตอร์ใหแ้ รงเคล่อื นไฟฟ้าสูงมากจงึ ทาให้ ระยะ เวลาทห่ี น้าทองขาวปิดสนั้ ทาใหก้ ระแสไฟฟ้า การเผาไหมข้ องไอดใี นหอ้ งเผาไหมห้ มดจด จงึ ไม่ ท่ีไหลผ่านขดลวดปฐมภูมิ มีเวลาน้อยลง ผลท่ี ส้นิ เปลอื งน้ามนั เช้อื เพลงิ และใหก้ าลงั งานสูง ไอ เกิดข้นึ คือเม่อื ความเรว็ รอบของเคร่อื งยนต์เพม่ิ เสยี ออกมามกี ๊าซคารบ์ อนมอนนอกไซด์ (CO) ซ่งึ มากขน้ึ จะทาให้กระแสไฟฟ้าไหลเขา้ วงจรปฐม เป็นก๊าชพษิ ออกมาน้อยมาก ประสทิ ธภิ าพของ ภูมิ ไม่เพยี งพอ ส่งผลให้แรงเคล่อื นไฟฟ้าในวงจร เคร่อื งยนต์จงึ สูงกว่าเม่อื ใช้ระบบจุดระเบิดแบบ ทุตยิ ภูมลิ ดลงตาม เป็นผลให้จงั หวะการจุดระเบิด ธรรมดา ระบบจุดระเบดิ ทรานซสิ เตอรแ์ บ่งออกได้ ผิดพลาดไปด้วย มุมดเวลมากเกินไป จะทา เป็น 3 แบบคอื ระยะเวลาทห่ี น้าทองขาวเปิดสนั้ เป็นผลใหข้ ดลวด ทุตยิ ภูมมิ กี ารผลติ ไฟแรงเคล่อื นสงู ไดน้ ้อย 5.4.1 ร ะ บ บ จุ ด ร ะ เ บิ ด แ บ บ กึ่ ง ท ร ำ น ซิ ส เ ต อ ร์ ( semi-transistor ignition รปู ท่ี 5.4 ผลของมุมดเวล system) ยงั ใชจ้ านจ่าย หน้าทองขาว และคอยล์ 5.4 จุดระเบดิ แบบมคี วามตา้ นทานภายนอกแบบเดมิ แต่ได้เพม่ิ ชุดช่วยจุดระเบิดซ่งึ เป็นทรานซสิ เตอร์ ระบบจุดระเบิดแบบธรรมดาจะได้แรง เขา้ ไปในวงจรจุดระเบดิ การทางานเม่อื เปิดสวติ ช์ เคล่ือนไฟแรงสูงมากหรือน้อยก็ข้นึ อยู่กบั หน้า กุญแจจุดระเบดิ กระแสไฟฟ้าจากขวั้ IG กจ็ ะไหล ทองขาว เม่ือถึงกาหนดระยะเวลาจะต้อง ไปยงั คอยล์จุดระเบดิ ทางขวั้ + และไปรออยู่ท่ขี วั้ บารุงรักษาหรือเปล่ียน เน่ืองจากการเกิด C ของ Tr2 และกระแสไฟจากขวั้ IG จะไหลเขา้ ขวั้ ออกซิไดซ์จากประกายไฟขณะท่ที างาน เพราะ E ของ Tr1 ไปขวั้ B ของ Tr1 ผ่านหน้าทองขาว อายุการใชง้ านของหน้าทองขาวไม่เกนิ 5,000 km ซ่งึ ตดิ กนั อยู่ลงกราวด์ครบวงจร (ให้ดูการทางาน ของทรานซิสเตอร์แบบ NPN และแบบ PNP UNIT 5 ระบบจดุ ระเบิด ประกอบ) Tr1 ก็จะมกี ระแสไฟไหลจากขวั้ E ไป ขวั้ C เขา้ ขวั้ B ของ Tr2 ลงกราวด์ทางขวั้ E จึง ทาไห้กระแสไฟในขดลวดปฐมภูมขิ องคอยล์จุด ระเบิดท่ีรออยู่ท่ีขวั้ C ของ Tr2 สามารถไหลลง กราวด์ทางขวั้ E ของ Tr2 ได้ ทาให้คอยล์จุด ระเบดิ เกดิ สนามแมเ่ หลก็ และเมอ่ื ถงึ จงั หวะท่หี น้า ทองขาวแยกออกจากกันก็จะทาให้ Tr1 ถูกตดั 29

ว ง จ ร Tr2 ก็ จ ะ ถู ก ตัด ว ง จ ร ด้ ว ย เ ช่ น กั น หมำยเหตุ กระแสไฟไหลผ่านหน้าทองขาวมี สนามแม่เหลก็ ในคอยลจ์ ุดระเบดิ กย็ ุบตวั เกดิ การ จานวนน้อยขณะต่อวงจรและตัดวงจร ฉะนัน้ เหน่ยี วนาตวั เองและการเหน่ยี วนารว่ มได้ เกดิ แรง คอนเดนเซอรจ์ งึ ไม่มคี วามจาเป็นตอ้ งใชใ้ นระบบ เคล่อื นไฟแรงสงู การเหน่ียวนาตวั เองของขดลวด จดุ ระเบดิ แบบกง่ึ ทรานซสิ เตอร์ ปฐมภูมิเกิดแรงเคล่ือนไฟถึง 500 โวลต์ ไม่ สามารถทจ่ี ะไหลผ่าน Tr1, Tr2 และหน้าทองขาว 5.4.2 ร ะ บ บ จุ ด ร ะ เ บิ ด แ บ บ ได้ จากวงจรจุดระเบิดแบบก่งึ ทรานซิสเตอร์ จะ ทรำนซิ สเตอร์ล้วน (All transistor ignition เห็นว่า หน้าทองขาวไดต้ ่อกบั ขวั้ B ของ Tr1 ซ่ึง system) จ า น จ่ า ย จ ะ ไ ม่ มี ท อ ง ข า ว แ ล ะ คุณสมบตั ขิ องขวั้ B คอื ให้กระแสไฟไหลไดเ้ พียง ค อ น เ ด น เ ซ อ ร์ แ ต่ จ ะ ใ ช้ เ ค ร่ื อ ง ก า เ นิ ด เล็กน้อย หน้าทองขาวจึงมีกระแสไหลผ่านมัน สัญญาณไฟฟ้ าผลิตแรงเคล่ือนไฟฟ้ าออกมา เพียงเล็กน้อยเท่านัน้ และเม่อื หน้าทองขาวแยก กาหนดจงั หวะการจดุ ระเบดิ แต่กลไกควบคุมการ จากกนั กจ็ ะไม่มผี ลใดๆ กบั หน้าทองขาว เพราะ จุดระเบดิ ล่วงหน้าแบบสุญญากาศ แบบกลไก และ หน้าทองขาวไมเ่ กดิ การออกซไิ ดซ์จากประกายไฟ อ่ืนๆ ยังคงใช้เหมือนกับระบบจุดระเบิดแบบ จึงทาให้หน้าทองขาวมอี ายุการใช้งานยาวนาน ธรรมดา จะประกอบด้วยเคร่อื งกาเนิดสญั ญาณ กว่าระบบจุดระเบิดแบบธรรมดา และการใช้ ชดุ ชว่ ยจดุ ระเบดิ และคอยลจ์ ุดระเบดิ ดงั รปู ท่ี 5.6 ทรานซสิ เตอร์ซ่งึ เป็นอุปกรณ์อเิ ลก็ ทรอนิกส์ เป็น ส วิต ช์ตัด ต่ อ ว ง จ ร ข ด ล ว ด ป ฐ ม ภู มิ ท า ใ ห้ รปู ที่ 5.6 ระบบจดุ ระเบดิ แบบทรานซสิ เตอรล์ ว้ น สนามแมเ่ หลก็ ในคอยลจ์ ุดระเบดิ สามารถยุบตวั ได้ ส่วนประกอบของวงจรไฟระบบจุดระเบดิ อย่างทนั ทที นั ใด แรงเคล่อื นไฟแรงสงู ท่ขี วั้ ไฟแรง สูงจงึ มมี ากกว่า 20,000 โวลต์ และมากกว่าระบบ แบบทรานซสิ เตอรล์ ว้ นมดี งั ต่อไปน้ี จุดระเบิดแบบธรรมดา ประสิทธิภาพในการจุด ก. เคร่ืองกำเนิ ดสัญญำณ (signal ระเบดิ จงึ สูงมาก ดงั รปู ท่ี 5.5 generator) ท า ห น้ า ท่ี เ ห มื อ น กับ ส วิต ช์ ใ ห้ รปู ที่ 5.5 ระบบจดุ ระเบดิ แบบกง่ึ ทรานซสิ เตอร์ ทรานซิสเตอร์กาลงั ในชุดช่วยจุดระเบิด ซ่ึงจะ กาหนดการไหลของกระแสไฟในขดลวดปฐมภูมิ UNIT 5 ระบบจดุ ระเบิด ของคอยล์จุดระเบิดท่ีจังหวะ การจุดระเบิดท่ี ถูกตอ้ ง เคร่อื งกาเนิดสญั ญาณน้เี ป็นเคร่อื งกาเนิด 30

ไฟฟ้ ากระแสสลับ เคร่ืองกาเนิดสัญญาณจะ ประกอบไปด้วยแม่เหลก็ ขดลวดกาเนิดสญั ญาณ และโรเตอร์กาหนดสัญญาณ โรเตอร์กาหนด สญั ญาณจะมจี านวนฟันเท่ากบั กระบอกสูบของ เครอ่ื งยนต์ ดงั รูปท่ี 5.7 รปู ท่ี 5.7 ส่วนประกอบเคร่อื งกาเนิดสญั ญาณ รปู ท่ี 5.8 วงจรภายชดุ ชว่ ยจดุ ระเบดิ ข . ชุ ด ช่ ว ย จุ ด ร ะ เ บิ ด (Igniter) จ ะ ค. กำรควบคุมมุมดแวล (dwell angle ประกอบด้วยตัวตรวจจับสัญญาณซ่ึงตรวจจบั control) จะควบคมุ ระยะเวลาทก่ี ระแสไฟไหลผา่ น สัญญาณ แรงเคล่ือนไฟฟ้าท่เี กดิ จากชุดกาเนิด ขดลวดปฐมภูมใิ นคอยล์จดุ ระเบดิ ใหส้ อดคลอ้ งกบั สั ญ ญ า ณ ภ า ค ข ย า ย สั ญ ญ า ณ แ ล ะ ความเรว็ รอบของเพลาจานจ่าย (คอื มุมดแวล) ท่ี ทรานซิสเตอรก์ าลงั ซ่งึ ทาใหก้ ระแสไฟ ในขดลวด ความเร็วรอบต่า มุมดแวลจะลดลงเพ่ือป้องกนั ปฐมภูมขิ องคอยลจ์ ุดระเบดิ เกดิ การเหน่ียวนาให้ กระแสไฟท่ีไหลในวงจรปฐมภูมิไม่ให้ไหลมาก สอดคล้องกับภาคขยายสญั ญาณ มุมดแวลถูก เ กิ น ไ ป แ ล ะ จ ะ ใ ห้ ก ร ะ แ ส ไ ฟ ไ ห ล เ พิ่ ม ข้ึ น เ ม่ื อ ควบคุมเพ่อื การตรวจแก้สญั ญาณไฟปฐมภูมิให้ ความเร็วรอบเพมิ่ ขน้ึ เพ่อื ป้องกนั ไม่ให้กระแสไฟ สอดคล้องกบั ความเร็วของเคร่อื งยนต์ท่เี พิ่มข้นึ ลดลง โดยถูกรวมเขา้ ไปในชุดชว่ ยจุดระเบดิ ชดุ ช่วยจุด ระเบิดบางแบบจะจดั ตงั้ วงจรควบคุมกระแสไฟ ง. วงจรควบคุมกระแสไฟฟ้ำ (current สาหรบั ควบคมุ กระแส ไฟในขดลวดปฐมภูมสิ งู สุด limiting control) วงจรควบคุมกระแสไฟในชุด ไวด้ ้วยดงั รูปท่ี 5.8 แรงเคล่อื นไฟฟ้าจะเพ่มิ มาก ช่วยจุดระเบิดจะป้ องกันการไหลเพ่ิมข้ึนของ ขน้ึ เมอ่ื ความเรว็ เคร่อื งยนตเ์ พม่ิ ขน้ึ กระแสไฟในขดลวดปฐมภูมิ และรักษาให้ กระแสไฟในขดลวดปฐมภูมไิ หลคงท่ตี ลอดเวลา จากความเรว็ รอบต่าถงึ ความเรว็ รอบสูง และใหไ้ ด้ แรงเคล่อื นไฟแรงสูงแน่นอนดว้ ย ซ่งึ วงจรควบคมุ ก ระแส ไ ฟ ฟ้ า จ ะลดค วา มต้า นท า นใ น คอ ยล์ จุด ระเบดิ และให้กระแสไฟไหลไปในคอยลจ์ ุดระเบิด อย่างเหมาะสม UNIT 5 ระบบจุดระเบดิ 31

จ . อุ ป ก ร ณ์ จุ ด ร ะ เ บิ ด แ บ บ ร ว ม ประจุไฟแรงเคล่อื นไฟ 400 โวลต์ กจ็ ะคายประจุ (integrated ignition assembly) เป็นอุปกรณ์จุด ออกผา่ นขดลวดปฐมภูมขิ องคอยล์จุดระเบดิ ผ่าน ระเบิดท่ีชุดช่วยจุดระเบิดและคอยล์จุดระเบิด ตวั ไทรสิ เตอรล์ งกราวดแ์ ล้วหมดแรงเคล่อื นไฟฟ้า รวมเข้าด้วยกันในชุดจานจ่าย ซ่ึงมีข้อดีคือ มี เป็นการตดั วงจรปฐมภูมขิ องคอยล์จุดระเบดิ ทา ขนาดเลก็ และน้าหนกั เบา ไม่เสยี ง่ายเน่อื งจากการ ใหเ้ กดิ แรงเคลอ่ื นไฟแรงสงู ทข่ี ดลวดทตุ ยิ ภูมไิ ดด้ งั รวมกนั เป็นชดุ และมกี ารป้องกนั การกระแทก 5.5 (SPARK PLUG) รปู ท่ี 5.9 คอยลจ์ ดุ หัวเทียนจะทาหน้าท่ีจุดส่วนผสม ของ ระเบดิ เชอ้ื เพลงิ กบั อากาศ ทอ่ี ดั อยูใ่ นกระบอกสบู แบบ IIA ก. ชนิ ดของหวั เทียน ทวั่ ไปหวั เทยี นจะ 5.4.3 ร ะ บ บ จุ ด ร ะ เ บิ ด แ บ บ CDI แยกชนดิ ตามลกั ษณะการใชง้ าน เชน่ เคร่อื งยนตท์ ่ี เม่ือ เปิ ด ส วิตช์กุญแจ จุ ด ระเบิด ชุด DC-DC มี เ ว ล า ใ น ก า ร ท า ง า น อ ย่ า ง ต่ อ เ น่ื อ ง อุ ณ ห ภู มิ converter จะผลิตแรงเคล่ือนไฟ DC 12 โวลต์ เคร่อื งยนต์สูง หรอื เคร่อื งยนต์ทม่ี กี ารใชง้ านน้อย แปลงเป็ น AC 12 โวลต์แล้วเพิ่มเป็ น AC 400 อุณหภูมเิ คร่อื งยนตต์ ่าเป็นตน้ ดงั นนั้ การเลอื กใช้ โวลต์ แลว้ แปลงเป็น DC 400 โวลต์ สง่ เขา้ ไปเกบ็ หวั เทยี นทถ่ี ูกตอ้ ง เหมาะสมกจ็ ะทาใหเ้ คร่อื งยนต์ ในคอนเดนเซอร์ เม่ือจานจ่ายหมุนชุดกาหนด ทางานไดม้ ปี ระสทิ ธภิ าพ จงึ ถูกแบง่ ออก ดงั น้ี สญั ญาณจะหมุนตดั กบั ขดลวดกาเนดิ สญั ญาณ จะ ได้แรงเคล่อื นไฟฟ้าท่มี แี รงเคล่อื นไฟต่ามาก จึง 1) หวั เทียนร้อน คอื หวั เทียนท่รี ะยะทาง ถูกนาไปขยายสญั ญาณใหแ้ รงขน้ึ ดว้ ยเครอ่ื งขยาย ของการระบายความรอ้ นทอ่ี อกจากเขย้ี ว หวั เทยี น สญั ญาณและไปกระตนุ้ ตวั ไทรสิ เตอรใ์ หท้ างาน ทา ถงึ ปลายลา่ งฉนวนจะยาว ความรอ้ นจงึ สะสมอยใู่ น ให้ตวั ไทริสเตอร์เปิดวงจร คอนเดนเซอร์ซ่ึงเกบ็ ตัวได้มาก ใช้สาหรับเคร่ืองยนต์ท่ีทางานด้วย ความเรว็ ต่า ระยะเวลาในการใชง้ านในชว่ งสนั้ ๆ รปู ท่ี 5.10 ระบบจดุ ระเบดิ แบบ CDI รปู ที่ 5.11 สว่ นประกอบของหวั เทยี น UNIT 5 ระบบจุดระเบดิ 32

ตำรำงท่ี 5.1 แสดงรายละเอยี ดสญั ลกั ษณ์ส่วนตา่ งๆ ของหวั เทยี น 2) หัวเทียนมาตรฐาน คือหัวเทียนท่ี 3) หวั เทยี นเยน็ คอื หวั เทยี นทม่ี รี ะยะทาง สามารถระบายความร้อนได้ในระดบั ปานกลาง ของการระบายความร้อนทอ่ี อกจากเขย้ี วหวั เทยี น เหมาะสาหรบั เคร่อื งยนต์ท่ที างานด้วยความเรว็ ถึงปลายล่างฉนวนจะสนั้ ทาให้ความร้อนระบาย ปานกลางหรอื รถทใ่ี ชง้ าน ไดเ้ รว็ ใชส้ าหรบั เคร่อื งยนตท์ ท่ี างานดว้ ยความเรว็ สงู หรอื ใชง้ านตดิ ตอ่ กนั เป็นระยะเวลานานๆ UNIT 5 ระบบจดุ ระเบดิ 33

UNIT 6 ข อ ง เ ค ร่ือ ง ย น ต์ใ ห้เ ห ม า ะ สม ก ับ ก าร ท าง าน อ ยู่ ตลอดเวลา อุปกรณ์ต่างๆ ของระบบระบายความ รอ้ นจะชว่ ยควบคุมอุณหภูมขิ องชน้ิ สว่ นต่างๆ ของ เคร่ืองยนต์ให้มีอุณหภูมิคงท่ี แต่บางครัง้ การ ทางานของเคร่อื งยนต์ระบบจะทางานไม่สมบูรณ์ เต็มท่นี ัก ก็ต่อเม่อื เคร่อื งยนตย์ งั ได้รบั อุณหภูมทิ ่ี ยัง ต่ า อ ยู่ ห รือ ข ณะอุ่นเ คร่ืองย นต์ เ พ่ือ ให้ เครอ่ื งยนตม์ อี ุณหภูมทิ างานเป็นปกติ การเผาไหมข้ องเชอ้ื เพลงิ ภายในกระบอก รปู ท่ี 6.1 อณุ หภูมคิ วามรอ้ นส่วนต่างๆ เครอ่ื งยนต์ สูบจะทาให้เกิดพลงั งานกลขบั ลูกสูบให้เกิดการ เคล่อื นทไ่ี ดป้ ระมาณ 23 ถงึ 25 เปอรเ์ ซน็ ตเ์ ทา่ นนั้ รปู แบบระบบระบายความรอ้ นเคร่อื งยนต์ จ า ก พ ลัง งา นท่ีเผาไห ม้ของ เช้ือ เพ ลิง 100 แบง่ ระบบระบายความรอ้ นออกเป็น 2 ชนดิ คอื เปอร์เซน็ ต์ โดยท่พี ลงั งานความรอ้ นประมาณ 79 เปอร์เซ็นต์ จะถูกระบายออกไปกบั แก๊สไอเสีย 6.1 และส่วนหน่ึงจะถูกชน้ิ ส่วนของเคร่อื งยนต์ดูดซับ เคร่อื งยนต์ท่รี ะบายความรอ้ นด้วยอากาศ พบใน ไว้ ดงั นัน้ จงึ มคี วามจาเป็นท่ตี ้องถ่ายทอดความ เคร่ืองยนต์สูบเดียวทัว่ ๆ ไป จักรยานยนต์ รอ้ นจากเคร่อื งยนตอ์ ย่างรวดเรว็ ทงั้ น้เี พอ่ื ป้องกนั เครอ่ื งบนิ และรถยนตบ์ างชนดิ ภายนอกกระบอก การสึกหรอท่ตี ามมาจากผนังลูกสูบได้รบั ความ สูบและฝาสูบจะมคี รีบ (fin) ย่ืนออกมาโดยรอบ ร้อนมากเกนิ ความจาเป็น ซ่งึ ในทางปกตแิ ลว้ ผนงั เพ่ือเพ่ิมพ้นื ท่สี มั ผสั กบั อากาศ ทาให้ความร้อน ลูกสูบจะรับความร้อนได้สูงไม่เกิน 260 C และ นอกจากน้ีจะทาใหน้ ้ามนั เคร่อื งทเ่ี คลอื บเป็นฟิลม์ บางๆ อยู่ตามผนังลูกสูบเกิดการแตกตวั ทาให้มี คณุ สมบตั ใิ นการหลอ่ ล่นื ต่าตามไปดว้ ย ดว้ ยเหตุน้ี ระบบระบายความร้อนของเคร่อื งยนต์ จึงได้ถูก ออกแบบเพ่อื ทาหน้าท่คี วบคุมอุณหภูมคิ วามรอ้ น UNIT 6 ระบบระบายความรอ้ น 34

ระบายไดด้ ขี น้ึ ในเคร่อื งยนต์หลายสูบจะมพี ดั ลม 1. ระบบเทอรโ์ มไซฟอน (Thermosyphon (blower) ช่วยพัดอากาศให้หมุนเวยี นผ่านครีบ Cooling) การหมุนเวยี นของน้าอาศยั ความดนั จาก มากขน้ึ ความรอ้ นจะระบายออกเรว็ ขน้ึ ธรรมชาติ ซ่ึงเกิดข้นึ จากความหนาแน่นต่างกนั ระหว่างน้าร้อนและน้าเย็น คอื น้า ร้อนจะมคี วาม รูปที่ 6.2 ลกั ษณะการทางานของระบบระบาย หนาแน่นน้อยกว่าน้าเยน็ และจะลอยตวั ขน้ึ สูง น้า ความรอ้ นดว้ ยอากาศ เยน็ จะไหลเขา้ ไปแทนท่ี 6.2 2. ระบบปัม๊ แรงดัน (Pump Cooling) ใช้ ก า ร ร ะ บ า ย ค ว า ม ร้ อ น ด้ ว ย ข อ ง เ ห ล ว ปัม๊ แรงดนั ในการหมุนเวยี นระบบน้าภายใน โดยมี สว่ นประกอบของระบบ ดงั ต่อไปน้ี ส่วนมากมกั ใชน้ ้าและแบง่ เป็น 2 แบบ คอื 6.3 1. วอเตอร์ แจ๊คเก็ต (Water jacket) เป็นโพรงภายในฝาสบู และเส้อื สูบรอบๆ กระบอก สบู สาหรบั ใหน้ ้าไหลผา่ น เพ่อื พาความรอ้ นออกสู่ ภายนอก 2. พดั ลม มหี น้าท่ดี ูดอากาสจากหน้ารถ ใหไ้ หลผา่ นรงั ผง้ึ อากาศทผ่ี า่ นรงั ผง้ึ นอกจากจะได้ จากพดั ลมแล้ว ยงั ได้จากการเคล่อื นทข่ี องรถ ท่ี เคล่อื นทไ่ี ปขา้ งหน้าอกี ดว้ ย รปู ท่ี 6.3 ลกั ษณะการทางานของระบบระบายความรอ้ นดว้ ยน้า 35 UNIT 6 ระบบระบายความรอ้ น

พดั ลมส่วนมากนิยมใชก้ นั มี 4 ใบพดั โดย 5. เทอร์โมสตทั (Thermostat) มีหน้าท่ี ท่ีพัดลมและปัม๊ จะอยู่บนเพลาเดียวกนั หมุนได้ ควบคมุ ปรมิ าณการไหลของน้าโดยอาศยั อุณหภูมิ โดยการสง่ กาลงั จากเคร่อื งยนตผ์ า่ นสายพาน ของน้าเป็นตัวควบคุม เคร่ืองยนต์ท่ีเริ่มใช้งาน ใหม่ๆ น้าภายในวอเตอร์แจค็ เกต็ ยงั เยน็ อยู่ วาล์ว 3. หม้อน้ำ เป็นทร่ี ะบายความรอ้ นของน้า ของเทอร์โมสตทั จะปิดเพ่อื ไม่ให้น้าไหลเข้าและ ออกจากหมอ้ น้าเป็นการจากดั ปรมิ าณน้าทไ่ี หลวน โดยอาศยั อากาศไหลผา่ นครบี ของรงั ผง้ึ เป็นตวั พา เวยี นอยู่ภายในวอเตอร์แจค็ เกต็ ทาใหเ้ คร่อื งยนต์ ความร้อนออกไป น้ำร้อนจำกเครื่องยนต์ไหล ร้อนเร็วข้ึน เม่ืออุณหภูมิของน้ าเพ่ิมจนถึง เขำ้ ส่ดู ้ำนบนของหมอ้ น้ำ แลว้ ไหลผา่ นชอ่ งๆ ลง ประมาณ 76°C วาลว์ ของเทอร์โมสตทั จะเรม่ิ เปิด ใหน้ ้ารอ้ นไหลเขา้ หม้อน้า และน้าเยน็ จะไหลออก สู่ตอนลา่ ง ระหวา่ งน้จี ะคายความรอ้ นออก น้าเยน็ จากหม้อน้าเขา้ ไปแทนท่นี ้าร้อนในวอเตอร์แจ็ค ตอนล่างของหม้อน้าจะถูกดูดไปใช้ต่อไป ช่อง เก็ต วาล์วน้ีจะเปิดเต็มท่ีเม่ืออุณหภูมิประมาณ สาหรับให้น้าไหลผ่านภายในรงั ผ้งึ ของหม้อน้า 82°C แบง่ เป็น 2 แบบคอื แบบเป็นท่อ และแบบเป็นเซล รงั ผง้ึ แบบเซลรูปร่างคลา้ ยเซลมชี อ่ งเลก็ ใหน้ ้าไหล รปู ท่ี 6.4 ลกั ษณะการทางานของเทอรโ์ มสตทั ผ่านได้และมีช่องสาหรับให้อากาศไหลผ่านอยู่ ตดิ กนั และวางทบั กนั รูปแบบของเทอรโ์ มสตทั มหี ลายชนดิ เชน่ แบบลอน แบบผเี สอ้ื และแบบปลอก 4. ฝำปิ ดหม้อน้ำ ฝาปิดหม้อน้าทาให้ ก.เทอรโ์ มสตทั แบบลอน ภายในบรรจุ เกดิ การหมนุ เวยี นของน้าระบบปิด เม่อื น้ารอ้ นขน้ึ ของเหลวพวกท่ีมีจุดเดือดประมาณ 60 - 82°C ความดนั ภายในระบบน้ีจะสูงขน้ึ ทาใหจ้ ดุ เดอื ดของ เช่น แอลกอฮอล์ และอะซโี ตน เป็นต้น ของเหลว น้ า สู ง ข้ึน เ ป็ น ก า รเ พ่ิม ป ระ สิท ธิภ า พ ข อ ง พวกน้ีเม่อื ได้รบั ความร้อนจะระเหยเป็นไอทาให้ เคร่อื งยนต์ นอกจากน้ียงั ป้องกนั ไม่ใหน้ ้าระเหย ความดนั ลอนเพม่ิ ขน้ึ และจะขยายตวั ดนั วาลว์ เปิด หรอื กระฉอกออกไปจากหม้อน้า ท่ฝี าปิดหมอ้ น้า ออกไป จะมีวาล์ว 2 ชนิดคือ วาล์วโบลวออฟ (Blowoff valve) และวาล์วแว็คคัม่ ( Vacuum valve) ถ้า ความดนั ภายในหมอ้ น้าสงู มากเกนิ ไป วาลว์ โบลว ออฟจะเปิดออกเพ่อื ให้ความดนั ส่วนเกนิ ออก แต่ เม่อื เคร่อื งยนตห์ ยุดใชง้ านแลว้ น้าภายในหม้อน้า จะค่อยๆ เยน็ ลง และความดนั กจ็ ะคอ่ ยๆ ลดลงจน ต่ากวา่ ความดนั บรรยากาศภายนอก วาลว์ แวค็ คมั่ จะเปิดออกเพ่อื ให้ความดนั ภายนอกเขา้ สู่ภายใน หมอ้ น้า วาลว์ ทงั้ สองชนิดน้ี ควบคมุ โดยสปรงิ UNIT 6 ระบบระบายความรอ้ น 36

ข. เทอร์โมสตัทแบบปลอกและแบบ ผเี สื้อ จะบรรจุสารขผ้ี ง้ึ (wax) แทนของเหลว ซ่งึ จะขยายตวั เม่อื ไดร้ บั ความรอ้ นและจะดนั วาลว์ ให้ เปิดออก ในประเทศอ่นื ทฤ่ี ดูหนาวอุณหภูมลิ ดลง ต่ า ก ว่ า 0°C จ ะ ท า ใ ห้ น้ า แ ข็ง ตั ว ใ ช้ ก า ร ไม่ได้ นอกจากน้ีน้าแขง็ ยงั ขยายตวั เกดิ แรงดนั ทา ให้เคร่อื งยนต์เสยี หายได้ จงึ จาเป็นต้องเติมสาร บางอย่างลงไปเพอ่ื ป้องกนั ไม่ใหน้ ้าแขง็ ตวั และจะ เติมสารเหล่าน้ีมากน้อยข้ึนกับอุณหภูมิ ถ้า ตอ้ งการใหจ้ ดุ แขง็ ตวั ของน้าต่ามากกเ็ ตมิ มาก สาร เหล่าน้ีทใ่ี ชก้ นั มากคอื พวกแอลกอฮอล์ กรเี ซอรนี เอทธลี นี กลสิ ชอล UNIT 6 ระบบระบายความรอ้ น 37

UNIT 7 ดัง นั้น เ พ่ือ เ ป็ น ก า ร ลด ปั ญ ห า ท่ีเ กิด ข้ึน น้ามนั เคร่อื งจงึ ถูกจ่ายใหไ้ ปหล่อล่นื ชน้ิ ส่วนต่างๆ ช้นิ ส่วนต่างๆ ท่เี คล่อื นท่ขี องเคร่อื งยนต์ ของเคร่อื งยนต์ ทงั้ น้ีเพ่อื เป็นการป้อนกนั ปัญหาท่ี ส่วนใหญ่ทามาจากโลหะ ซ่งึ เม่อื การสมั ผสั เสยี ดสี เกิดขน้ึ ด้วยเหตุน้ีเคร่อื งยนต์โดยทวั่ ไปจงึ ต้องมี กนั ขน้ึ จะทาใหก้ าลงั งานสญู เสยี ไป และเกดิ ความ ระบบหล่อล่ืน เพ่ือทาหน้าท่ีในการส่งจ่าย รอ้ น สง่ิ ทต่ี ามมาการสกึ หรอจะสูงขน้ึ ตามไปดว้ ย น้ามนั เคร่อื งไปยงั ช้นิ ส่วนเคร่ืองยนต์ต่างๆ เป็น ก า ร ยื ด อ า ยุ ก า ร ใ ช้ ง า น ข อ ง เ ค ร่ื อ ง ย น ต์ ใ ห้ มี ระยะเวลาใช้งานท่ียาวนานกว่าปกติ และ นอกเหนือจากหน้าท่หี ลกั แล้ว ระบบหล่อล่ืนยงั ช่วยระบายความร้อนใหก้ บั ชน้ิ ส่วนเควบคู่ไปกบ้ ระบบหล่อเย็น น้ามนั เคร่อื งท่ใี ชห้ ล่อล่นื ช้นิ ส่วน ต่างๆ ผลติ ขน้ึ จากน้ามนั ดบิ ตามธรรมชาตทิ ผ่ี า่ น กระบวนการผลติ ดว้ ยวธิ กี ารกลนั่ และจะเตมิ สาร เพม่ิ คุณภาพหล่อล่นื เพ่อื ช่วยเพม่ิ สมรรถภาพใน การหลอ่ ลน่ื ใหม้ ปี ระสทิ ธภิ าพสูงยงิ่ ขน้ึ รปู ที่ 7.1 แผนผงั การหล่อลน่ื ชน้ิ ส่วนตา่ งๆ ภายในเครอ่ื งยนต์ 38 UNIT 7 ระบบหลอ่ ลนื่

รปู ที่ 7.2 การไหลของน้ามนั เครอ่ื งภายในระบบเคร่อื งยนต์ 7.1 1. น้ำมนั หล่อล่ืนพื้นฐำน สามารถแบ่ง น้ ามันจะแทรกตัวเป็ นชัน้ บางๆ อยู่ ออกได้เป็ น 3 ประเภท น้ ามันพ้ืนฐานจาก ระหว่างชน้ิ ส่วนโลหะ 2 ชน้ิ ป้องกนั ไม่ให้ผวิ ของ ปิโตรเลยี ม น้ามนั พน้ื ฐานจากพ้นื และสตั ว์ น้ามนั โลหะสมั ผสั กนั ลดความฝืด เป็นซลี ระบายความ พน้ื ฐานสงั เคราะห์ ร้อน ป้องกนั การสกึ หรอ ป้องกนั สนิมและการกดั กร่อน ขจัดคราบสกปรก ไม่ให้ติดกับช้นิ ส่วน 2. สำรเพ่ิมคุณภำพ สารเพ่ิมคุณภาพท่ี กระจายคราบสกปรก และสงิ่ เจอื ปนไม่ใหร้ วมตวั ใช่ทวั่ ๆ ไปมีมากมายหลายอย่าง แต่อาจจดั แบ่ง กนั เป็นยางเหนียว ตามชนิดของ น้ามนั ไดด้ งั น้ี สารป้องกนั ปฏกิ ริ ยิ า กบั ออกซเิ จน สารชว่ ยรกั ษาความสะอาด สารชว่ ย 7.2 กระจายสิ่งสกปรก สารช่วยป้องกันการสึกหรอ สารป้องกันการกดั กรอน สารป้องกนั สนิม สาร น้ ามันเคร่ือง จะมีส่วนสาคัญท่ีทาให้ ป้องกันการเกดิ ฟอง สารช่วยลดจุดไหลเท สาร คุณภาพในการหล่อล่ืน ตามคุณสมบัติ ซ่ึงมีอยู่ เพมิ่ ดรรชนีความขน้ ใส ดว้ ยกนั 2 ส่วน คอื น้ามนั พ้นื ฐาน (Base oil) และ สารเพมิ่ คุณภาพในการหล่อล่นื (Additive) UNIT 7 ระบบหลอ่ ลนื่ 39

7.3 สารเพ่ิมคุณภาพในการป้องกนั การรวมตัวกับ น้ามนั ทด่ี จี ะตอ้ งมคี ุณสมบตั ใิ นการรกั ษา ออกซเิ จน ความหนาของฟิล์มน้ามนั ให้เกอื บคงท่อี ยไู่ ดท้ ุกๆ 3. คุณสมบตั ิป้องกนั กำรกดั กรอ่ น เม่อื อุณหภูมิ คอื ไม่บางเกนิ ไป (ใสมาก) เม่อื อุณหภูมิ เริ่มติดเคร่อื งยนต์ใหม่ๆ จะมีแก๊สและไอน้ามนั ท่ี สูง และไม่หนาเกินไป (ข้นมาก) ท่ีอุณหภูมติ ่า เกดิ จากการเผาไหมร้ วั่ ผา่ นแหวนลูกสบู ลงไปยงั น้ามนั ท่มี คี ุณสมบตั เิ ช่นน้ีเรยี กวา่ มดี รรชนีความ หนืดสูง ถ้าน้ามันข้นมากการปัม๊ ส่งน้ามันก็จะ ส่วนล่างของเคร่ืองยนต์มากกว่าปกติ ล่าช้าอาจทาให้เกิดการสึกหรอได้ และเม่ือ แ ก๊ ส เ ห ล่า น้ีจ ะ รว ม ตัว กับ ไ อ น้ า ก ล า ย เ ป็ น ก รด เคร่อื งยนตร์ ้อนแล้ว น้ามนั เคร่อื งยนต์จะใสลงและ สามารถกดั กร่อนช้นิ ส่วนของเคร่อื งยนต์ ความ ยงิ่ ตอนท่กี ารจราจรตดิ ขดั อุณหภูมสิ ูงขน้ึ มาก ทา หนืดของน้ามนั มคี วามสาคญั ในการป้องกนั การ ให้ฟิล์มน้ามนั บาง ชน้ิ ส่วนของเคร่ืองยนต์อาจจะ รวั่ ซมึ ของแก๊สผ่านแหวนลูกสูบ ไดโ้ ดยทาหน้าท่ี เสยี ดสกี นั โดยตรงทาใหเ้ กดิ การสกึ หรอได้ เป็นฟิล์มอุดช่องวา่ งระหวา่ งลูกสบู กบั กระบอกสบู น้ า ม ัน เค ร่ือ ง ย น ต์ท่ีดีจ ะต้อ ง มีคุณส ม บัติใ น ก า ร 1. คณุ สมบตั ิในกำรรกั ษำควำมสะอำด เคลือบ และจับผิวโลหะเพ่ือทาหน้าท่ีการรวั่ ซึม น้ามนั เคร่อื งท่ดี ี จะต้องสามารถชะล้าขจดั คราบ ของแกส๊ สกปรกออกจากผวิ โลหะได้ นอกจากน้แี ลว้ จะต้อง มคี ุณสมบตั ิในการกระจายเขม่า และสง่ิ สกปรก 7.4 ไม่ให้รวมตวั กันเป็นก้อน ส่ิงสกปรกเหล่าน้ีจะ 1. หล่อล่ืนแบบวิดสำด เป็นการหล่อล่นื ลอยตวั วนเวยี นอยใู่ นน้ามนั โดยไมต่ กตะกอน และ จะถูกถ่ายออกจากเคร่ืองยนต์เม่อี มกี ารเปล่ยี น เคร่อื งยนตใ์ นอดตี โดยทฝ่ี าครอบแบรงิ่ กา้ นสูบจะ น้ามนั เคร่อื ง มีช้อ น ( dipper) ติด อ ยู่ ช้อ น จ ะท า ห น้ า ท่ีวิด น้ามนั เคร่อื ง ปัจจุบนั ใชใ้ นเครอ่ื งยนตข์ นาดเลก็ 2. คุณสมบัติ กำรระบำยควำมร้อน ความรอ้ นทเ่ี กดิ จากการเผาไหม้ จะถูกถ่ายเทจาก 2. หล่อลื่นแบบใช้กำลังดัน โดยปั้ม เคร่อื งยนต์โดยอาศยั น้ามนั เคร่อื งเป็นตวั ช่วยส่วน น้ามันเคร่ือง (oil pump) จ่ายแรงดันให้น้ามัน หน่ึง จากการทดสอบพบว่าประมาณ 30% ของ สง่ ผา่ นไปตามทอ่ ทางเดนิ ความร้อนถูกระบายออกโดยอาศยั น้ามนั เคร่ือง เป็นตวั ถ่ายเท จงึ ทาให้อุณหภูมขิ องน้ามนั เคร่อื ง 7.5 ค่อนข้างสูง ทาให้การร่วมตวั ระหว่างน้ามนั กบั หน้าทห่ี ลกั ของไสก้ รองน้ามนั เคร่อื งอาศยั ออกซิเจนเรว็ ขน้ึ ด้วยเหตุน้ีน้ามนั เคร่อื งท่ดี ตี อ้ งมี วธิ กี ารให้น้ามนั เคร่อื งท่ผี ่านการใช้งานแล้ว ซึม UNIT 7 ระบบหลอ่ ลน่ื ผ่านกระดาษกรองเขา้ ไปสู่แกนกลางของตวั กรอง เพ่อื ดกั จบั สิง่ แปลกปลอมต่างๆ ท่อี าจเกิดความ เสยี หายต่อเคร่อื งยนต์ได้ เช่น เขม่า, เศษโลหะ 40

เลก็ ๆ และฝ่นุ ผงตา่ งๆ จากนนั้ ค่อยสง่ น้ามนั ไปยงั เผาไหม้ไปยงั ท่อร่วมไอดไี ด้ เน่ืองจากสปรงิ ในตวั ชน้ิ ส่วนต่างๆ ภายในเคร่อื งยนต์ จะทาให้เศษฝ่นุ วาล์วจะดนั ตวั เองกลบั มาอยู่ในตาแหน่งท่อี ากาศ ตดิ อย่ตู รงกรองกระดาษ สามารถไหลผา่ นไดเ้ ตม็ ท่ี ในขณะรถวง่ิ ทค่ี วามเรว็ ปกตจิ ะเกดิ ความสมดุลของสูญญากาศ PCV จะ รปู ท่ี 7.3 โครงสรา้ งภายในกรองน้ามนั เครอ่ื ง เปิดอยู่ในระดบั ปกติ กลางๆ ถ้าเกิดว่าวาล์วไม่ 7.6 เปิ ดในตอนน้ีจากท่ีเคยเจอ เวลาว่ิงเคร่ืองจะ ค่อนข้างเสียงดังออกต่ือๆ แต่ถ้าในกรณีเกิด Positive Crankcase Ventilation (PCV) Backfire ข้นึ จะมีแรงดนั ออกมาจากท่อร่วมไอดี เป็นวาล์วท่ีติดตงั้ เข้าไปในระบบเพ่อื ทาการลด PCV valve จะทาหน้าทป่ี ิดกนั้ เอาไวไ้ ม่ใหผ้ า่ นเขา้ ปรมิ าณของก๊าซไฮโดรคารบ์ อน ทเ่ี กดิ จากการเผา ไปในเคร่อื งยนตไ์ ด้ ไหม้ ภายในหอ้ งเผาไหม้ กลบั เขา้ ไปยงั ทอ่ ร่วมไอ ดี (Intake manifold) เพ่ือไม่ให้หลุดออกไปสู่ชนั้ รปู ท่ี 7.4 หลกั การทางาน PCV บรรยากาศ 41 อำกำรเสีย: จากการทางานของตวั วาลว์ ตอนท่เี รายงั ไม่ไดต้ ิดเคร่อื งยนต์ตวั สปรงิ ภายใน PCV จะดนั ปิดรไู วจ้ นสดุ พอเราตดิ เคร่อื งยนตแ์ ลว้ ทค่ี วามเรว็ รอบเดนิ เบาปกตขิ องเคร่อื ง จะมแี รงดดู เขา้ ไปในท่อรวมไอดสี ูงมาก จงึ ทาใหว้ าล์วถูกดูด เข้าไปในตาแหน่ง minimum ตัววาล์วจึงเปิดให้ อากาศไหลผา่ นไดเ้ พยี งเลก็ น้อย ซง่ึ จะมผี ลตอ่ การ ควบคุมรอบเดนิ เบาดว้ ย ถ้าหากวา่ วาล์วไม่ปิดใน สภาวะน้ี จากนัน้ เม่ือเราเหยียบคันเร่งเพิ่ม ความเร็ว ความเป็นสูญญากาศในท่อร่วมไอดจี ะ ลดลง อากาศจะสามารถไหลผ่านออกมาจากหอ้ ง UNIT 7 ระบบหลอ่ ลน่ื

UNIT 8 ชนิด ข อ ง น้ า มัน เ ช้ือ เ พ ลิง ท่ีจ ะน า ม า ใ ช้กับ เครอ่ื งยนตแ์ ตล่ ะประเภท น้ามนั เบนซนิ เป็นน้ามนั เชอ้ื เพลงิ สาหรบั เคร่อื งยนตเ์ บนซนิ (Gasoline engines) ไดม้ าจาก 8.1 การกลัน่ น้ามันดิบท่ีมีโครงสร้างประกอบด้วย ไฮโดรคาร์บอนเป็นหลัก สารไฮโดรคาร์บอน ประกอบดว้ ยโมเลกลุ ของไฮโดรอเจนทย่ี ดึ ประกอบด้วยโมเลกุลของสารไฮโดรเจนและ เกาะกนั ในรูปลกั ษณะของโครงสรา้ งแบบโซ่และวง คาร์บอน โครงสร้าง ขาดของโมเลกุล และจานวน แหวน ถ้าเช้ือเพลิงซ่ึงมีโมเลกุลในรูปแบบโซ่ อัตราส่วนระหว่างอะตอมของไฮโดรเจนและ (พาราฟินและโอเรฟิน) จะทาใหต้ ดิ ไฟและเผาไหม้ คารบ์ อนจะมสี ดั สว่ นทแ่ี ตกต่างกนั ทงั้ น้ขี น้ึ อย่กู บั ไดอ้ ย่างรวดเรว็ แต่เม่อื นามาใชก้ บั เครอ่ื งยนตแ์ กส๊ โซลนี จะทาใหเ้ คร่อื งยนต์เกดิ การน๊อคและการชงิ จุดระเบิด แต่ในทางตรงกันข้าม จะมีผลดีกับ เ ค ร่ือ ง ย น ต์ดีเ ซ ล ท่ีต้อ ง ก า ร ก า ร เ ผ า ไ ห ม้ อ ย่ า ง รวดเร็ว สาหรบั โมเลกุลของโฮโดรเจนท่ยี ึดเกาะ กนั ในรูปโครงสรา้ งแบบวงแหวน (ไอโซเมอร์) จะ ไม่ทาใหเ้ ชอ้ื เพลงิ ลกุ ไหมอ้ ยา่ งรวดเรว็ ซ่งึ จะมผี ลดี สาหรับเคร่ืองยนต์แก๊สโซลีนท่ีป้ องกันการน๊ อค ของเคร่อื งยนตไ์ ด้ แต่น้ามนั เชอ้ื เพลงิ ทโ่ี ครงสรา้ ง เป็นรูปโซ่น้ี เม่อื นามาใชก้ บั เคร่อื งยนต์ดเี ซล จะมี ผลทาให้การเผาไหม้ล่าช้า ซ่ึงจะทาให้เกิด การน๊อคขน้ึ รปู ท่ี 8.1 โครงสรา้ งพนั ธะทางเคมนี ้ามนั เบนซนิ 42 UNIT 8 ระบบเชอื้ เพลงิ

8.2 ท่อน้ามนั ไหลกลบั ของน้ามนั เช้อื เพลิง เม่ือเกดิ ระเบดิ ขน้ึ ภายในปัม๊ คุณสมบตั ขิ องนํ้ามนั เบนซนิ ประกอบดว้ ย สารไฮโดรคารบ์ อนทแ่ี ตกตา่ งกนั ดงั นนั้ การระเหย 4. เ ร่ ง เ ค รื่ อ ง ย น ต์ ไ ด้ เ รี ย บ อ ย่ า ง ตวั เป็นไอของสารแต่ละกลุม่ จะมคี วามรวดเรว็ และ สมา่ เสมอ เคร่อื งยนตใ์ นขณะเร่งวงจรปัม๊ ในคาบู ชา้ ทแ่ี ตกต่างกนั น้ามนั เบนซินจะต้องมคี ุณสมบตั ิ เ ร เ ต อ ร์จ ะ ต้อ ง ฉี ด ป ริม า ณน้ า มันเ ช้ือ เ พ ลิงให้มี ท่ี เ ห ม า ะ ส ม ต า ม ส ภ า ว ะ ค ว า ม ต้ อ ง ก า ร ข อ ง ปรมิ าณท่มี ากกวา่ ปกตดิ งั นนั้ น้ามนั เบนซนิ จะตอ้ ง เคร่อื งยนต์ ดงั น้ี คอื ระเหยกลายเป็ นไอได้อย่างรวด เร็วแต่ถ้า น้ า ม ัน เบนซินมีการขยายตัว เป็นไปได้ช้าเกินไปเป็น 1. สตารท์ ติดง่าย การระเหยของนํ้ามนั สาเหตุให้เกดิ อาการสะดดุ ชวั่ ขณะซ่งึ จะทาใหก้ าร เบนซินจะกลายเป็นไอได้อย่างรวดเรว็ ในขณะท่ี เผาไหมไ้ มส่ มบรู ณ์ เคร่ืองยนต์ยังมีอุณหภูมิท่ีต่าอยู่ ทัง้ น้ีเพ่ือให้ เคร่ืองยนต์ในประเทศท่ีมีอุณหภูมิของอากาศ 5. อ่นุ เคร่ืองยนต์ได้อย่างรวดเรว็ ทงั้ น้ี หนาว สตารท์ ตดิ ง่าย จะต้องขน้ึ อยู่กบั อตั ราการกลายเป็นไอของน้ามนั เบนซนิ ได้อย่างง่าย เพ่อื ชว่ ยเคร่อื งยนต์ตดิ ไดเ้ รว็ 2. มีอตั ราส่วนผสมที่เหมาะสม อตั รา ขน้ึ แตก่ ารระเหยกลายเป็นไอของน้ามนั เบนซินใน ส่วนผสมของน้ามนั เบนซนิ จะตอ้ งพอเหมาะในการ การอุ่นเคร่อื งยนต์จะต้องมอี ตั ราส่วนท่แี ตกต่าง เผาไหมต้ ามทฤษฎี (14.7:1) โดยทต่ี อ้ งมสี ว่ นผสม จากการระเหยเป็นไอในขณะท่อี ุณหภูมติ ่า ท่ีท า ใ ห้เค ร่ือ ง ย น ต์ส ตา ร์ทติด ง่ า ยและเ ร่ง ตอบสนองการทางานได้อย่างทันที ซ่ึงในน้ามนั 8.3 เบนซนิ จะตอ้ งมสี ารบางชนิดเตมิ ในน้ามนั เพ่อื ทา ให้มกี ารระเหยตวั ยากขน้ึ เป็นการป้องกนั การเกดิ การเผาไหมภ้ ายในหอ้ งเผาไหมจ้ ะเกดิ ขน้ึ เวเปอรล์ อ็ ค ภายในระบบจา่ ยน้ามนั เชอ้ื เพลงิ ในช่วงระยะเวลาอันสนั้ เมือโมเลกุลของน้ามนั เช้ือเพลิงกับอากาศผสมกันอย่างถูกต้องตาม 3. ไม่เกิดอาการเวเปอร์ล็อค (Vapor ทฤษฎี (14.7:1) อากาษทถ่ี ูกดูดเขา้ ไปภายในหอ้ ง Lock) ท่อน้ามนั มีการระเหยตวั เป็นไอท่รี วดเรว็ เผาไหม้จะผสมกบั น้ามนั เชอ้ื เพลงิ ทป่ี ระกอบดว้ ย และไดร้ บั ความรอ้ นจากเคร่อื งยนตจ์ ะกลายเป็นไอ อ อ ก ซิ เ จ น ป ร ะ ม า ณ 20 เ ป อ ร์ เ ซ็ น ต์ ซ่ึ ง เกิดข้นึ ภายในปัม๊ น้ามนั เช้อื เพลงิ มีฟองอากาศ ความสมั พนั ธร์ ะหว่างน้ามนั เชอ้ื เพลงิ กบั อากาศน้ี เกดิ เวเปอรล์ อ็ คขน้ึ ตามภายในปัม๊ ซง่ึ เป็นสาเหตใุ ห้ จ ะเ ป็ น ไ ปไ ด้อ ย่า ง ถูก ต้อ ง ตา ม ท ฤษ ฏี ใ น อัต ร า น้ามนั เชอ้ื เพลงิ ไม่สามารถจ่ายไปยงั คาร์บูเรเตอร์ ส่วนผสมท่เี หมาะสม ทงั้ น้ีขน้ึ อยู่กบั ปรมิ าตรของ ได้ ไม่ใหเ้ กดิ อาการสะดุดและดบั ดงั นัน้ อตั ราการ ห้องเผาไหม้ เม่ือเกิดการเผาไหม้ คาร์บอนใน ร ะ เ ห ย ก ลา ยเ ป็ น ไอได้อย่า งร ว ดเร็ว ของน้ ามัน น้ามนั เช้อื เพลงิ จะรวมตวั กบั ออกซิเจนเป็นแก๊ส เบนซนิ ตอ้ งถูกแกไ้ ขปรบั ปรุงใหล้ ดลงโดยการเพมิ่ คารบ์ อนไดออกไซด์ UNIT 8 ระบบเชอ้ื เพลงิ 43

1. การเผาไหม้สมบูรณ์ กระบวณการ ท่ีสูงในจงั หวะอัดความร้อนและแรงดนั สูงมาก เผาไหม้จะเรมิ่ ขน้ึ ตงั้ แต่ เม่อื ส่วนผสมของไอดถี ูก ส่วนผสมของไอดที ่ีอยู่ตรงขา้ มกบั หวั เทยี นเกดิ อดั ให้อุณหภูมิสูงขน้ึ ในจงั หวะอดั หวั เทยี นจะจุด การลกุ ไหมข้ น้ึ เองอย่างรวดเรว็ ในขณะท่หี วั เทยี น ประกายไฟในจังหวะระเบิด เช้อื เพลิงจะค่อยๆ จุดประกายไฟเผาไหม้ไอดีเช่นกนั ให้เกิดคล่นื ลกุ ลามแผข่ ยายออกไปชา้ ๆ จนสุดหอ้ งเผาไหมอ้ กี แรงดนั ประทะกนั อย่างรุนแรงขน้ึ บรเิ วณหวั ลูกสูบ ด้านหน่ึง จึงทาให้เกิดแรงดันเพ่ิมข้ึนเร่ือยๆ จ า ก ส า เ ห ตุ ท่ีเ กิด ข้ึน น้ี เ กิด จ า ก ก า ร ใ ช้น้ า มัน ผลกั ดนั ใหล้ ูกสบู เคล่อื นท่ลี งในจงั หวะระเบดิ เชอ้ื เพลงิ ทม่ี คี ่าการต้านทานการน็อคทต่ี ่า ดงั นนั้ จึงควรทาการปรับปรุง คุณภาพของน้ า มัน เชอ้ื เพลงิ ใหม้ กี ารลุกไหม้ทอ่ี ุณหภูมทิ ่สี ูงกว่า และ ให้เปลวไฟแผข่ ยายเป็นไปอย่างต่อเน่ือง นนั่ กค็ อื การเตมิ สารตะกวั่ เตตระเอธลิ (tetraethyl lead) ลง ในน้ามนั เชอ้ื เพลงิ ใหม้ คี ่าออกเทนทส่ี ูงขน้ึ รปู ที่ 8.2 การเผาไหมส้ มบูรณ์ รปู ท่ี 8.3 การเกดิ ดโี ทเนชนั่ นอ็ ค 2. การเผาไหม้ไม่สมบูรณ์ การเผาไหม้ ข. การ ชิ งจุด ร ะ เบิ ด (Pre-Ignition) ไม่สมบูรณ์เป็นกระบวนการเผาไหมท้ เ่ี ป็นสาเหตทุ ่ี การน็อคท่ีเกิดหลังจากหวั เทียนจุดประกายไฟ ทาใหเ้ ครอ่ื งยนตเ์ กดิ อาการน็อคขน้ึ ทผ่ี นงั กระบอก หรือเม่ือปิดสวิตช์จุดระเบิดแล้วก็ตาม ทัง้ น้ีก็ สูบและหวั ลกู สบู เน่ืองมาจากแรงดนั ทส่ี งู ขน้ึ อยา่ ง เน่ืองจากเกดิ จุดรอ้ นขน้ึ ภายในหอ้ งเผาไหม้ ซ่งึ มี รวดเรว็ ภายในหอ้ งเผาไหม้ ซ่งึ การน็อคน้ีเกดิ จาก สาเหตุมาจากการเกดิ เขม่าหรอื การใชห้ วั เทยี นท่ี การเผาไหมซ้ อ้ มกนั ขน้ึ รอ้ นจดั เกนิ ไป ความร้อนจากการจุดระเบดิ แดงน้ี การเผาไหมไ้ มส่ มบรู ณ์หรอื อาการน็อคได้ 44 แบ่งลักษณะการเผาไหม้ออกเป็ น 2 ลักษณะ ดว้ ยกนั คอื ก. ดีโทเนชนั่ (Detonation) เป็นอาการ น็อคทเ่ี กดิ จากการทเ่ี ครอ่ื งยนตม์ อี ตั ราสว่ นการอดั UNIT 8 ระบบเชื้อเพลงิ