working Gassoline

เรื่องที่ 1 หลักการทํางานของเคร่ืองยนต โดยทว่ั ไปแลว เคร่อื งยนตส ามารถจาํ แนกออกได 3 ลักษณะ คือ 1. จําแนกโดยจงั หวะการทาํ งานของเครือ่ งยนต 2. จาํ แนกโดยชนิดของเชอ้ื เพลิงที่ใช 3. จาํ แนกตามลักษณะลูกสูบทใี่ ช ในท่นี ้ีจะไดก ลา วถงึ การจําแนกเครอื่ งยนตต ามจังหวะการทาํ งานของเครื่องยนต ซ่งึ สามารถแบงไดเปน 2 แบบคอื เครอ่ื งยนต 4 จังหวะ และเครอื่ งยนต 2 จงั หวะ แตโ ดยพืน้ ฐานการ ทํางานของเครื่องยนตทุกชนดิ จะตองมรี อบ (cycle) การทาํ งานท่ีเหมอื นกนั คือมรี อบการดูด อดั ระเบิด และคาย แตล ะรอบการทํางานของเครอ่ื งยนตแตล ะแบบอาจมคี วามแตกตางกนั ตามลักษณะ ของเคร่อื งยนต เชน จงั หวะดดู เคร่ืองยนตแ กสโซลนี 4 จังหวะจะดดู อากาศท่ีผสมกับนํ้ามนั เชอ้ื เพลงิ ผา นมาทางวาลว ไอดี เครอ่ื งยนตดีเซล 4 จงั หวะ จะดดู เอาเฉพาะอากาศเทา น้ันผานวาลว ไอดี เครือ่ งยนตแ กส โซลีน 2 จังหวะ จะดดู อากาศทผี่ สมน้ํามนั เชื้อเพลิงและนํ้ามนั หลอ ลน่ื ผา นลีด วาลว (Lead Valve) เขา ไปทางทอ ไอดี สังเกตวาเฉพาะจงั หวะดูดของเครื่องยนต 4 จงั หวะจะมีการ ไหลผานวาลว ในขณะทีเ่ ครอื่ งยนต 2 จังหวะจะไหลผา นทอทาง เพื่อความเขาใจในรอบการทาํ งานของเครือ่ งยนตแ ตล ะแบบ จะไดอ ธบิ ายการทํางานโดยให เขา ใจวา สวนประกอบขัน้ พน้ื ฐานของเครอื่ งยนตจ ะมีสว นประกอบหลักคอื ลกู สูบ กานสบู หองเผา ไม กระบอกสบู เพลาขอเหวย่ี ง แตลักษณะการจัดวางหรอื รปู แบบอาจแตกตา งกันไปตามลักษณะ ของเครอื่ งยนต 1. การทาํ งานของเคร่อื งยนต 4 จังหวะ (4 Stroke Engine) เครือ่ งยนต 4 จงั หวะทจ่ี ะไดอธิบายนจ้ี ะจําแนกออกตามชนดิ ของเชือ้ เพลงิ ท่ีใชดว ย คอื เครือ่ งยนตแกส โซลีน 4 จงั หวะ และเครอ่ื งยนตดเี ซล 4 จงั หวะ สาํ หรบั เครอื่ งยนตแกส โซลีน 4 จังหวะมีสว นประกอบทส่ี าํ คัญดงั นี้ 1. ลกู สูบ 2. หอ งเผาไหม และฝาสูบ 3. กระบอกสบู 4. วาลว ไอดี และวาลว ไอเสยี 5. หวั เทยี น สว นประกอบทง้ั 5 จะประกอบกนั ดงั แสดงในรปู ที่ 1วาลว ไอดี หวั เทยี นฝาสบู วาลวไอเสยีกระบอกสบู หอ งเผาไหม ลกู สูบ รปู ท่ี 1 สวนประกอบหลกั ของเคร่อื งยนตแ กส โซลีน 4 จงั หวะ

จังหวะการทํางานของเครือ่ งยนตแกส โซลีน 4 จังหวะ สามารถอธิบายตามจงั หวะดงั น้ีเรมิ่ ตนดวยจงั หวะดดู (Intake) ลกู สูบจะเคลื่อนที่ลง ออกจากตาํ แหนง ศูนยตายบน TDC วาลวไอดจี ะเปด ออก ในขณะทว่ี าลว ไอเสยี ปด ทาํ ใหส ว นผสมของอากาศและน้ํามนั เขา ไปในหองเผาไหมไ ด จนกระทวั่ ลกู สูบถงึ ตําแหนงศูนยต ายลา ง (BDC)จังหวะอัด (Compression) ลกู สูบจะเคลอื่ นทขี่ นึ้ จาก BDC และวาลว ไอดจี ะปด ทําใหสว นผสมของอากาศและนาํ้ มันทเี่ ขาไปในหอ งเผาไหมเกิดการอดัตวั และมีปริมาตรเลก็ ลงลูกสูบจะเคลอื่ นทขี่ ึ้นเพอ่ื อดั สว นผสมไปจนถงึ ตาํ แหนง ที่ตองการ (กอ นTDC) หวั เทยี นจะจุดประกายไฟจังหวะระเบดิ และจงั หวะกาํ ลัง เมอ่ื หวั เทยี นจดุ ประกายไฟ ทําใหเกิดการเผาไหมอยา งรุนแรงในหอ งเผาไหม เรียกวาการระเบดิ หลังจากตาํ แหนงนแ้ี ลวจะเกดิ การเผาไหมส วนผสมของนาํ้ มันเชอ้ื เพลิงกับอากาศ ทาํ ใหเ กิดการขยายตวั ของอากาศภายในหอ งเผาไหม ผลกั ลูกสูบใหเ ครอ่ื งทล่ี ง เรียกวาจงั หวะกําลงัจงั หวะคาย (Exhaust) เม่ือเกดิ การเผาไหมภ ายในหองเผาไหมแ ละเกิดการขยายตวั ของอากาศภายในผลักลกู สูบใหเลอ่ื นลงแลว ลูกสูบจะเคลอื่ นท่ีลงมาจนถึงตาํ แหนง BDC จากน้นั ลูกสูบจะเลือ่ นขึ้นในขณะทีว่ าลว ไอเสยี เปดวาลว ไอดีปด การเคล่อื นท่ขี ้นึ ของลูกสูบจะขับไลไอเสียใหอ อกไปจากหอ งเผาไหม จนกระทั่งลูกสูบเคลือ่ นทถี่ ึงตําแหนง TDC วาลว ไอเสียกําลงั จะปดและวาลว ไอดกี ําลงั จะเปด เพอื่ เริม่ ตน จังหวะดดู อกี ครัง้ หนึ่ง ตาํ แหนงนี้เรียกวาจังหวะ Overlap จากนัน้ วาลว ไอเสยี ปด และวาลว ไอดเี ปด เพ่อื เริ่มตนจังหวะดดู อีกครัง้

สาํ หรบั เครอ่ื งยนตด เี ซล 4 จังหวะ จะแทนทีห่ ัวเทยี นในเครอ่ื งยนตแกส โซลีน ดวยหวั ฉดีซึ่งทําหนา ทีใ่ นการฉีดนา้ํ มนั เชื้อเพลงิ เขาหอ งเผาไหมใ นชวงจังหวะอดั เนือ่ งจาก ไอดีของเครื่องยนตด ีเซลจะมีแตอากาศเทานัน้ ที่ถูกดดู เขา มา ดังนนั้ จงึ ตองมีอปุ กรณท ที่ าํ หนา ท่ีปอนนาํ้ มันเช้ือเพลงิ เขา หอ งเผาไหม ซ่งึ อุปกรณน ้นั ก็คอื หวั ฉดี (Injector) การทาํ งานจะเหมอื นกนั กบั เครือ่ งยนตแ กส โซลีน 4 จงั หวะ เพยี งแตจ งั หวะระเบดิ ของเคร่อื งยนตแ กส โซลีน 4 จังหวะ จะเกดิ ขนึ้ จากการจุดประกายไฟของหัวเทยี นใหเ กดิ การเผาไหม แตอยา งที่กลา วไปขางตนน้นั ไอดขี องเครื่องยนตด เี ซลจะมแี ตอ ากาศซ่งึ ปราศจากเชือ้ เพลิง ดังนน้ัจงั หวะระเบดิ ของเคร่อื งยนตดีเซล 4 จงั หวะ จะเกิดขึน้ จากการฉดี น้าํ มนั เชอ้ื เพลิงเขา ไปในหอ งเผาไหมใ นขณะทลี่ กู สูบกําลังเคลอ่ื นทถี่ งึ TDC (ปลายจงั หวะอดั ) ดังน้นั การเผาไหมข องเครอ่ื งยนตดีเซลจะเกดิ ขนึ้ ยาวนานกวา เครื่องยนตแ กส โซลนี เมื่อส้ินสุดจังหวะระเบดิ และจังหวะกําลงัเครอื่ งยนต ดีเซล 4 จงั หวะกจ็ ะเปน จังหวะคาย ซึง่ มีการทาํ งานเชนเดียวกับเครอ่ื งยนตแ กสโซลนี 4จงั หวะ และกจ็ ะเริม่ ตนจังหวะดูดในลาํ ดบั ถัดไปเชน กนั ดงั น้ัน เคร่อื งยนต 4 จงั หวะจะหมายถึง การทลี่ ูกสบู เลอ่ื นขึน้ ลงทงั้ หมด 4 คร้งั (2 รอบ) จึงครบรอบการทํางาน ดูด อัด ระเบิด กาํ ลัง และคาย หรอื หมุน 2 รอบไดกําลังงาน 1 ครง้ั

2. การทํางานของเคร่ืองยนต 2 จงั หวะ (2 Stroke Engine) เครอ่ื งยนต 2 จงั หวะทจ่ี ะไดอ ธบิ ายนีส้ ามารถจาํ แนกออกตามชนิดของเช้อื เพลงิ ท่ีใชไดดว ย เชน กนั คอื เครอ่ื งยนตแกสโซลนี 2 จังหวะ และเครอ่ื งยนตด ีเซล 2 จังหวะ ซง่ึ จะมชี วงจังหวะระเบดิ เชนเดยี วกนั กบั เครอื่ งยนต 4 จงั หวะ คอื เครอ่ื งยนตแ กส โซลนี อาศัยประกายไฟจากหวั เทยี น เคร่ืองยนตด เี ซลจะใชการฉดี เชอื้ เพลิงเขาไปในหอ งเผาไหมโดยหวั ฉดี ดงั น้นั ในท่ีนจี้ ะไดอ ธบิ าย เฉพาะสว นทเ่ี คร่อื งยนต 2 จงั หวะ แตกตา งจากเคร่อื งยนต 4 จงั หวะ สําหรับเคร่อื งยนต 2 จงั หวะมสี ว นประกอบที่สําคญั ดังน้ี 1. ลูกสบู 2. หอ งเผาไหม และฝาสบู 3. กระบอกสบู 4. ทอ ทางไอดีและทอทางไอเสยี 5. หัวเทยี นหรือหัวฉดี สังเกตวา สวนประกอบทแ่ี ตกตา งกันชดั เจนคอื เครือ่ งยนต 4 จงั หวะจะมวี าลว ในขณะทเ่ี ครื่องยนต 2 จังหวะไมม ี แตจ ะมที อ ทางแทน ดังแสดงในรูปท่ี 2ฝาสบู หวั เทยี นกระบอกสบู หองเผาไหมทอไอเสยี ลกู สูบ ทอไอดี รปู ที่ 2 สวนประกอบหลักของเคร่ืองยนตแ กสโซลนี 2 จงั หวะ จงั หวะการทํางานของเคร่ืองยนต 2 จังหวะ จะมีจงั หวะการทํางานทไี่ มต า งจากเคร่ืองยนต 4 จังหวะ คอื มจี ังหวะ ดดู อดั ระเบดิ กาํ ลงั และคาย เชน กัน เพยี งแตใ นแตละชว งจังหวะนน้ั จะเกดิ ขึน้ พรอ ม กนั ดังน้ี จังหวะท่ี 1 ขณะทล่ี กู สบู เลอื่ นขน้ึ ดานบนหัวลูกสบู จะมีการอัดอากาศท่ีผสมนาํ้ มันเชอื้ เพลิงและ นา้ํ มันเครอ่ื งใหมีอณุ หภูมิทส่ี งู ขน้ึ ในขณะเดียวกัน ดา นลา งของลกู สูบจะทําการดดู เอาสว นผสมของ

ไอดี (อากาศ น้าํ มันเชอื้ เพลงิ และนาํ้ มันหลอล่นื ) เขามาเกบ็ ไวใ นหองเพลาขอ เหวยี่ ง (Crankcase)ดงั นัน้ ในจงั หวะน้ีจะมชี ว งของการ ดูด และอดั ไปพรอมกนั จงั หวะท่ี 2 ขณะที่ลกู สูบเคลื่อนทก่ี อนถงึ TDC หัวเทยี นจะจดุ ระเบดิ ใหเกดิ การเผาไหมใ นหอ งเผาไหม ซงึ่ จะไดเปน จงั หวะระเบดิ และกําลัง ลูกสบู จะถูกผลกั ใหเ คลอ่ื นท่ลี งจนกระท่ังดานบนของลูกสบู เปด ทอทางไอเสยี ไอเสยี จะไหลออกจากหองเผาไหมไปเอง เมือ่ ลูกสูบเลอื่ นลงมาจนกระทั่งกอ นถงึ BDC ลกู สูบจะเปด ทอ ทางไอดี ทําใหไ อดีไหลเขา ไปในหอ งเผาไหม และในขณะเดียวกนั กข็ ับไลไอเสียออกจากหอ งเผาไหมด วย จงั หวะน้ีเรยี กวา จังหวะ Scavenging สังเกตไดว าสาํ หรับเคร่อื งยนต 2 จังหวะนี้ ลกู สูบจะมีการเคล่ือนทข่ี นึ้ -ลงเพยี งแครอบเดียว(ขึ้น 1 คร้ัง และลง 1 ครัง้ ) ทาํ ใหไ ดจ งั หวะกาํ ลงั 1 คร้งั ซ่ึงจะมีจังหวะการทํางานท่เี ร็วกวาเคร่ืองยนต 4 จงั หวะ ทําใหร อบการทํางานของเครอ่ื งยนต 2 จงั หวะมคี วามเร็วรอบทสี่ ูงกวา3. การทํางานของเครอ่ื งยนตโ รตารี (Rotary Engine)เคร่ืองยนตโรตาร่ี มลี ักษณะการเผาไหมแ บบเดยี วกันเครื่องยนต 2 จังหวะ และ 4 จังหวะ คือมกี ารทาํ งานในชว ง ดดู อัด ระเบิด และ คาย เชน กนั แตว ามันมีความแตกตา งในรูปรางของลูกสบู ที่ใชดังแสดงในรูปท่ี 3 และเสอ้ื สูบดงั แสดงในรปู ที่ 4 รูปท่ี 3 ลูกสบู ของเครอ่ื งยนตโรตารแี ละสวนประกอบ

รปู ท่ี 4 เสอ้ื สูบของเครือ่ งยนตโรตารแ่ี ละสวนประกอบ รูปที่ 5 แสดงลักษณะของเครอื่ งยนตโรตารี

สําหรบั จงั หวะการทํางานของเครอ่ื งยนตโรตารี ในทน่ี ล้ี ูกสูบของเครอ่ื งยนตโ รตารีจะเริม่ ตน การทาํ งานทีจ่ ังหวะดดู โดยลกู สูบจะหมนุ ตามเข็มนาฬิกาไปเร่อื ยๆ จนกระทัง่ หมุนครบรอบสามารถอธบิ ายตามลาํ ดบั ดังน้ีทอ ไอดี จงั หวะดดู หัวเทยี นทอไอเสยี หองเผาไหม เสือ้ สบู ลูกสบูจงั หวะเรม่ิ ตน จะเริ่มดว ยจงั หวะดดู สว นผสมของไอดจี ะไหลเขามาตามทอ ไอดีเขา จนกระทงั่ลูกสบู หมนุ ปด ทอไอดี จะเรม่ิ เปน จงั หวะอดั เมอื่ ทอ ทางไอดถี กู ปด จะเรม่ิ ตน จังหวะอัด ซึ่งลกู สบู จะหมนุ ไป เรอื่ ยๆ จนกระท่งั ปรมิ าตรของ หองเผาไหมม ขี นาดเลก็ ลง และ อุณหภมู ิภายในมีคามากพอ หัว เทยี นจะจดุ ประกายไฟ ในจังหวะทห่ี วั เทียนจดุ ระเบดิ จะเกดิ การเผาไหมภายในหองเผาดูด ไหม หวั เทยี นจดุ ระเบดิ ในขณะเดยี วกนั กับหอ งเผาไหมท ่เี หลอื จะเปน จงั หวะดูด และคาย จังหวะคาย เมอ่ื ลูกสบู หมุนไป หอ ง ท่ีพ่งึ เกิดการเผาไหม เช้อื เพลิงกจ็ ะเขาสู จงั หวะกําลงั

จงั หวะสุดทายคอื จังหวะคาย หลังจากจงั หวะกาํ ลังดูด ระเบิด ลูกสูบจะหมนุ มาเปดทอ ไอเสยี ทาํ ใหเ กดิ การขบั ไล ไอเสยี ในขณะที่หอ งเผาไหมอ กี 2 หอ งเปน จงั หวะ ดูดและ ระเบิด สังเกตวา การหมุนครบ 1 รอบของเครื่องยนตโรตารนี น้ั จะใหจ งั หวะกําลงั ถงึ 3 ครง้ั ดังนั้นเครื่องยนตโรตารี จงึ สามารถใหกาํ ลงั กบั เคร่อื งยนตไ ดอยา งตอเนื่องมากกวา เครือ่ งยนต 4 จงั หวะและ เคร่อื งยนต 2 จงั หวะ