ความรู้เครื่องยนเบื้องต้น

เคร่ืองยนต์ สว่ นประกอบของเครือ่ งยนต์ เคร่ืองยนตท์ ีน่ ยิ มใชใ้ นรถยนตร์ ่นุ ใหมๆ่ หรือในยุคปัจจบุ ัน ไม่ว่าจะเป็นเคร่ืองยนตเ์ บนซนิ หรือดีเซล จะมี ส่วนประกอบหลักๆคล้ายคลึงหรอื วา่ ใกล้เคยี งกนั ซง่ึ แตกต่างจากยุค 3-40 ปที ่แี ล้ว อันเป็นยุคทเี่ ครอ่ื งยนตเ์ บนซิน และดีเซลจะมีสว่ นประกอบหลักท่แี ตกตา่ งกนั ค่อนข้างมาก ทัง้ นก้ี เ็ ปน็ ผลเนื่องมาจากวิวัฒนาการทางเทคโนโลยี คอมพวิ เตอรท์ ม่ี ีการพัฒนาไปอย่างรวดเร็ว และเข้ามามีบทบาทควบคมุ การทางานของเคร่ืองยนต์ไดอ้ ยา่ งละเอยี ด สามารถเลยี นแบบพฤติกรรมทางธรรมชาตไิ ดอ้ ย่างแนบเนยี น ขณะเดียวกันกย็ ังขจัดขอ้ ดอ้ ยบางอย่างท่ีมนุษยไ์ ม่ อาจทาได้เช่น ความรวดเรว็ ในการตรวจจับของเซนเซอรช์ นิดต่างๆ และการประมวลผลทีร่ วดเรว็ ทาให้เครอื่ งยนต์ ของรถยนต์รนุ่ ใหมๆ่ มีประสิทธิภาพสูงขนึ้ ขณะเดียวกันกย็ ังใชเ้ ช้ือเพลิงได้อย่างเต็มประสทิ ธิภาพอกี ด้วย สว่ นประกอบหลักๆของเครอื่ งยนตส์ มัยใหมไ่ ด้แก่ 1. กระบอกสบู และเสื้อสูบ เครอื่ งยนตข์ องรถยนตร์ ุ่นใหม่ๆ ยังคงมีรูปแบบของเครอ่ื งยนต์คล้ายคลึงกับเครือ่ งยนต์รนุ่ เก่าๆเป็นส่วน ใหญ่ นนั่ ก็คือ มักมกี ารออกแบบเสอื้ สูบในลักษณะจดั วางกระบอกสูบในแนวตั้งเปน็ แถวเรียงต่อกันอย่างท่ี เรยี กว่า In-line แล้วตอ่ ดว้ ยจานวนกระบอกสบู เชน่ 2-3-4-5-6-8 สบู เปน็ ต้น ยงิ่ จานวนกระบอกสบู ย่งิ มาก ก็ ช่วยใหเ้ คร่ืองยนต์ทางานไดร้ าบเรยี บมากยงิ่ ข้นึ เพราะในแตล่ ะรอบทเ่ี ครือ่ งยนต์ทางาน กจ็ ะมกี ารจุดระเบดิ ของ แตล่ ะกระบอกสูบถีย่ ่ิงขึน้ ในทางตรงข้าม ถา้ กระบอกสบู มีจานวนน้อย ความถ่ีในการจุดระเบดิ จะห่างกนั มาก กอ็ าจทาให้เครอ่ื งยนต์ทางานได้ไมร่ าบเรยี บเท่าทีค่ วร อยา่ งเชน่ เครือ่ งยนตแ์ ถวเรยี ง 2-3 สูบจะมีปัญหาเครอื่ งส่นั เปน็ ธรรมชาตขิ องมนั เอง อย่างไรกต็ าม เครอ่ื งยนตท์ ีม่ จี านวนกระบอกสบู ย่ิงมาก แม้จะทางานไดร้ าบเรยี บกวา่ แต่ก็ยิ่งเปน็ การเพ่มิ จานวนชน้ิ ส่วนของเครื่องยนต์มากขึน้ ตามไปดว้ ย และสร้างปัญหาใหมข่ นึ้ มาน่ันก็คอื ความยาวของเครื่องยนต์ท่ี เพม่ิ มากข้ึนตามจานวนกระบอกสบู และการควบคุมน้าหนกั ของเคร่ืองยนตไ์ มใ่ หม้ ากจนเกนิ ไป จึงตอ้ งหาทางใช้ โลหะหรือวสั ดุทีม่ ีนา้ หนกั เบามาผลิตเป็นชนิ้ สว่ นประกอบของเครอ่ื งยนตแ์ ทน อยา่ งเชน่ โลหะผสมจาพวกอลั ลอย ชนิดตา่ งๆ ซงึ่ กไ็ ดผ้ ลดี แต่ก็มตี น้ ทุนการผลติ ที่สูงกว่าเชน่ กัน

การจัดวางกระบอกสบู แบบตวั V เปน็ การพัฒนาเพ่ือลดข้อด้อยของเครอ่ื งยนตแ์ บบแถวเรยี ง ท่มี กั จะยาว และนา้ หนักมาก แต่เมอื่ มีการ ออกแบบจัดวางให้กระบอกสบู เปน็ รปู ตัว V แลว้ ขนาดของเครื่องยนต์กจ็ ะสั้นลงเกือบจะคร่ึงของเคร่ือง แถวเรียงท่มี กี ระบอกสบู จานวนเทา่ กนั เช่นเคร่อื ง V-6 จะสัน้ กว่าเคร่ืองยนต์ In-line 6 แถมยงั มีนา้ หนักทีเ่ บากวา่ เนอ่ื งจากสามารถใชข้ อ้ เหวย่ี งรว่ มกันได้ คอื ขอ้ เหวย่ี ง 1 ขอ้ จะใชก้ ับกระบอกสบู ได้ 2 ชุด เปน็ ต้น เคร่อื งยนต์ แบบ V จงึ นิยมใช้กบั เครื่องยนต์ทมี่ จี านวนกระบอกสบู มากๆ เชน่ 8-12 สูบ แต่ข้อด้อยของเครือ่ งยนต์ชนิดน้ีก็ คอื มกั จะมขี นาดกวา้ ง การจัดวางกระบอกสบู แบบ Boxer บางครง้ั ก็มชี ื่อเรียกท่แี ตกตา่ งกนั ไปอีกหลายชื่อเช่น เครอ่ื งยนต์แบบ Flat บา้ ง หรือ Opposed cylinders บ้าง ลักษณะของเคร่ืองยนตแ์ บบ Boxer จะคล้ายกับเอาเครอ่ื ง V มาผ่ากระบอกสบู 2 ซกี ใหแ้ ยกจากกัน แล้วจัด วางกระบอกสบู ทั้ง 2 ซกี วางนอนในแนวราบ โดยท่ยี งั คงใชข้ อ้ เหวี่ยงรว่ มกนั ขณะทเี่ ครื่องยนต์ทางาน การเคล่อื นท่ีของลูกสบู ในกระบอกสูบแต่ละฝงั่ จะคลา้ ยกับการปล่อยหมัดของนักมวยจึงเปน็ ท่มี าของคาวา่ ”Boxer” ข้อไดเ้ ปรียบของเครอ่ื งยนต์แบบ Boxer กค็ อื มจี ดุ ศูนยถ์ ่วงของนา้ หนักอยใู่ นระดับต่า ชว่ ยใหก้ ารออกแบบตวั ถงั ทาไดง้ า่ ยข้ึน และชว่ ยใหก้ ารทรงตวั ของรถโดยรวมดขี ึ้นด้วย นอกจากน้กี ารเคลอ่ื นท่ีของลกู สูบในลกั ษณะเหมือน การออกหมดั ของนักมวยในแตล่ ะฝง่ั ยงั เปน็ การหักล้างแรงสั่นสะเทอื นจากการจุดระเบิดในกระบอกสบู ไปในตวั จึงช่วยลดปัญหาการสนั่ สะเทือนของเครือ่ งยนต์ขณะทางานได้ดกี ว่าเครอ่ื ง In-line ทม่ี ีจานวนกระบอกสูบเทา่ ๆกนั แตเ่ ครอ่ื งยนต์แบบน้ีกม็ ีขอ้ ด้อยอยทู่ ี่ การสกึ หรอของกระบอกสบู หรือลูกสบู จะมมี ากในบรเิ วณส่วนล่าง อนั เปน็ ผลมาจากแรงโน้มถว่ งของโลก การจดั วางกระบอกสบู 2 แบบแรก เป็นทีน่ ยิ มสาหรับรถสว่ นใหญใ่ นปจั จุบัน ส่วนแบบทีส่ ามมีเพียงไมก่ ี่ย่หี ้อที่มีใช้อยู่ อย่างไรกต็ ามยงั มี รถยนตบ์ างยห่ี อ้ มีการออกแบบที่ใช้ความพยายามมากขน้ึ เพอื่ ใหเ้ ครอื่ งยนต์มขี นาดกะทดั รัดเช่น เคร่อื งยนตแ์ ถว เรยี ง 5 สูบ เคร่อื งยนต์แบบVองศาแคบในรถโฟลค์ หรือเคร่ืองยนตแ์ บบWทมี่ ลี ักษณะเป็นการนาเอาเครอ่ื ง V 2 เคร่ืองมาวางเรียงคู่กนั อย่างนเี้ ป็นต้น กถ็ ือว่าเปน็ เคร่อื งยนตท์ มี่ ลี กั ษณะแปลกไปกว่าท่มี ีใชก้ นั อยู่ทว่ั ไป เชน่ เดยี วกับเครอ่ื งยนต์แบบโรตารี่ หรอื ลูกสูบ 3 เหลย่ี มทางานในลกั ษณะหมนุ วนอยใู่ นกระบอกสูบทรง รใี นรถมาสดา้ กถ็ อื วา่ เป็นลกั ษณะเฉพาะตัวของรถยีห่ อ้ นน่ั ๆไป ถงึ แม้วา่ แบบฟอร์มในการจดั วางกระบอกสบู ของ เคร่ืองยนตใ์ นยุคปจั จบุ ัน ส่วนใหญ่ยงั คงคลา้ ยกับยคุ ก่อนๆ แตก่ ม็ กี ารพฒั นาปรับปรงุ ในสว่ นของวสั ดทุ ใี่ ช้ในการ ผลติ จะเนน้ การควบคมุ ไม่ใหม้ นี ้าหนักมากเกนิ ไป เชน่ การใช้เส้อื สูบที่เป็นโลหะอลั ลอยและมสี ่วนที่เป็นกระบอก สบู ทาดว้ ยเหลก็ หล่อซ้อนอยู่ข้างในเปน็ ตน้ แมก้ ระทั่งขนาดของเครอื่ งยนตก์ ท็ าไดก้ ะทัดรดั ดีข้นึ จากการพยายาม ออกแบบใหผ้ นังกระบอกสูบของแต่ละสบู บางลง หรอื ไม่ก็หล่อมาเป็นช้ินเดยี วกันทัง้ 4 สบู อยา่ งน้ีเปน็ ตน้ ขณะเดียวกนั กไ็ ด้มีการใช้เทคโนโลยีทางโลหะวทิ ยา และคุณสมบตั ิทางเคมใี นการหล่อล่ืน เพ่อื ลดการสกึ หรอจากการเสียดสีของชน้ิ ส่วนตา่ งๆให้นอ้ ยลง เพ่อื ลดภาระในการดแู ลรักษาหรอื ซ่อมแซม และยืดอายุการใชง้ าน ทย่ี าวนานมากขึน้ กว่าแต่ก่อนหลายเทา่ ตวั จะสงั เกตไดว้ ่าเครือ่ งยนต์ของรถยนตร์ ุ่นใหม่ๆท่มี ีอายกุ ารใช้งานหน่ึง แสนกิโลเมตร แทบจะไมต่ ้องมอี ะไรท่ีต้องซอ่ มบารงุ เป็นพิเศษ แตถ่ า้ เปน็ เครื่องยนต์รุ่นเก่าแลว้ เคร่อื งยนต์ท่ีผา่ น การใช้งานระดับแสนกิโลเมตร อาจจะตอ้ งมีการเปลย่ี นแหวนลกู สูบ หรอื บดวาล์วควบค่กู นั ไปด้วย

2. ลูกสูบ และแหวนลกู สบู ลกู สูบเป็นชน้ิ ส่วนหลักอยา่ งหนึ่งของเครื่องยนตท์ ่ีจะตอ้ งทางานในลักษณะทีถ่ กู เสียดสีกับกระบอกสบู ขณะเคลอ่ื นขนึ้ ลงนับหลายๆพันครงั้ ต่อนาที แถมยังตอ้ งทนกับแรงกระแทกกระท้นั อย่างรนุ แรงจากการระเบิดของ เชอ้ื เพลงิ ท่ถี กู เผาไหม้ ลาพงั เพยี งลกู สบู ที่เคล่ือนตวั ขนึ้ และลงในกระบอกสูบจะไมส่ ามารถกกั ก๊าซไอดที ่ถี ูกอดั ขณะลกู สบู เคลอื่ นข้ึนสูจ่ งั หวะอัดไมไ่ ด้ เพราะลกู สบู เป็นเพียงช้ินงานทรงกระบอกท่ีขยายตวั ได้ไม่มากนกั บริเวณ รอบๆหวั ลกู สูบจึงถกู ออกแบบใหม้ ีแหวนลูกสบู ทเ่ี ปน็ สปรงิ สามารถขยายตวั กนั การรัว่ ไหลของไอดีไดด้ ีกวา่ มาทา หน้าท่ีแทน นอกจากนน้ั ยังมีแหวนอกี ชดุ หน่งึ คอยทาหน้าทเ่ี ปน็ ตวั กวาดเอาฟลิ ์มนา้ มันหล่อล่ืนชโลมผนงั กระบอกสูบเพ่ือใหก้ ารหล่อลน่ื ระหวา่ งกระบอกสูบและลกู สูบตลอดการทางานของเคร่อื งยนต์ หากไมม่ ีแหวน ลกู สูบคอยทาหน้าท่ีในการหลอ่ ล่นื กระบอกสูบที่ดพี อ อาจทาให้เคร่อื งยนตส์ กึ หรอและพังเสียหายในชว่ั เวลาเพียง ไม่กวี่ ินาที 3. กา้ นสูบ เปน็ ชน้ิ ส่วนสาคัญอีกชิ้นหนึ่งในเคร่อื งยนต์ ทาหนา้ ทีเ่ ป็นตวั ถ่ายทอดพลังงานจากลกู สูบท่ถี ูกกระแทกให้ เคล่ือนทีล่ งอย่างรุนแรงจากการระเบิดที่ห้องเผาไหม้ แปรเปล่ียนทศิ ทางการเคลอื่ นท่จี ากแนวขึ้นและลงไปเปน็ การ หมนุ ของเพลาข้อเหวย่ี งรอบตัวเองอยา่ งไม่มีวันสนิ้ สุด เช่นเดยี วกบั การปั่นจักรยานของมนุษย์ดว้ ยการถบี ท่บี นั ได รถ ปลายบนและปลายลา่ งของก้านสูบจะมีลักษณะเป็นรเู พื่อใช้ “สลกั ลูกสบู ” รอ้ ยเข้ากบั ลูกสบู ท่ปี ลายบน

และปลายล่างกจ็ ะมี “ข้อเหวย่ี ง” รอ้ ยเอาไว้ แตก่ ารจะเอาข้อเหวย่ี งรอ้ ยเข้ากับปลายล่างของก้านสูบโดยตรงจะทา ไดเ้ ฉพาะเคร่ืองยนต์ที่มลี ูกสบู ไม่เกนิ 2 สูบ สว่ นขอ้ เหว่ียงของเครือ่ งยนตท์ ี่มกี ระบอกสูบมากกวา่ น้ันมกั จะหล่อมา เปน็ ช้ินเดยี วกันทงั้ เสน้ ปลายล่างของก้านสูบจงึ ถูกออกแบบใหผ้ ่าคร่ึงเป็นสองสว่ น แล้วนาไปประกอบเข้าด้วยกนั เพื่อใหป้ ลายล่างมลี กั ษณะเปน็ รูกลมเมื่อประกอบเข้ากบั ขอ้ เหว่ียงเรยี บร้อยแล้ว 4. ข้อเหวี่ยง ขอ้ เหวย่ี งเป็นชน้ิ ส่วนท่ที าหน้าทถี่ า่ ยทอดแรงบดิ จากแรงระเบดิ ทหี่ ้องเผาไหม้ของเครอ่ื งยนตใ์ หเ้ ปลย่ี น ทศิ ทางเป็นการหมนุ รอบตัว โดยมีกา้ นสบู เชอื่ มต่อระหวา่ งลูกสูบของแตล่ ะกระบอกสบู ผลัดกันทาหนา้ ทห่ี มนุ ขอ้ เหว่ยี งของแตล่ ะสบู เนอ่ื งจากเครอ่ื งยนตท์ ่มี กี ระบอกสูบหลายๆสูบจะถกู ออกแบบให้ขอ้ เหวีย่ งเชอื่ มตอ่ กนั ต้ังแต่ สบู ทีห่ นง่ึ จนถึงกระบอกสบู สดุ ท้ายมาเปน็ ชิ้นเดียวกนั จึงถูกรวมเรยี กวา่ ”เพลาขอ้ เหวีย่ ง” ถา้ เทยี บกบั จกั รยาน “ขอ้ เหวี่ยง” ก็เปรียบได้กับบันไดสาหรบั ถบี ใหจ้ านโซห่ มุนและ “เพลาขอ้ เหว่ียง” ก็คือแกนทเ่ี ป็นจดุ หมนุ ของจาน โซ่น่ันเองหนา้ ท่ีหลักของเพลาข้อเหว่ยี ง นอกจากจะถ่ายทอดกาลงั และแรงบิดจากลกู สบู ของเครอื่ งยนต์ไป ขับเคลอ่ื นตวั รถแลว้ ส่วนที่สาคัญอกี อยา่ งหน่ึงของเพลาข้อเหวี่ยงกค็ อื การกาหนดจังหวะการทางานของ เครอ่ื งยนตใ์ ห้เป็นไปตามวัฏจักรตง้ั แต่ 1-4 อยา่ งครบถ้วนและถกู ต้องตลอดเวลา อยา่ งเช่นกาหนดการเปดิ ปดิ ของ วาล์วไอดี-ไอเสยี ตาแหน่งของการจดุ ระเบิด หรอื จังหวะการจ่ายเชอ้ื เพลิง เป็นตน้

เครอ่ื งยนต์ เครอื่ งยนต์นบั เปน็ ส่วนประกอบสาคญั ท่ีทาให้รถยนต์มีความแตกตา่ งไปจากรถทีใ่ ช้แรงฉดุ ลาก หรือการ ขับเคลอ่ื นจากแรงภายนอก เครอื่ งยนต์จะเปน็ ตวั สรา้ งพลังงานท่ใี ชข้ ับเคลอื่ นตวั รถใหเ้ คล่ือนที่ไปดว้ ยตัวเองในยุค แรกๆของการพัฒนารถยนต์ ได้มกี ารคิดค้นหาแหล่งทจี่ ะทาใหร้ ถเคลอ่ื นทไี่ ด้เองอย่างหลากหลายชนิด ไม่วา่ จะ เป็นแรงลม พลงั ไอน้า พลงั งานไฟฟา้ ฯลฯ แตท่ ้ายทีส่ ดุ เม่ือเหน็ ว่าการนาเอาเครือ่ งยนต์แบบสนั ดาปภายในมาใช้ ในการขบั เคลื่อนรถ เปน็ วิธีท่ีมปี ัญหานอ้ ยทสี่ ดุ ตง้ั แตน่ ้นั มาจนถึงวันนีเ้ ป็นเวลากว่า 120 ปีทีไ่ ดม้ ีการใชเ้ ครื่องยนต์ สันดาปภายในควบคู่กบั รถยนต์มาตลอด และความหมายของคาว่ารถยนต์ยงั ครอบคลุมไปถงึ รถที่เคลือ่ นที่ด้วย พลงั งานอนื่ ๆ เชน่ รถไฟฟ้า หรือรถไฮบรดิ (Hybrid) ทีใ่ ชไ้ ด้ท้งั พลงั ไฟฟา้ และเครอ่ื งยนต์สนั ดาปภายในดว้ ย เคร่ืองยนตแ์ บบสนั ดาปภายในทีใ่ ช้กบั กับรถยนต์มาต้งั แต่ยุคแรกเร่มิ เม่ือ 120 กว่าปกี อ่ น กบั เคร่อื งยนต์ที่ใชก้ บั รถยนต์ ในยคุ ปจั จบุ นั ยังคงมโี ครงสรา้ งและหลกั การทางานทีแ่ ทบจะไมแ่ ตกต่างกนั ความแตกตา่ งระหวา่ ง เครอ่ื งยนตข์ องรถยนต์รุ่นเกา่ กับรุ่นปัจจุบนั อาจจะเรยี กไดว้ า่ มใี นสว่ นของรปู ทรงทีก่ ะทัดรัด และประสิทธิภาพ การทางานทส่ี งู ข้นึ นับร้อยเท่า ยกตวั อยา่ งเคร่ืองยนต์แบบสบู เด่ียวของรถยนตค์ ันแรกของโลก มคี วามจกุ ระบอก สบู 958 ซีซ.ี ให้กาลงั เทียบเทา่ กบั มา้ ประมาณ 0.8 ตวั เทยี บกาลงั ของเครื่องยนตก์ บั ความจุกระบอกสบู 1 ลิตร แลว้ จะมอี ย่ปู ระมาณไมถ่ ึง 1 แรงม้าตอ่ ลติ ร แต่เครือ่ งยนต์ของรถรุ่นท่ีจานา่ ยในท้องตลาดปัจจุบันจะเฉลยี่ อยูท่ ่ี ประมาณ 60 ไปจนถงึ 100 กวา่ แรงม้าต่อเครอื่ งยนตท์ ี่ทีความจุ 1 ลิตร และไมอ่ าจเทียบไดก้ บั เครอื่ งยนตข์ อง รถแขง่ ทีส่ ามารถผลติ แรงม้าออกมาได้มากเป็นหลายรอ้ ยแรงมา้ เมื่อเทยี บกับความจเุ ครอ่ื งยนต์ 1 ลิตรเท่ากนั นคี่ อื วิวัฒนาการของสิ่งท่เี กิดข้ึนในชว่ งร้อยกวา่ ปี เคร่ืองยนตแ์ บบสันดาปภายใน เครื่องยนตแ์ บบสนั ดาปภายในไดแ้ ก่ เครอ่ื งยนต์ทมี่ กี ารระเบดิ หรือเผาไหม้ส่วนผสมของเช้ือเพลงิ กบั อากาศเกดิ ข้ึนภายในเครอ่ื งยนต์ แรงระเบดิ จากการเผาไหมจ้ ะถูกเปล่ียนเป็นพลงั งานเพ่ือใช้ในการขับเคลอื่ นตัว รถ หลกั การทางานนอ้ี า่ นแล้วอาจจะเขา้ ใจยาก แต่ถ้าจะยกตวั อย่างใหเ้ ข้าใจง่ายข้นึ กต็ ้องบอกวา่ เม่อื เอาอากาศกับ นา้ มนั เชอ้ื เพลงิ ปอ้ นเข้าสู่เครอ่ื งยนต์ และให้มีกระบวนการจดุ ระเบดิ เกิดขึน้ ของส่วนผสมทง้ั สองชนดิ ภายใน กระบอกสบู เครอ่ื งยนตก์ จ็ ะทางานหรอื เกดิ การหมุนทีเ่ พลาขอ้ เหวี่ยงของเครอื่ งยนตไ์ ด้ แล้วเรากเ็ อาพลังงานจาก การหมนุ ของเครอ่ื งยนตน์ ีไ้ ปใช้ในการขบั เคลื่อนรถยนตอ์ ีกทหี นงึ่ ความแตกต่างจากเคร่ืองยนตส์ นั ดาปภายนอก เครอ่ื งยนตแ์ บบสนั ดาปภายใน จะมกี ระบวนการเผาไหมข้ องอากาศกับเชือ้ เพลิงเกิดขน้ึ ภายในเคร่อื งยนต์ เชน่ ในกระบอกสบู แตเ่ ครอื่ งยนต์สันดาปภายนอกถ้าโดยหลักการแล้วจะตอ้ งเปน็ การเผาไหมจ้ ากภายนอก เคร่อื งยนต์ แล้วจึงเอาความร้อนจากการเผาไหมท้ ี่ได้นนั้ ไปใชง้ านอีกต่อหนงึ่ ยกตวั อยา่ งง่ายๆกค็ ือเคร่ืองจักรไอ น้าทใ่ี ชใ้ นการขบั เคลอื่ นหัวจกั รรถไฟในอดีต ทอี่ าศัยการตม้ นา้ ให้รอ้ นดว้ ยเตาที่มเี ช้อื เพลงิ เป็นฟืน แล้วจึงนาเอา ไอนา้ ไปขับดันเครอ่ื งจักรไอน้าอกี ต่อหนงึ่ เมื่อเครื่องจักรไอน้าทางานจงึ สามารถขบั ดันใหล้ ้อของหัวรถจกั ร หมนุ ได้ และขบั เคลอ่ื นตัวรถไปไดใ้ นท่สี ดุ แต่กด็ ้วยประสทิ ธภิ าพทีต่ ่ามาก เพราะตอ้ งสญู เสียพลงั งานในการ ขบั เคล่อื นไปหลายขั้นตอนกวา่ จะถึงล้อรถ ความนยิ มจึงลดนอ้ ยลงไปจนแทบไม่เหลอื ใหเ้ หน็ ในปจั จุบนั

เครอื่ งยนตส์ นั ดาปภายในสามารถแบ่งได้หลายประเภทเช่น 1. แบง่ ตามโครงสร้างของเคร่ืองยนต์ อาจจะไดเ้ ปน็ เครื่องยนตแ์ บบลูกสบู ธรรมดา, ลกู สบู แบบสามเหลยี่ มหรือโรตาร่ี ฯลฯ 2. แบง่ ตามวฏั จกั รการทางาน ก็จะไดเ้ ปน็ เครอื่ งยนตแ์ บบ 2 จังหวะ หรอื 4 จงั หวะ 3. แบ่งตามชนิดเชือ้ เพลงิ ก็อาจจะไดเ้ ป็น เคร่ืองยนตเ์ บนซิน และดเี ซล เป็นตน้ เนอื่ งจากรถยนตท์ ผ่ี ลิตออกจาหนา่ ย และนยิ มใชง้ านกนั อยา่ งแพร่หลายเรียกว่าเกือบจะ 100 % เป็น เคร่ืองยนตส์ นั ดาปภายในแบบ 4 จังหวะ ทีใ่ ช้เช้ือเพลงิ นา้ มันเบนซินและดเี ซลเป็นหลกั และเกอื บจะร้อยละ 100 จะเป็นเคร่ืองยนตท์ มี่ ีลกู สูบวิ่งขนึ้ ลงในกระบอกสบู ทีเ่ รยี กว่า Reciprocating engine และมเี พียงเลก็ นอ้ ยไม่ก่ี เปอร์เซนตท์ ่ใี ช้เครอื่ งยนต์แบบลูกสูบหมนุ หรอื ว่าRotary engineดังน้ันในบทความทจ่ี ะอา้ งถึงเครอื่ งยนตส์ าหรบั รถยนต์ต่อไปน้ี ถา้ ไมม่ กี ารจาเพาะเจาะจงใดๆเป็นพิเศษ จะหมายถึงเครือ่ งยนต์แบบลูกสบู หรอื Reciprocating ที่ ทางานเป็นแบบ 4 จังหวะเปน็ หลกั เคร่ืองยนต์แบบ 2 จงั หวะ และ 4 จงั หวะ เพื่อเป็นการเปรียบเทียบใหเ้ หน็ ถึงความแตกต่างของเคร่ืองยนตท์ น่ี ยิ มใช้ในปัจจบุ ัน จะขอเปรยี บเทียบ เพ่ิมเตมิ ในระบบการทางานระหวา่ งเครอื่ งยนตแ์ บบ 2 จังหวะและ 4 จงั หวะเคร่อื งยนตท์ ัง้ 2 และ 4 จงั หวะ ถา้ ดู จากภายนอกอาจจะไม่เหน็ ความแตกต่างของโครงสรา้ งและส่วนประกอบของเคร่อื งยนต์มากนัก แตถ่ ้าศึกษาลึก ลงไปภายในจะพบว่า มีชน้ิ สว่ นประกอบหลายชิ้นท่ีมคี วามแตกตา่ งๆกัน เคร่ืองยนต์ 2 จงั หวะจะมีสว่ นประกอบ หลกั ๆคือ กระบอกสูบ ลูกสูบ แหวนลูกสบู ก้านสบู เพลาขอ้ เหวี่ยง วาล์วอาจจะมีให้เหน็ เป็นแบบโรตารีว่ าล์วที่ หมนุ ตามข้อเหว่ียง Reed valve ทอี่ าศยั แรงดดู ของลกู สบู หรอื อาศยั ลกู สบู ทาหนา้ ทเี่ ปน็ วาลว์ ในตัวกเ็ ป็นได้ สว่ นเคร่ืองยนต์ 4 จังหวะ จะมีสว่ นประกอบของเคร่ืองยนต์ทคี่ ลา้ ยกบั เครือ่ งยนต์ 2 จังหวะ แตจ่ ะมคี วามแตกตา่ ง ในสว่ นทีเ่ ปน็ วาลว์ หรือลิ้นควบคมุ การนาเข้าไอดี หรือคายไอเสียให้เห็นอยา่ งชดั เจน เคร่อื งยนต์ 2 จังหวะ เม่ือเริม่ ทางาน

1. ไอดีจะถกู ดูดเขา้ สหู่ อ้ งเผาไหม้ในจังหวะท่ลี กู สบู เคลื่อนตัวลงจากจุดสูงสุด ห้องข้อเหวีย่ งของ เครือ่ งยนต์ 2 จงั หวะจะถูกออกแบบให้ทาหนา้ ที่เป็นห้องกกั เกบ็ ไอดไี ปในตัว เม่อื ลูกสูบเลอื่ นลงจากจดุ ศนู ย์ ตามบนก็จะเป็นการ”ไล่”ไอดใี นห้องขอ้ เหวี่ยงให้เขา้ ไปในกระบอกสูบ ผ่านทางช่องพอรต์ (Scavenging port) ท่อี ยรู่ อบๆผนังกระบอกสบู 2. เมอ่ื ลูกสูบเคลอื่ นตัวกลบั ข้นึ จากตาแหน่งล่างสุดอีกครัง้ ก็จะเป็นการบีบอดั ไอดใี หม้ ปี ริมาตรเล็กลง เหลือเพียง 1 ใน 6-8 ของปรมิ าตรเดิมเมือ่ ลูกสูบเคล่อื นขนึ้ ไปอย่ตู าแหน่งศูนยต์ ายบน เมอื่ มีการจุดระเบดิ เพ่ือเผา ไหม้ไอดี แรงระเบิดจะขบั ดันใหล้ กู สบู เคลื่อนตัวลงไปสจู ุดตา่ สดุ อีกคร้งั หนง่ึ ในจงั หวะนีไ้ อดีใหม่จะถูกไลจ่ าก ห้องข้อเหวี่ยงเข้าสู่กระบอกสูบเหมือนกบั จงั หวะท่ี 1 ขณะเดยี วกนั ก็ยังทาหน้าที่ “ไล”่ ไอเสียทเี่ กิดจากการเผา ไหม้ในจงั หวะท่ี 1 ออกไปดว้ ย การทางานของเครอ่ื งยนต์ 2 จังหวะจะอดั ไอดเี พ่อื จดุ ระเบิดเม่อื ลกู สบู เคลอื่ นขึ้น และมกี ารดูดเอาไอดีเข้ามาเผาไหมแ้ ละไลไ่ อเสียออกไปเม่ือลูกสบู เคลื่อนลงในทุกรอบการหมุนของเครอ่ื งยนต์ ดังนนั้ จงึ มไี อดีสว่ นหน่ึงอาจผสมปะปนกบั ไอเสยี ท่ียงั ไหลออกไม่หมด และตกคา้ งอยูใ่ นกระบอกสบู หรือไม่ก็ มไี อดีบางสว่ นเลด็ ลอดปะปนกับไอเสียทถ่ี กู ไลอ่ อกไป ทง้ั นีแ้ ละทั้งนั้นก็ขึน้ อยูก่ บั การออกแบบและชนิดของ วาลว์ ทีท่ าหน้าทกี่ ักเกบ็ ไอดีท่อี ยู่ในหอ้ งขอ้ เหวยี่ งและการออกแบบ Scavenging port ไปจนถงึ การคานวณความ ยาวของท่อไอเสยี จงึ จะทาใหเ้ ครอ่ื งยนต์ 2 จงั หวะทางานได้ประสทิ ธิภาพสูงสดุ ท่รี อบใดรอบหน่งึ ได้ ขอ้ ดอ้ ย อกี ประการหนึ่งของเครอื่ งยนต์ 2 จังหวะก็คือ จะส้นิ เปลืองเชอื้ เพลิงสงู กว่าเครอื่ งยนตแ์ บบ 4 จงั หวะเมอ่ื เทยี บ กับขนาดความจขุ องเครอ่ื งยนต์ เครือ่ งยนต์ 4 จงั หวะ จะมกี ารแบ่งแยกการทางานท่ีชดั เจนในแต่ละจังหวะ

1. เม่อื เรม่ิ ตน้ การทางานในจังหวะท่ีลกู สบู เคลื่อนลงจากตาแหนง่ ศูนย์ตายบน วาลว์ ไอดจี ะถูกเปิดออก เพอื่ ใหไ้ อดีไหลเขา้ สู่กระบอกสูบอยา่ งเต็มทีจ่ นกระท่ังลูกสูบเคลอ่ื นตวั ลงไปถึงจดุ ลา่ งสุดหรอื ศนู ยต์ ายลา่ ง 2. เมื่อลกู สบู เคลือ่ นตวั ขึ้นส่ตู าแหนง่ ศนู ย์ตายบนอกี คร้งั วาลว์ ไอดจี ะถูกปดิ พรอ้ มกบั วาล์วไอเสีย ทาให้ ไอดีในกระบอกสบู ถูกอัดจนมปี รมิ าตรเลก็ ลงเหลือ 1 ใน 8-10 ของปริมาตรเดิมและอณุ หภมู ิเพิ่มขนึ้ จนพร้อมท่ี จะถูกจดุ ระเบดิ 3. เม่อื มกี ารจดุ ระเบดิ ของไอดีในหอ้ งเผาไหม้ แรงระเบดิ จะขับดนั ให้ลกู สบู เคลื่อนทล่ี งด้านลา่ งอยา่ ง รนุ แรง ทาให้เครื่องยนต์เกดิ กาลังในการทางานข้นึ มา 4. เมื่อลกู สบู เคลื่อนตัวลงไปจนสุดและเคลอ่ื นตวั กลับข้ึนไปใหม่ วาล์วไอเสียจะเปดิ ออกเพื่อระบายไอ เสียออกไปทางทอ่ ไอเสีย และจะปดิ อีกครงั้ เมื่อลกู สบู เคลอื่ นขึน้ ไปอย่ตู าแหน่งสงู สดุ ส่วนวาล์วไอดกี พ็ รอ้ มจะเปดิ เมอ่ื ลกู สูบเคล่อื นลงจากจดุ สงู สุดอีกคร้งั เพ่ือดดู รบั ไอดเี ข้ามาใหม่ ทง้ั หมดนีค้ ือวัฏจกั รการทางานของเครื่องยนต์ 4 จงั หวะ ท่มี กี ารจัดการกบั ไอดี และไอเสียแยกจากกันทีละขัน้ ตอน ทาใหป้ ระสิทธภิ าพในการประจุไอดี หรอื คาย ไอเสียทาได้เตม็ ที่ ลดการสญู เสยี ในเรือ่ งของเชอื้ เพลิงลงไดม้ าก จึงเป็นขอ้ ได้เปรียบของเคร่ืองยนต์ 4 จังหวะที่ เหนอื กวา่ เครือ่ งยนต์ 2 จงั หวะทที่ าได้ประหยัดกวา่ บทสรุป เคร่อื งยนต์นับเป็นส่วนประกอบสาคญั ทีท่ าให้รถยนต์มคี วามแตกต่างไปจากรถท่ใี ช้แรงฉดุ ลาก หรอื การ ขับเคลื่อนจากแรงภายนอก เครือ่ งยนตจ์ ะเป็นตัวสร้างพลงั งานทใี่ ช้ขบั เคล่ือนตวั รถให้เคล่อื นท่ไี ปดว้ ยตวั เอง เครอื่ งยนต์ ทาหน้าที่ เปลีย่ นพลงั งานความรอ้ นเปน็ พลงั งานกล มลี กั ษณะการเผาไหม้ภายนอกเป็น การเผาไหมจ้ ากภายนอกเครื่องยนต์ แล้วจึงเอาความร้อนจากการเผาไหมท้ ไ่ี ด้น้นั ไปใช้งานอกี ตอ่ หนึง่ ยกตวั อย่างงา่ ย ๆ กค็ อื เครื่องจกั รไอนา้ ทีใ่ ช้ในการขบั เคลอ่ื นหัวจกั รรถไฟในอดีต ท่อี าศัยการตม้ นา้ ให้รอ้ นด้วย เตาทมี่ เี ชือ้ เพลงิ เป็นฟนื แลว้ จงึ นาเอาไอน้าไปขับดนั เครื่องจักรไอนา้ อกี ต่อหนึง่ เมื่อเครอื่ งจกั รไอน้าทางาน จึงสามารถขบั ดันให้ลอ้ ของหวั รถจกั รหมนุ ได้ และขับเคล่อื นตวั รถไปได้ในที่สุด และการเผาไหมภ้ ายใน คอื เครือ่ งยนต์ทีม่ กี ารระเบิดหรือเผาไหมส้ ่วนผสมของเชอื้ เพลิงกับอากาศเกิดข้ึนภายในเคร่อื งยนต์ แรงระเบดิ จาก การเผาไหม้จะถกู เปล่ียนเป็นพลงั งานเพือ่ ใช้ในการขบั เคลือ่ นตวั รถ เครือ่ งยนต์สนั ดาปภายในสามารถแบ่งไดห้ ลายประเภทเชน่ 1. แบ่งตามโครงสรา้ งของเครอ่ื งยนต์ อาจจะได้เปน็ เครอ่ื งยนตแ์ บบลกู สูบธรรมดา, ลกู สูบแบบสามเหลยี่ มหรือโรตารี่ ฯลฯ 2. แบง่ ตามวฏั จกั รการทางาน ก็จะได้เปน็ เครอื่ งยนตแ์ บบ 2 จงั หวะ หรือ 4 จังหวะ 3. แบง่ ตามชนดิ เชอ้ื เพลิง ก็อาจจะได้เป็น เครอ่ื งยนตเ์ บนซิน และดีเซล เป็นตน้ ส่วนประกอบหลักๆของเครอื่ งยนตไ์ ดแ้ ก่ 1. กระบอกสบู และเสื้อสูบ 2. ลกู สูบ และแหวนลูกสูบ 3. กา้ นสูบ 4. ข้อเหว่ียง

จัดทาโดย นายกฤษณะพนั ธ์ุ พลายบวั ครูสาขางานยานยนต์ อา้ งอิง เครอ่ื งยนต์ (ออนไลน)์ . (2552) . สบื คน้ จาก : http://www.kautosmilesclub.com/site/car-knowledge- engine- parts.php ( 9 มนี าคม 2554 )