ใบเนื้อหาวิชาคณิตศาสตร์ยานยนต์ หน่วยที่-2 เรื่องปริมาตรกระบอกสูบ

หัวข้อ / งาน ใบเนอื้ หา หนา้ ที่ 2/1 วัตถปุ ระสงค์ (Information Sheet) เรอ่ื งปรมิ าตรกระบอกสบู คำจดั กัดความของลูกสูบ 2.1 ปริมาตรการดูด หมายถงึ ปริมาตรทเ่ี ครื่องยนตส์ ามารถดดู ได้ซ่งึ ปริมาตรนี้ อยูร่ ะหว่างจุดศูนยต์ ายบน กบั จุดศูนยต์ ายล่างของกระบอกสูบ รูปท่ี 2.1 กระบอกสบู ตวั อยา่ ง ปริมาตรท่เี ห็นไดช้ ดั เจน เชน่ ปริมาตรของนำ้ ทอ่ี ยูใ่ นแกว้ หรือ ปรมิ าตรของนำ้ ในสระน้ำ ซึ่งในการ หาปริมาตรสามารถหาไดโ้ ดย ปรมิ าตร = พื้นทีห่ นา้ ตัด x ความสงู V = AX L ตวั อยา่ งการคำนวณหาปริมาตรในภาชนะ 20 cm ปริมาตร = พื้นท่ีหน้าตดั x ความสูง 15cm V = A x L = 15 cm x 20 cm x 10 cm 10 cm ปริมาตรของนำ้ = 3000 cm3 รปู ที่ 2.2 ปริมาตร

หวั ขอ้ / งาน ใบเน้ือหา หนา้ ที่ 2/2 วัตถปุ ระสงค์ (Information Sheet) เร่อื งปรมิ าตรกระบอกสบู คำจดั กดั ความของลูกสบู ตวั อยา่ งปริมาตรของนำ้ ที่อยู่ในแกว้ ปริมาตร = พ้ืนทหี่ น้าตัด x ความสงู d= 10 cm พื้นทห่ี น้าตัดเปน็ รูปวงกลม L= 7 cm สูตรทีใ่ ช้ A = π d2 4 = 3.14 x 10 cm x 10 cm 4 d= 10 cm = 78.5 cm2 V =AxL = 78.5 cm2 x 7 cm ปริมาตรของแกว้ น้ำ = 549.5 cm3 รูปที่ 2.3 ปรมิ าตรทรงกระบอก 2.2 คำจดั กัดความและสว่ นประกอบของลกู สูบ ในการคำนวณเก่ยี วกบั การหาปรมิ าตรหรอื ขนาดของเครอ่ื งยนต์ โดยทว่ั ไปจะนยิ มบอกขนาดของ เคร่ืองยนตเ์ ป็นความจุ เช่น เครอ่ื งยนตข์ นาด 1600 ซซี ี , 2000 ซีซี เป็นต้น นั่นก็คอื ปริมาตรของกระบอกสบู ดงั นน้ั ในการคำนวณกาปรมิ าณกระกอบสบู จะตอ้ งเช้าใจความหมายและคำจำกัดความของศัพทต์ ่างๆ ดังนี้

หวั ขอ้ / งาน ใบเน้ือหา หน้าที่ 2/3 วัตถปุ ระสงค์ (Information Sheet) เรื่องปรมิ าตรกระบอกสูบ คำจดั กัดความและสว่ นประกอบของลกู สบู รปู ที่ 2.4 สว่ นประกอบของกระบอกสบู ศพั ทค์ วรจำ - Bore คอื เส้นผา่ นศูนย์กลางของกระบอกสูบ ( D ) = mm - Stroke คอื ระยะชกั เปน็ ระยะทางระหวา่ งจุดศนู ย์ตายบนกบั จดุ ศูนย์ตายลา่ ง ( L)= mm - Swept Volume หรอื Displacement Volume คือ ปรมิ าตรของกระบอกสบู ระหวา่ ง จุด ศนู ยต์ ายบนกบั จดุ ศูนยต์ ายลา่ ง หรอื เรยี กวา่ ปรมิ าตรการดูด ( Vs) = mm3 - Clearance Volume คือปรมิ าตรการเผาไหม้ หรือ เรยี กว่าปรมิ าตรอัด (Vc) =mm3 - Combustion Ratio คือ อตั ราการอดั (Cr) -Top Dead Center คือ จุดศนู ยต์ ายบน ( T.D.C) - Bottom Dead Center คือ จุดศนู ยต์ ายล่าง ( B.D.C) - Radian Crank คอื รัศมเี พลาขอ้ เหว่ยี ง = L/2

หวั ข้อ / งาน ใบเน้ือหา หน้าท่ี 2/4 วัตถปุ ระสงค์ (Information Sheet) เร่อื งปริมาตรกระบอกสบู คำจดั กัดความและสว่ นประกอบของลกู สูบ ตวั อยา่ งที่ 2.3 เครอื่ งยนตเ์ ครอื่ งหน่ึงมีขนาดเสน้ ผา่ ศนู ย์กลางกระบอกสูบ (bore) 70 mm. จงหา พ้ืนทห่ี นา้ ตัดกระบอกสูบของเครือ่ งยนตเ์ ครอื่ งน้ี กระบอกสูบมีขนาดเส้นผา่ ศนู ย์กลาง (d) 70 mm. d= 70mm. พื้นท่หี นา้ ตดั กระบอกสบู A = π d2 4 = 3.14 x 70mm. x70mm. 4 รปู ที่ 2.5 พ้นื ทหี่ นา้ ตดั = 38.46 mm2 กระบอกสบู มีพน้ื ท่ีหน้าตดั เทา่ กับ 38.46 ตารางมลิ เิ มตร (mm2 ) 2.3 ปรมิ าตรกระบอกสบู 1. ปรมิ าตรดูด (Swept Volume) ปริมาตรดูด ( VS หรอื Vd) ซงึ่ เปน็ ปริมาตรทอ่ี ยู่ระหวา่ ง T.D.C – B.D.C หรือระยะชกั (L) ปริมาตรดูดเรยี กอกี อยา่ งหนึง่ ว่า ขนาดความจุเครอ่ื งยนต์ นิยมบอกหน่วยเป็น ซีซ.ี ( cc. หรอื cm3 ) เช่น เครอ่ื งยนต์ 4 สูบ มขี นาดความจุ 1,600 cc. หมายถึง เครื่องยนต์ทีม่ ขี นาดความจหุ รือมีปรมิ าตรดดู รวมท้งั 4 สบู เทา่ กบั 1,600 cc. สามารถคำนวณหาขนาดปริมาตรดดู ได้ คือ ปรมิ าตรดดู มคี า่ เทา่ กบั พ้ืนท่หี นา้ ตัดกระบอกสูบ คูณดว้ ยความสงู ของระยะชกั ดังนัน้ สมการท่ไี ด้ กำหนดให้ Vs = ปริมาตรการดดู VS L VS = A x L x K A = พื้นทห่ี น้าตดั กระบอกสูบ VS = π d2 x L x K d = เสน้ ผ่าศนู ย์กลางกระบอกสูบ 4 L = ระยะชัก รูปที่ 2.6 ปรมิ าตร K = จำนวนลูกสูบ

หัวข้อ / งาน ใบเนอ้ื หา หน้าท่ี 2/5 วตั ถุประสงค์ (Information Sheet) เรอ่ื งปริมาตรกระบอกสูบ ปริมาตรอัด 2. ปริมาตรอดั (Combustion Volume ) ปริมาตรอดั ( Vc) คอื ปริมาตรที่อยูร่ ะหวา่ งศูนยต์ ายบนของกระบอกสูบ (T.D.C) จนถงึ ผนงั ด้านบนของฝาสบู หรือเรยี กวา่ หอ้ งเผาไหม้ ดังนั้นเราสามารถคำนวณได้ดังน้ี d Vc = AxCxK VC C = π d2 x C x K รปู ท่ี 2.7 ปริมาตรอดั Vc 4 กำหนดให้ Vc = ปรมิ าตรอัด A = พืน้ ทีห่ นา้ ตัดกระบอกสูบ d = เส้นผ่าศนู ยก์ ลางกระบอกสูบ C = ระยะความสงู ห้องเผาไหม้ K = จำนวนลูกสบู

หวั ข้อ / งาน ใบเน้ือหา หนา้ ท่ี 2/6 วัตถปุ ระสงค์ (Information Sheet) เรื่องปริมาตรกระบอกสูบ ปริมาตรกระบอกสูบ 3.ปริมาตรกระบอกสบู รวม (Total Volume) ปริมาตรกระบอกสบู (Vt) คือ ปริมาตรรวมท้งั หมดของกระบอกสบู เป็นปรมิ าตรทอี่ ยู่ ระหวา่ ง B.D.C ถึงผนงั ดา้ นบนของฝาสบู เรียกว่า ปริมาตรกระบอกสบู รวม ดังนั้นสามารถคำนวณหาปริมาตร รวมของกระบอกสูบได้ ดังสมการน้ี Vc = + Vc Vs Vs รูปท่ี 2.8 ปรมิ าตรกระบอกสบู Vt = Vs + Vc กำหนดให้ Vt = ปรมิ าตรรวมของกระบอกสูบ Vs = ปรมิ าตรดดู Vc = ปรมิ าตรอัด

หัวข้อ / งาน ใบเนื้อหา หนา้ ท่ี 2/7 วตั ถปุ ระสงค์ (Information Sheet) เร่อื งปรมิ าตรกระบอกสบู ปริมาตรกระบอกสูบ ตัวอย่างท่ี 2.4 รถยนต์ NISSAN NV ใชเ้ คร่อื งยนต์ 4 สูบ 4 จังหวะ มขี นาด bore x stroke = 76 x 88 mm ตามลำดับ จงหาความจเุ ครื่องยนต์ (หน่วย เปน็ cc.) กำหนดให้ d= 7.6 cm L = 8.8 cm K = 4 สูบ พน้ื ท่หี นา้ ตดั กระบอกสูบ A = π d2 4 = 3.14 x 7.6 cm x7.6 cm 4 = 45.34 cm2 ปรมิ าตรดดู ( Vs) =AxLxK = 45.34 cm2 x 8.8 cm x 4 สูบ เพราะฉะนน้ั ขนาดความจุเครอื่ งยนต์ = 1,596 cc. (cm3 ) ตวั อย่างที่ 2.5 เครอ่ื งยนต์ 4 สบู 4 จงั หวะเครื่องหนง่ึ มขี นาด bore x stroke = 80 x 82 mm ตามลำดับ และถ้าห้องเผาไหมข้ องเครอ่ื งยนตน์ ส้ี ูง 15 mm จงหา 1.ปรมิ าตรดดู ของเคร่ืองยนต์ (หนว่ ยเป็น cc.) 2.ปรมิ าตรอัดหรอื ปรมิ าตรหอ้ งเผาไหม้ 3.ปริมาตรกระบอกสบู ทง้ั หมด กำหนดให้ d= 8cm L= 8.2 cm K= 4 สูบ C= 1.5 cm พน้ื ท่ีหน้าตัดกระบอกสูบ A = π d2 4 = 3.14 x 8 cm x 8 cm 4 = 50.24 cm2

หวั ข้อ / งาน ใบเนอื้ หา หน้าท่ี 2/8 วตั ถุประสงค์ (Information Sheet) เรอ่ื งปริมาตรกระบอกสูบ ปรมิ าตรกระบอกสูบ 1.ปริมาตรดูดเครอื่ งยนต์ (หนว่ ยเป็น cc.) ปรมิ าตรดดู VS = A x L x K = 50.24 cm2 x 8.2 cm x 4 สบู เพราะฉะน้ันขนาดความจเุ ครอื่ งยนต์ = 1,647.87 cc. (cm3 ) 2.ปริมาตรอัดหรอื ปริมาตรหอ้ งเผาไหม้ ปริมาตรอัด Vc = A x C x K = 50.24 cm2 x 1.5 cm x 4 สูบ เพราะฉะน้นั ขนาดหอ้ งเผาไหม้ = 301.44 cc. (cm3 ) 3.ปริมาตรกระบอกสูบทัง้ หมด Vt = Vs + Vc = 1,647.87 cc. + 301.44 cc. เพราะฉะนั้นขนาดปริมาตรกระบอกสูบรวม= 1,949.31 cc.