หน่วยที่ 1

วชิ างานเคร่ืองยนต์ แก๊สโซลนี รองศาสตราจารย์ อาพล ซ่ือตรง



ค ว า ม รู้ คื อ อา น า จสานักพมิ พ์ศูนย์ส่งเสริมวชิ าการ PowerPoint โดย อาจารย์จิต สุภาไชยกจิ

งานเครื่องยนต์แก๊สโซลีน หน่วยที่ 1การศึกษาวัฏจักรและความปลอดภัย ในการทางาน

วัฏจักรการทางานและความปลอดภัยในการทางาน ผลการเรียนรู้ทค่ี าดหวัง 1. อธิบายวฏั จักรการทางานและสมรรถนะเครื่องยนต์ได้ 2. แนะนาคุณลกั ษณะลูกสูบและผลกระทบจากความร้อนได้ 3. อธิบายการทางานของเพลาสมดุลลดการสั่นสะเทอื นเคร่ืองยนต์ได้ 4. เพอ่ื ให้มกี จิ นิสัยในการทางานด้วยความเป็ นระเบยี บเรียบร้อย ประณตี รอบคอบ และตระหนักถงึ ความปลอดภัย

กลไกการเคลื่อนท่ีช้ินส่วนเครื่องยนต์แรงลกู สูบทางตรง เพลาข้อเหวย่ี งหมุนหมุนเพลาข้อเหวย่ี ง ดนั ลกู สูบขนึ้ บนกลไกการเคลอื่ นทขี่ องเครื่องยนต์ (ENGINE MOTION)

ความร้อนจากการทางานของเครื่องยนต์ความเร็วไอดี 360 ม./วนิ าที ลนิ้ ไอดี 400 o ซ. ไฟจุดระเบิด 20,000 โวลต์ แก๊สเผาไหม้ร้อน 2,500o ซ.ลนิ้ ไอเสียร้อน 800o ซ.ไอเสียร้อน 1,000o ซ.

การทางานเคร่ืองยนต์ 4 จังหวะลนิ้ ไอดี ลนิ้ ไอเสีย จงั หวะดูด จงั หวะอดั จงั หวะงานจงั หวะคาย

พกิ ัดขนาดห้องเผาไหม้ ห้องอดั นา้ หนักต่อกาลงั และกาลงั ต่อปริมาตรระยะ ัชก นา้ หนัก กาลงั ต่อ ระยะชัก ประเภทเครื่องยนต์ กาลงั ต่อ ปริมาตร (kg/kW) (kW/ลติ ร) เคร่ืองจกั รยานยนต์ 3.5-1.0 20-60 เครื่องเบนซินรถน่ัง 3.0-1.0 30-50 ขนาด ขนาด เคร่ืองเบนซินรถบรรทุก 3.5-1.5 20-30 เคร่ืองโรตาร่ี 1.0-0.5 35-45 เคร่ืองดเี ซลรถน่ัง 3.5-3.0 20-25 เคร่ืองดเี ซลรถบรรทุก 5.0-3.0 20-25 เคร่ืองกงั หันแก๊ส 0.5-0.2 -

การกาหนดกาลังเครื่องยนต์กาลังเค ื่รองยน ์ตกาลงั เครื่องยนต์ ประเภทการกาหนดกาลงั เครื่องยนต์ ิ้สนเปลืองน้ามัน แรงบิด แรงบิด  มาตรฐาน DIN มหี น่วยเป็ น PS ทดสอบ สิ้นเปลอื งนา้ มนั ความเร็วรอบเหมาะใช้งาน เหมอื นสภาพใช้งานจริง คอื ใส่หม้อกรองความเร็วรอบเคร่ืองยนต์ (รอบ/นาท)ี อากาศ หม้อพกั ไอเสีย พดั ลมป๊ัมนา้ อลั เตอร์เนเตอร์  มาตรฐาน SAE มหี น่วยเป็ น HP สูงกว่า มาตรฐาน DIN 10-25% ทดสอบโดยไม่ใส่ หม้อกรองอากาศ หม้อพกั ไอเสีย พดั ลมป๊ัม นา้ และอลั เตอร์ - เนเตอร์  มาตรฐาน ISO ทดสอบเหมอื นมาตรฐาน DIN มหี น่วยเป็ น kw  แรงบดิ หรือทอร์ก คอื แรงทท่ี าให้วตั ถุหมุน  การสิ้นเปลอื งนา้ มนั หมายถึงการสิ้นเปลอื ง นา้ มนั เชื้อเพลงิ ทตี่ รวจวดั โดยแท่นทดสอบ เครื่องยนต์ ใช้นา้ มนั เชื้อเพลงิ ไปกก่ี รัมด้วย ภาระเครื่องยนต์คงที่ 1 kw ใน 1 ชั่วโมง มี หน่วยเป็ น g/kwh

คณุ ลักษณะลกู สบู ลูกสูบเสริมแผ่นเหลก็ลูกสูบแบบเจาะรูทท่ี ้องร่องแหวนอดั ร่องแหวนอดั ตวั บน ร่องแหวนนา้ มนัเจาะหลายรูให้นา้ มนั เคร่ืองไหลกลบั ลูกสูบแบบผ่า ร(S่อlงitแTหyวpนeนPา้ iมstนั on) ร่องนา้ มนั เคร่ืองไหลกลบั ลูกสูบแบบเจาะรูที่ รูนา้ มนั เครื่องไหลกลบั ท้องร่องแหวน นา้ มนั (Thermal Flow Type Piston)

อุณหภมู กิ ารทางานลกู สบู ลูกสูบเคร่ืองยนต์เบนซินลูกสูบเครื่องยนต์ดเี ซล 400oซ.ใช้ห้องเผาไหม้แบบ 2 ช้ัน 300oซ. หล่อเยน็ ด้วยนา้ใช้ห้องเผาไหม้แบบพาวน หล่อเยน็ ด้วยอากาศใช้ห้องเผาไหม้แบบเปิ ด 200oซ.300ซ. 200oซ. 100oซ. อุณหภูมิการทางาน 100oซ. 200oซ. 300oซ.

รปู ทรงลกู สบู และระยะห่างหล่อล่ืน1. ลูกสูบเยน็ เรียว 2. ลูกสูบร้อนไม่เรียว 3. ระยะห่างหล่อลนื่ ลูกสูบ (Cold Piston) (Hot Piston) (Piton Clearance) กระบอกสูบ ลูกสูบ

รปู ทรงลกู สบู เป็ นวงรี1. ขนาด  A เลก็ กว่า  B 2. ขนาด  C เลก็ กว่า  D (ชายลูกสูบเป็ นวงรี) (สาหรับลูกสูบเป็ นทรงเรียว) ขนาด  เลก็ กว่า  Dรูปทรงลูกสูบเป็ นวงรี (Cam-Ground Piston)

แรงปะทะกระบอกสบู จากลกู สบู1. การเกดิ แรงปะทะ ความดนั จงั หวะอดั 2. การทางานของ ลูกสูบแบบเยอื้ ง แรงปะทะทางลง แรงปะทะทาง ศูนย์กลาง ขนื้ จากความดนั จงั หวะงาน จากความดนั ความดันจังหวะงาน จงั หวะอดั ด้านข้างหลกั จงั หวะอดั ความดนั จาก จงั หวะงาน ก่อนถงึ ศูนย์ ตายบนจงั หวะงาน จงั หวะงาน

แรงไมส่ มดลุ ในเคร่ืองยนต์แรงทางตรง(Inertial Force)แรงเหวย่ี ง(Centrifugal Force) แรงไม่สมดุลในเครื่องยนต์ (Unbalancing Forces in Engine)

แรงไมส่ มดุลในเคร่ืองยนต์1. กลไกเพลาสมดุลหมุนสวนทางกนั 2. เพลาสมดุล สมดุล เพลาเพลาสมดุลขวา เพลาสมดุลซ้าย ล้อสายพานเพลาข้อเหวย่ี งล้อสายพาน สายพานเพลาข้อเหวย่ี ง เพลาราวลนิ้

การส่ันสะเทือนเครื่องยนต์เกิดจากเกิดจากแรงเหวี่ยง/แรงเฉื่อยเหวยี่ งขนึ้ แรงเฉ่ือยสูบที่ 1 และ 4 แรงเฉื่อยสูบท่ี 2 และ 3 แรงเฉ่ือยสูบที่ 1 - 2(ลูกสูบ) และ 3 - 4เหวย่ี งลง แรงเฉ่ือยสมดุล(สมดุล): แรงเฉ่ือยเหวยี่ งขนึ้ สูบที่ 1 สูบที่ 2 สูบที่ 3 สูบท่ี 4: แรงเฉ่ือยสมดุล

การส่ันสะเทือนในแนวหมนุตาแหน่งข้อก้านตาแหน่งนา้ หนักสมดุล การสมดุลเครื่องยนต์ (Engine Balancers)

แบบฝึ กกิจกรรมที่ 1.1จงตรวจหาลาดบั จุดระเบดิ และเติมตารางการทางานของเครื่องยนต์ให้ถูกต้อง 1. จงหมุนเครื่องยนต์ 4 สูบ หาลาดบั จุดระเบดิ และกรอกผล การตรวจให้ถูกต้อง เครื่องยนต์ …………………………………………………………. รุ่น ……………………………………………………………………... ลาดบั ไฟจุดระเบดิ ………………………………………….….2. จงหมุนเครื่องยนต์ 4 สูบ และกรอกการทางานเป็ นเส้นลายตดั ในตาราง และเตมิ ช่องว่างเครื่องยนต์ ………………………... รุ่น …………………………... สูบท่ี 180o 360o 540o 720o 1สูบที่ 2 3 4สูบที่ขนึ้ ลงพร้อมกนั ลาดบั จุดระเบดิ ลนิ้ เปิ ดเกยกนั สูบท่ี 1 2 3 4 จุดระเบดิ สูบท่ี

แบบฝึ กกิจกรรมที่ 1.12. จงหมุนเครื่องยนต์ 6 สูบ และกรอกลาดบั การทางานเป็ นเส้นลายตดั ในตาราง และเตมิ คาในช่องว่างเครื่องยนต์ ………………………... รุ่น …………………………... สูบที่ 180o 360o 540o 720o 1สูบท่ี 2 3 สูบทีข่ นึ้ ลง 4 พร้อมกนั 5 6 ลาดบั จุดระเบดิ 1 2 3 4 5 6 ลนิ้ เปิ ดเกยกนั 6 จุดระเบดิ สูบท่ี

แบบฝึ กกิจกรรมท่ี 1.2จงเตมิ คาทเี่ ส้น ทชี่ ่องว่างและทรี่ ูปต่อไปนี้1. จงเขยี นช่ือส่วนประกอบของลูกสูบตามเส้นทก่ี าหนดให้ ข้อควรจา ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางลูกสูบ กาหนดขนาดท่ี …………………………………………

แบบฝึ กกิจกรรมที่ 1.2 3. จงแสดงสัญลกั ษณ์ลูกสูบสภาพเยน็ ด้วยเส้ นสีแดง2. จงเขยี นอุณหภูมลิ ูกสูบร้อนท่ี ก - ข และ ค จากกราฟ ก. …….….oซ. ข. …….….oซ. ค. …….….oซ.4. ระยะห่างหล่อลนื่ ลูกสูบมผี ลกระทบอะไร  ระยะห่างหล่อลน่ื มนี ้อยเกนิ ไป ………………………………………………………..  ระยะห่างหล่อลน่ื มมี ากเกนิ ไป ………………………………………………………..

แบบฝึ กกิจกรรมที่ 1.3จงเติมข้อความเรื่องแหวนลูกสูบในช่องว่างต่อไปนี้1. หน้าทแ่ี หวนลูกสูบคอื อะไร จงเขยี นมา 2 ข้อ 1) …………………………………………………………………………………………………………………….………………………….. 2) …………………………………………………………………………………………………………………….………………………….. 2. แหวนลูกสูบและร่องแหวนลูกสูบต้อง มขี นาดสัมพนั ธ์กนั แหวนลูกสูบป้ องกนั การร่ัวซึมได้อย่างไร 1) …………………………………................................. 2) …………………………………................................ 3. แหวนลูกสูบติดตายในร่อง กวาดนา้ มนั เครื่องไม่ได้ มผี ลกระทบอะไร 1) …………………………………............................... 2) …………………………………............................... 3) …………………………………............................... 4) …………………………………...............................

แบบฝึ กกิจกรรมท่ี 1.34. เคร่ืองยนต์สึกหรอ ระยะเบยี ดข้างแหวนลูกสูบเพม่ิ ขนึ้ เป็ นสาเหตุให้เกดิ อะไร 1) ขณะลูกสูบเคลอื่ นทลี่ ง ……………..….…… 2) ขณะลูกสูบเคลอ่ื นทขี่ นึ้ ……………..………ลูกสูบลง ลูกสูบขนึ้5. ลกั ษณะและวสั ดุแหวนลูกสูบ ประเภทแหวนนา้ มนั ประเภทแหวนอดั …………………………. …………………………. …………………………. ………………………….แหวนลูกสูบทาด้วยวสั ดุ : ………………………………………………………………………………………………..………เพอ่ื ป้ องกนั การสึกหรอและการกดั กร่อน แหวนลูกสูบตัวบนจึง ……………..……………………………..

แบบฝึ กกิจกรรมท่ี 1.4จงเตมิ ข้อความในช่องว่างต่อไปนีใ้ ห้ถูกต้อง1. ก้านสูบเคร่ืองยนต์ส่วนใหญ่เป็ นเหลก็ คาร์บอน ผลติ ด้วยกรรมวธิ ี …………...…..….…… ปลายด้านทตี่ ่อ กบั สลกั ลูกสูบเรียกว่า ………………………..….…… อกี ด้านหนึ่งเรียกว่า ……………………………………..…..….…… 2. ก้านสูบมหี น้าทเี่ ป็ นตัว ……………..……..…… ระหว่าง ……………...…. กบั ……………..….…… เพอื่ ส่งถ่ายกาลงั …………………...….… ไปยงั เพลาข้อเหวยี่ ง จากแรงแนว ……………..… เป็ นแรง ……………..….……ภาคตดั I 3. แรงอะไรทก่ี ้านสูบได้รับ 1) ……………..…………………………………….…… 2) ……………..…………………………………….…… 4. กรรมวธิ ีการผลติ อย่างไร 1) ……………..…………………………………….…… 2) ……………..…………………………………….…… 5. ข้อดกี ้านสูบมภี าคตดั เป็ นตัว I คอื อะไร 1) ……………..…………………………………….…… 2) ……………..…………………………………….……

แบบฝึ กกิจกรรมท่ี 1.46. จงเขยี นข้อมูลคุณลกั ษณะสลกั ลูกสูบตามหัวข้อต่อไปนี้ วสั ดุ ชุบผวิ แขง็ เคลอื่ นที่ 1) วสั ดุสลกั ลูกสูบ คอื อะไร …………………………………………………………………………………….…..…………....………..…..…… 2) ผวิ นอกสลกั ลูกสูบชุบแขง็ อย่างไร …………………………………………………………………………………….…..……………………..….…… 3) ทาไมเป็ นแบบท่อกลวง …………………………………………………………………………………….…..…………....….……………. 4) ป้ องกนั เคลอ่ื นทเ่ี กนิ เขตจากดั อย่างไร …………………………………………………………………………………….…..……………………..….……

แบบฝึ กกิจกรรมที่ 1.5จงเตมิ ข้อความทเ่ี ส้นกาหนดและช่องว่างต่อไปนี้1. จงเขยี นช่ือส่วนประกอบเพลาข้อเหวยี่ งทมี่ แี บร่ิงรองรับ 3 จุด ตามเส้นกาหนดทร่ี ูป2. เพลาข้อเหวย่ี งต้องทนต่อแรงอะไรบ้าง 1) ……………………………………………………………………………………………………………………………………. 2) ……………………………………………………………………………………………………………………………………. 3) …………………………………………………………………………………………………………………………………….

แบบฝึ กกิจกรรมท่ี 1.53. เพลาข้อเหวย่ี งได้รับแรงอะไรบ้าง จงเขยี นทเ่ี ส้นกาหนดทร่ี ูป ความเร็วลกู สูบ4. เหลก็ สาหรับผลติ เพลาข้อเหวย่ี งเป็ นเหลก็ อะไร ……………………………………………………………………………………………………………………………………….…….5. การป้ องกนั เพลาสึกหรอด้วยวธิ ีการผลติ อย่างไร ………………………………………………………………………………………………………………………………………..…….6. ข้อดขี องเพลาข้อเหวย่ี งแบบเหลก็ กล้าผลติ ด้วยวธิ ีตีอดั ขนึ้ รูปเป็ นเทคนิคการ …………………… ของ …………… ประหยดั ……………… และง่ายต่อ ……………… เพราะมรี ูปร่างเพลาทเี่ ป็ นซิกแซ็ก

แบบฝึ กกิจกรรมที่ 1.6จงเขยี นชื่อส่วนประกอบแบริ่งและเติมคาในช่องว่าง1. คุณสมบตั ิแบริ่ง 3 อย่าง คอื อะไร1) …………………………..... 2) ………………………………. 3) ………………………...2. แบริ่งเพลาข้อเหวย่ี งเคลอื บติดกนั เป็ นช้ัน ๆ มอี ะไรบ้าง จงเขยี นทเ่ี ส้นกาหนด เปลอื กเหลก็ กล้า3. โลหะชุบหัวก้านสูบและแบร่ิงก้านสูบเป็ นอย่างไร 1) บุชหัวก้านสูบ ……………………………………………………………………………………….. 2) แบร่ิงก้านสูบ ………………………………………………………………………………………..

แบบฝึ กกิจกรรมท่ี 1.64. วสั ดุแบร่ิงทวั่ ไปเป็ นอะไร 1) …………………………………………………………………………………………………………………………….. 2) …………………………………………………………………………………………………………………………….. 3) …………………………………………………………………………………………………………………………….. 4) ……………………………………………………………………………………………………………………………..5. การป้ องกนั แบริ่งหมุนและแบริ่งเลอ่ื น ต้องมลี อ็ กแบร่ิงอย่างไร 1) …………………………………………………………………………………………………………………………….. 2) ……………………………………………………………………………………………………………………………..6. ระยะห่างหล่อลนื่ แบร่ิงต้องมจี ากดั เพราะมคี วามสัมพนั ธ์กบั อายุการใช้งานอย่างไร 1) ระยะห่างหล่อลนื่ น้อย ……………………………………………………………………………………. 2) ระยะห่างหล่อลนื่ มาก …………………………………………………………………………………….7. นา้ มนั เคร่ืองเข้าไปหล่อลนื่ แบร่ิงได้อย่างไร 1) หล่อลน่ื บุชก้านสูบได้โดย ………………………………………………………………………….……. 2) หล่อลนื่ แบริ่งก้านสูบได้โดย ……………………………………………………………………..……. 3) หล่อลนื่ ผวิ แบร่ิงอย่างทวั่ ถงึ โดย …………………………………………………………………….

การศึกษาวัฏจักร การทางานและความปลอดภายในการทางาน