ในเครื่องยนต์ 4 จังหวะ ลูกสูบจะทำงานเคลื่อนที่ 4 ครั้งในระหว่างการหมุน 2 รอบของเพลาข้อเหวี่ยงของเครื่องยนต์
การทำงาน 4 จังหวะได้แก่ ดูด อัด ระเบิด และคาย แต่ละจังหวะใช้การทำงานเคลื่อนที่ของลูกสูบหนึ่งครั้ง ซึ่งหมายความว่าหนึ่งรอบการทำงานต้องใช้การหมุนเพลาข้อเหวี่ยงสองรอบ
หลักการทำงานมีดังนี้
ดูด (Intake)
ลูกสูบเคลื่อนลงจากด้านบนลงล่างของกระบอกสูบ ดูดส่วนผสมของอากาศและน้ำมันเชื้อเพลิงเข้าสู่กระบอกสูบ วาล์วไอดีจะปิดเมื่อสิ้นสุดจังหวะดูด
อัด (Compression)
เมื่อวาล์วไอดีปิด ลูกสูบจะเคลื่อนที่จากล่างขึ้นด้านบนของกระบอกสูบ ส่วนผสมของอากาศ/น้ำมันเชื้อเพลิงในห้องเผาไหม้ของฝาสูบจะถูกอัด
ระเบิด (Power)
หัวเทียนจุดระเบิดและเผาไหม้เชื้อเพลิงที่อัดตัว น้ำมันเชื้อเพลิงที่เผาไหม้ขยายตัว และดันลูกสูบลงล่าง
คาย (Exhaust)
ในช่วงสิ้นสุดของจังหวะระเบิด วาล์วไอเสียจะเปิด จากนั้นลูกสูบจะเคลื่อนที่ขึ้นสู่ด้านบนพร้อมจัดการกวาดเอาไอเสียผ่านวาล์วและออกจากกระบอกสูบ ก่อนจะเข้าสู่จังหวะดูดอีกครั้ง เช่นนี้วนไปเรื่อยๆ
การบำรุงรักษาเครื่องยนต์ 4 จังหวะของคุณ
เพื่อให้เครื่องยนต์ทำงานได้นุ่มนวล คุณต้องใช้น้ำมันเครื่องสำหรับรถจักรยานยนต์ 4 จังหวะคุณภาพสูง น้ำมันเครื่องที่ดีไม่เพียงช่วยทำความสะอาดเครื่องยนต์ ลดแรงเสียดทาน และระบายความร้อน ยังต้องมีประสิทธิภาพด้านความประหยัดด้วย ค้นหาว่าน้ำมันเครื่องเชลล์ แอ๊ดว้านซ์ สามารถช่วยให้เครื่องยนต์ของคุณมีประสิทธิภาพสูงสุดได้อย่างไร
ข้อมูลอ้างอิงจาก Wikipedia และ animatedengines.com
หลักการทำงานของเครื่องยนต์ดีเซล
เครื่องยนต์ดีเซลเป็นเครื่องยนต์สันดาปภายในเช่นเดียวกับเครื่องยนต์แก็สโซลีนแต่ถูกออกแบบให้เชื้อเพลิงที่อยู่ในกระบอกสูบเกิดการลุกไหม้ด้วยความร้อนของอากาศดังนั้นอัตราส่วนการอัดจึงต้องสูงกว่า15ถึง22ต่อ1น้ำมันเชื้อเพลิงจะถูกฉีดด้วยหัวฉีดให้เข้าคลุกเคล้ากับอากาศที่มีอุณหภูมิสูงจนสามารถทำให้เกิดการจุดระเบิดขึ้นเป็นกำลังงานในการขับเคลื่อนรถยนต์
โครงสร้างและชิ้นส่วนต่างๆส่วนใหญ่ยังคงเหมือนกับเครื่องยนต์แก็สโซลีนแต่จำเป็นจะต้องออกแบบให้มีความแข็งแรงเพื่อทนการสึกหรอที่เกิดขึ้นได้อย่างดี
หลักการทำงานของเครื่องยนต์ดีเซลในปัจจุบันมีอยู่ 2 แบบคือ เครื่องยนต์ดีเซล 4จังหวะ และเครื่องยนต์ดีเซล 2 จังหวะ
หลักการทำงานของเครื่องยนต์ดีเซล 4 จังหวะ
เครื่องยนต์ดีเซล 4 จังหวะมีจังหวะการทำงานใน 1 กลวัตรประกอบด้วย จังหวะดุด จังหวะอัด จังหวะระเบิด จังหวะคาย โดยการทำงานครบ 1 กลวัตรการทำงานเพลาข้อเหวี่ยงหมุน 2 รอบและเกิดการลุกไหม้ของเชื้อ 1 ครั้ง ดั้งนั้นการทำงานของเครื่องยนต์ 4 จังหวะมีดังนี้
1.จังหวะดูด (Intake Stroke) ลูกสูบเคลื่อนที่จากตำแหน่งศูนย์ตายบน(TDC)ลงสู่จุดศูนย์ตายล่าง(BDC)ลิ้นไอดีเริ่มเปิดให้อากาศบริสุทธ์จากภายนอกเข้ามาในกระบอกสูบในขณะที่ลิ้นไอเสียปิดสนิทเมื่อลูกสูบเคลื่อนที่ลงจนถึงจุดศูนย์ตายล่างลิ้นไอดีจึงปิด เป็นการสิ้นสุดจังหวะดูด
2.จังหวะอัด (Compression Stroke) จังหวะนี้ลูกสูบเคลื่อนที่จากศูนย์ล่างขึ้นสู่ศูนย์ตายบน ลิ้นไอดีและลิ้นไอเสียปิดสนิทลูกสูบจะอัดอากาศเพื่อเพิ่มแรงดันในห้องเผาไหม้ประมาณ 30 กิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตร (427 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว)ทำให้อุณภูมิของอากาศภายในระบอกสูบสูงถึงประมาณ 500 ถึง 800 องศาเซลเซียส
3. จังหวะระเบิดหรือจังหวะงาน (Power Stroke) ก่อนลูกสูบเคลื่อนที่ถึงตำแหน่งศูนย์ตายบนเล็กน้อยน้ำมันเชื้อเพลิงจะถูกฉีดเข้ากระบอกสูบผ่านหัวฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงถูกฉีดเป็นฝอยละเอียดเข้าไปคลุกเคล้ากับอากาศที่ร้อนจึงเกิดการลุกไหม้ขึ้นหรือเกิดการระเบิดอย่างรวดเร็วและขยายตัวเป็นแก็สผลักดันให้ลูกเคลื่อนที่จากศูนย์ตายบนลงสู่ศูนย์ตายล่าง
4. จังหวะคาย (Exhaust Stroke)ก่อนลูกสูบเคลื่อนที่ถึงศูนย์ตายล่างเล็กน้อยลิ้นไอเสียเริ่มเปิดแต่ลิ้นไอดียังคงปิดสนิทจากนั้นลูกสูบก็เคลื่อนที่จากศูนย์ตายล่างขึ้นสู่ศูนย์ตายบนเพื่อขับไล่แก็สไอเสียให้ออกจากห้องเผาไหม้เมื่อลูกสูบเคลื่อนที่ถึงศูนย์ตายบนลิ้นไอเสียก็ปิด
” เครื่องยนต์เล็กและหลักการทางานมีความสำคัญมาก ดังนั้น นักเรียนจะต้องมีความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับ ชนิดของเครื่องยนต์เล็ก หลักการทำงานของเครื่องยนต์เล็กแก๊สโซลีนและดีเซล 2 และ 4 จังหวะ
เพื่อจะได้นำความรู้ความเข้าใจไปใช้ในการตรวจซ่อมเครื่องยนต์เล็กต่อไป “ เครื่องยนต์เล็กดีเซลเป็นเครื่องยนต์สูบเดียว ขนาดไม่เกิน 10 แรงม้า มีทั้งแบบลูกสูบเอียงและแบบลูกสูบตั้ง เครื่องยนต์เล็กดีเซลที่นิยมใช้กันมากในประเทศไทย จะเป็นเครื่องยนต์แบบลูกสูบนอน ใช้ได้ทั้งน้ำมันดีเซลและน้ำมันไบโอดีเซล การบำรุงรักษาง่าย ใช้งานได้สะดวกตลอดเวลาหลักการทำงานของเครื่องยนต์เล็กดีเซลแบบ 4 จังหวะ (Small diesel engine four stroke)
- หลักการทำงานของเครื่องยนต์เล็กดีเซลแบบ 4 จังหวะ แบบลูกสูบนอน
จังหวะที่ 1 จังหวะดูด (Suction or intake stroke) ลิ้นไอดีจะเปิดตั้งแต่ลูกสูบอยู่ที่ศูนย์ตายบน เพลาข้อเหวี่ยงจะหมุนพาลูกสูบลงสู่ศูนย์ตายล่าง เครื่องยนต์จะดูด อากาศเปล่า ๆ ที่ผ่านไส้กรองอากาศแล้วเข้าไปในกระบอกสูบประมาณ 0.6 – 0.9 บาร์ เมื่อลูกสูบ เคลื่อนที่ลงลิ้นไอดีจะเปิด กระบอกสูบได้รับการบรรจุด้วยอากาศจนเต็ม ลูกสูบจะเริ่มเคลื่อนที่ขึ้น เป็นการเริ่มจังหวะอัด
จังหวะดูด(Suction or intake stroke)
จังหวะที่ 2 จังหวะอัด (Compression stroke) จังหวะนี้ลูกสูบจะเคลื่อนที่จากศูนย์ตายล่าง ขึ้นสู่ ศูนย์ตายบน ลิ้นทั้งคู่ปิดสนิท อากาศภายในกระบอกสูบถูกอัดให้มีปริมาณเล็กลงประมาณ 16 : 1 ถึง 23 : 1 เรียกว่า อัตราอัด 16 : 1 ถึง 23 : 1 จะมีความดันสูงประมาณ 30 – 40 บาร์ อากาศที่ถูกอัดจะเกิดการเสียดสีระหว่างอณูอากาศ อากาศจะร้อนขึ้นเป็น 600 – 700 องศาเซนเซียส
จังหวะอัด (Compression stroke)
จังหวะที่ 3 จังหวะระเบิด (Power stroke) จังหวะนี้จะฉีดน้ำมันด้วยปริมาณตามกำหนดเข้าไป ในอากาศที่ถูกอัดให้ร้อน ละอองน้ำมันดีเซลจะผสมกับอากาศกลายเป็นไอ และจะเผาไหม้ด้วยความร้อนในตัวเอง เวลาระหว่างเริ่มฉีดน้ำมันกับเริ่มเผาไหม้ เรียกว่า เวลาถ่วงจุดระเบิด (Ignition Delay Period) มีได้ประมาณ 0.001 วินาที หากมีนานเกินไปจะทาให้เกิดการสะสมน้ำมันดีเซล จะเป็นสาเหตุให้เครื่องยนต์เดินน็อก ความร้อนที่เกิดขึ้นจากการเผาไหม้ประมาณ 2000 – 2500 องศาเซนเซียส จะทาให้แก๊สขยายตัวดันลูกสูบลงล่างประมาณ 15 – 75 บาร์ เป็นการเปลี่ยนพลังงานความร้อนเป็นพลังงานกล
จังหวะระเบิด (Power stroke)
จังหวะที่ 4 จังหวะคาย (Exhaust stroke) ลิ้นไอเสียเปิดก่อนลูกสูบจะถึงศูนย์ตายล่างเล็กน้อยเพื่อให้ไอเสียออกไปแต่ลิ้นไอดียังปิดอยู่ปลายจังหวะคายประมาณ 1.1 บาร์ เครื่องยนต์ดีเซลคายไอเสีย เมื่ออุณหภูมิไอเสียประมาณ 500 – 600 องศาเซลเซียส ส่วนเครื่องยนต์แก๊สโซลีนจะคายไอเสีย ประมาณ 900 องศาเซนเซียส จากความร้อนที่เกิดจากการเผาไหม้เท่ากัน 2000 – 2500 องศาเซนเซียสจะเห็นได้ว่าเครื่องยนต์ดีเซลใช้ความร้อนจากการเผาไหม้น้ำมันเชื้อเพลิงเป็นประโยชน์ได้มากกว่าเครื่องยนต์แก๊สโซลีน จึงประหยัดน้ำมันชื้อเพลิง และมลพิษไอเสียน้อยกว่าเครื่องยนต์แก๊สโซลีน
จังหวะคาย (Exhaust stroke)
” สรุป “ หลักการทางานของเครื่องยนต์เล็กดีเซลแบบ 4 จังหวะ วัฎจักรการทำงานของเครื่องยนต์เล็กดีเซลแบบ 4 จังหวะ คือ ดูด,อัด,ระเบิด,คาย ลูกสูบจะขึ้นลง 4 ครั้ง เพลาข้อเหวี่ยงหมุน 2 รอบ คือ 720 องศา