เรามาศึกษากันดีกว่าว่า เครื่องยนต์ดีเซล (Diesel) มันทำงานอย่างไร
เครื่องยนต์ดีเซล (Diesel Engine)
| ความจริงมีเครื่องยนต์ดีเซลสองประเภทหรือสองระดับ หนึ่งคือประเภทสองจังหวะหรือสองรอบ (two-stroke or two-cycle type) ซึ่งต้องใช้รอบการดำเนินงานที่สมบูรณ์ในทุก ๆ ลูกสูบสองจังหวะ ต้องอัดอากาศเพื่อการสตาร์ตเครื่องเช่นเดียวกับการใช้งาน ส่วนอีกแบบคือเครื่องยนต์แบบสี่จังหวะหรือสี่รอบ (four-stroke or four-cycle engine) จังหวะลงครั้งแรก (downstroke) ของเครื่องยนต์ทำให้อากาศเข้ามาจังหวะขึ้นอากาศถูกกดลงมาประมาณ ๕๐๐ ปอนด์ต่อตารางนิ้ว ด้านบนของจังหวะ น้ำมันเชื้อเพลิงจะถูกอัดฉีดให้เป็นละอองผ่านเข้าไปทางหัวฉีดทำให้ติดไฟ แก๊สซึ่งเกิดจากกำลังเชื้อเพลิงที่ถูกจุดระเบิดขยายตัวอย่างรวดเร็ว ทำให้ลูกสูบอยู่ลงมาในจังหวะที่จุดไฟหรือทำงานได้จังหวะขึ้นถัดไปจะผลักดันให้แก๊สเสียออกผ่านท่อไอเสีย ทำให้เครื่องยนต์ทำงานครบวงจร จำนวนเชื้อเพลิงที่สูบฉีดเข้าไปจะควบคุมความเร็วและกำลังของเครื่องยนต์ดีเซล โดยไม่เกี่ยวข้องกับจำนวนอากาศที่เข้าไป ดังที่เป็นในเครื่องยนต์แบบใช้น้ำมัน (เครื่องยนต์เบนซิน) หลักการทำงานของเครื่องจักรดีเซล อากาศเมื่อถูกอัดตัวจะมีความร้อนสูงขึ้น แต่ถ้าอากาศถูกอัดตัวอย่างรวดเร็ว โดยไม่มีการสูญเสียความร้อน(Adiabatic compression) ทั้งแรงดันและความร้อนจะสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว (Boyle's law) เมื่อฉีดละอองน้ำมันเชื้อเพลิงเข้าไปในอากาศที่ร้อนจัดจากการอัดตัว ก็จะเกิดการเผาไหม้ขึ้นอย่างทันทีทันใด ทำให้เกิดกำลังงานขึ้น กำลังงานที่เกิดขึ้นจะนำไปใช้ประโยชน์ในรูปของแรงขับหรือแรงผลักดัน ผ่านลูกสูบและก้านสูบทำให้เพลาข้อเหวี่ยงหมุน ณ กำลังอัดเดียวกัน อากาศที่อุณหภูมิเริ่มต้นสูงกว่า เมื่อถูกอัดย่อมมีอุณหภูมิสูงกว่าหรือร้อนกว่า เครื่องยนต์ดีเซลแบ่งออกเป็นแบบใหญ่ๆ ได้เป็น 2 แบบคือ 1. เครื่องยนต์ 4 จังหวะ (The 4-cycle Engine) 2. เครื่องยนต์ 2 จังหวะ (The 2-cycle Engine)  รูปการทำงานของเครื่องยนต์ 4 จังหวะ เครื่องยนต์ดีเซลขนาดเล็ก โดยทั่วไปเป็นเครื่องยนต์ 4 จังหวะ สำหรับเครื่องยนต์ 2 จังหวะ มักใช้กับเครื่องยนต์ดีเซลขนาดใหญ่ การทำงานของเครื่องยนต์ 4 จังหวะ 1. จังหวะดูด (Intake Storke) เมื่อลูกสูบเลื่อนลงจากจุดศูนย์ตายบนถึงจุดศูนย์ตายล่าง(TDC-BDC) ลิ้นไอดีจะเปิด อากาศจะถูกดูดเข้ามาประจุในห้องเผาไหม้ แต่ในขณะนี้ลิ้นไอเสียยังคงปิดอยู่ 2. จังหวะอัด (Compression Stroke) เมื่อลูกสูบเริ่มเลื่อนขึ้นจากศูนย์ตายล่าง (BDC) ลิ้นทั้งสองจะปิด ดังนั้นอากาศในกระบอกสูบจึงถูกอัดโดยกระบอกสูบ แรงดันและความร้อนของอากาศจึงสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว อากาศในขณะนี้เป็นอากาศที่ร้อนแดง " Red hot Air" ถ้าอัตราส่วนการอัดเท่ากับ 20:1 อากาศจะมีแรงดัน 40-45 กก./ตารางเซนติเมตร และมีอุณหภูมิ 500-600 องศาเซลเซียส 3. จังหวะระเบิด (power Stroke) เมื่อลูกสูบเลื่อนขึ้นเกือบจุดศูนย์ตายบน ในปลายจังหวะอัด ละอองน้ำมันเชื้อเพลิงจะถูกฉีดเข้าสู่ห้องเผาไหม้ ทำให้เกิดการเผาไหม้อย่างทันทีทันใด แรงดันจากการเผาไหม้จะผลักดันให้ลูกสูบเลื่อนลง อุณหภูมิจะสูงขึ้นเป็นประมาณ 2000 องศาเซลเซียส และแรงดันสูงขึ้นเป็น 55-80 กก./ตารางเซนติเมตร ในจังหวะระเบิดนี้พลังงานความร้อนจะถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานกล 4. จังหวะคาย (Exaust Stroke) ปลายจังหวะระเบิด ลิ้นไอเสียจะเปิด แก๊สไอเสียจึงขับไล่ออกจากกระบอกสูบ ด้วยการเลื่อนขึ้นของลูกสูบ ครั้งหน้าเราจะมาดูในส่วนของเครื่องยนต์เบนซิน กันน่าจ่ะ |
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น