การทำงานของเครื่องยนต์ดีเซล

[Ruth]

2. ระบบนํ้ามันเชื้อเพลิง

เป็นระบบหนึ่งที่จำเป็นสำหรับเครื่องยนต์ โดยจะทำหน้าที่เกี่ยวกับนํ้ามันเชื้อเพลิงทั้งหมด ระบบน้ำมันเชื้อเพลิงของเครื่องยนต์ดีเซลประกอบด้วยส่วนที่สำคัญ คือ



2.1 ถังนํ้ามัน (fuel tank) ใช้เก็บนํ้ามันและรับนํ้ามันที่ไหลกลับจากหัวฉีด
2.2 ปั๊มส่งนํ้ามันเชื้อเพลิง (fuel transfer pump) บางครั้งเรียกปั๊มแรงดันตํ่า ใช้ในการปั๊มนํ้ามันจากถังผ่านหม้อกรองนํ้ามันเชื้อเพลิงไปยังปั๊มฉีดนํ้ามันเชื้อเพลิง
2.3 หม้อกรองน้ำมันเชื้อเพลิง (fuel filters) ใช้ในการกรองฝุ่นผงที่ปนอยู่กับนํ้ามัน ก่อนที่จะส่งนํ้ามันไปยังปั๊มหัวฉีด
2.4 ปั๊มฉีดน้ำมันเชื้อเพลิง (injection pump) บางครั้งเรียกปั๊มแรงดันสูง ใช้ในการปั๊มนํ้ามันด้วยความดันสูงไปยังหัวฉีด ด้วยปริมาณและตามกำหนดเวลาที่ต้องการ
2.5 หัวฉีด (injection nozzles) ใช้ในการทำให้นํ้ามันเป็นละอองและฉีดเข้าห้องเผาไหม้

หน้าที่ของระบบนํ้ามันเชื้อเพลิงของเครื่องยนต์ดีเซล จะทำหน้าที่ 5 ประการ คือ

1.จะต้องส่งนํ้ามันเข้าห้องเผาไหม้ด้วยปริมาณที่ถูกต้อง เพื่อให้เกิดการเผาไหม้และให้งานออกมาตามที่ต้องการ
2.จะต้องส่งนํ้ามันเข้าห้องเผาไหม้ตามกำหนดเวลาเพื่อให้ได้กำลังสูงสุดซึ่งในการฉีดนํ้ามันเข้าก่อนหรือหลังเวลาที่เหมาะสมจะทำให้เครื่องยนต์สูญเสียกำลังที่ควรจะได้ไป
3.จะต้องส่งนํ้ามันเข้าห้องเผาไหม้ด้วยอัตราที่เหมาะสมเพื่อให้เกิดการเผาไหม้อย่างราบรื่นตามสภาวะการทำงานของเครื่องยนต์
4. จะต้องส่งนํ้ามันเข้าห้องเผาไหม้เป็นละอองฝอย เพื่อให้สามารถระเหยและผสมกับอากาคอย่างรวดเร็ว
5. จะต้องส่งนํ้ามันเข้าห้องเผาไหม้อย่างทั่วถึง เพื่อให้สามารถผสมกับออกซิเจนให้ได้มากที่สุด ซึ่งจะทำให้เครื่องยนต์เดินอย่างราบเรียบและให้กำลังออกมาสูงสุด

[Ruth]

ส่วนประกอบของเครื่องยนต์ดีเซล

1. ตัวเครื่องยนต์
ตัวเครื่องยนต์เป็นส่วนที่เหมือนกันของเครึ่องยนต์ ไม่ว่าจะเป็นเครื่องยนต์ที่ผลิดจากโรงงานผลิตใด ตัวเครื่องยนต์จะเป็นกลไกที่ทำหน้าที่ในการเปลี่ยนพลังงานความร้อนที่เกิดจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงให้เป็นงาน ซึ่งประกอบด้วยชิ้นส่วนที่สำคัญคือ



1.1 ฝาสูบ (cylinder head) คือ ส่วนที่ปิดด้านบน (สำหรับเครื่องยนต์สูบเรียงและสูบวี) หรือด้านนอกสุด (สำหรับเครื่องยนต์แบบสูบนอน) เพื่อทำให้เกิดห้องเผาไหม้ (combustion chamber) ซึ่งเป็นห้องที่เกิดจากส่วนล่างของฝาสูบ ส่วนบนของกระบอกสูบ และส่วนบนขอ ลูกสูบ ฝาสูบจะถูกขันติดกับเสื้อสูบ โดยใช้หมุดเกลียวและใช้ปะเก็นฝาสูบวางอยู่ระหว่างเสื้อสูบ และฝาสูบเพื่อกันมิให้ก๊าชรั่วจากห้องเผาไหม้ และกันมิให้น้ำรั่วเช้าห้องเผาไหม้ในกรณีที่เป็น เครื่องยนต์หล่อเย็นด้วยนํ้า
1.2 เสื้อสูบ (cylinder block) เป็นส่วนที่ทำหน้าที่รองรับและหุ้มห่อชิ้นส่วนต่าง ๆ ของเครื่องยนต์ โดยชิ้นส่วนต่าง ๆของเครื่องยนต์ที่เคลื่อนที่จะเคลื่อนที่อยู่ภายในเสื้อสูบนี้
1.3 ลิ้นและกลไกของลิ้น (valve and valve mechanism) ลิ้นและกลไกของลิ้นทำหน้าที่ ปิดและเปิดช่องไอดีและไอเสียที่จะเข้าและออกจากกระบอกสูบ ให้เข้าและออกตามกำหนดเวลาที่ต้องการ
1.4 กระบอกสูบ (cylinder) เป็นส่วนที่ทำหน้าที่เป็นตัวนำให้ลูกสูบเคลื่อนที่ขึ้นลง และส่วนบนจะทำหน้าที่เป็นส่วนหนึ่งของห้องเผาไหม้ด้วย
1.5 ลูกสูบและแหวน (piston and piston rings) ลูกสูบทำหน้าที่รับแรงที่เกิดจากการเผาไหม้ และถ่ายทอดแรงไปยังข้อเหวี่ยงโดยผ่านก้านสูบ รวมทั้งมีร่องสำหรับใส่แหวนลูกสูบอีกด้วย ส่วนแหวนลูกสูบทำหน้าที่เป็นซีล (seal) กันก๊าซรั่วระหว่างลูกสูบและกระบอกสูบ ทำหน้าที่ถ่ายเทความร้อนจากลูกสูบไปยังกระบอกสูบ และทำหน้าที่ควบคุมการหล่อลื่นระหว่างลูกสูบและผนังของกระบอกสูบ
1.6 ก้านสูบ (connecting rod) เป็นส่วนที่เชื่อมระหว่างลูกสูบและข้อเหวี่ยง ทำหน้าที่ในการถ่ายทอดกำลังขับดันจากลูกสูบไปยังข้อเหวี่ยง
1.7 ข้อเหวี่ยง (crankshaft) เป็นชิ้นส่วนหนึ่งซึ่งเมื่อต่อเชื่อมกับลูกสูบโดยใช้ก้านสูบแล้ว จะเปลี่ยนการเคลื่อนที่ขึ้นลงของลูกสูบให้เป็นการหมุน
1.8 เมนแบริ่งและแบริ่งก้านสูบ (main and connecting rod bearing) เป็นส่วนที่ใช้รองรับเพลาข้อเหวี่ยงและก้านสูบ
1.19 ฟลายวีล (flywheel) เป็นส่วนที่ทำหน้าที่สะสมพลังงานเพื่อทำให้รอบหมุนของเพลาข้อเหวี่ยงสมํ่าเสมอ และทำหน้าที่ในการถ่ายทอดกำลัง
1.10 ชุดขับเคลื่อนเพื่อกำหนดเวลา (timing drives) เป็นส่วนที่ทำหน้าที่กำหนดเวลา การทำงานของชิ้นส่วนต่าง ๆ ให้สอดคล้องกัน เช่น ให้ลิ้นไอดีและไอเสียปิดเปิดตามตำแหน่ง ของลูกสูบที่ต้องการ

[Ruth]

2. วงจรการทำงานของเครื่องยนต์ 2 จังหวะ (two stroke cycle)
เครื่องยนต์ 2 จังหวะหมายถึงเครึ๋องยนต์ที่มีการทำงาน 1 วงจร ประกอบด้วยการเคลื่อนที่ของลูกสูบ 2 จังหวะ หรือ 1 รอบหมุนของเครื่องยนต์ ซึ่งจะเป็นตามรูป




2.1 อากาศจะเป่าเข้ากระบอกสูบโดยพัดลมผ่านช่องไอดี (intake port) ซึ่งเจาะเป็นช่องไว้โดยรอบกระบอกสูบ ในขณะเดียวกันไอเสียก็จะถูกไล่ออกทางลิ้นหรือช่องไอเสียและที่ตำแหน่งนี้ ลูกสูบจะอยู่ในตำแหน่งล่างสุด
2.2 ลูกสูบจะเคลื่อนที่ขึ้น ไอดียังคงถูกเป่าเข้าและไอเสียยังคงถูกไล่ออกอยู่ จนกระทั่ง ลูกสูบเลื่อนไปปิดช่องไอดีและลิ้นไอเสียปิด ลูกสูบก็จะอัดอากาศจนลูกสูบเคลื่อนที่เกือบถึงตำแหน่งบนสุด เชื้อเพลิงก็จะถูกฉีดผ่านหัวฉีด เริ่มเกิดการเผาไหม้
2.3 ก๊าชที่เกิดจากการเผาไหม้ที่มีความดันและอุณหภูมิสูง ก็จะดันลูกสูบเคลึ่อนที่ลงไป หลักข้อเหวี่ยงให้หมุนไป จนกระทั่งลูกสูบเลื่อนลงไปเปิดช่องไอดี และลิ้นไอเสียเปิดก็จะเริ่มการเอาอากาศเข้า และเริ่มการไล่ไอเสียอีกครั้งหนึ่ง

[Ruth]

การทำงานของเครื่องยนต์ดีเซล



เครื่องยนต์ดีเซลเป็นเครื่องยนต์แบบหนึ่งของเครื่องยนต์เผาไหม้ภายใน (internal combustion engines) ซึ่งเป็นเครื่องต้นกำลังที่เปลี่ยนพลังงานเชื้อเพลิงให้เป็นพลังงานความร้อน โดยการเผาไหม้ และพลังงานความร้อนก็จะเปลี่ยนเป็นงาน เครื่องยนต์ดีเซลนั้นจะมีการจุดระเบิด ส่วนผสมระหว่างอากาศและเชื้อเพลิงเองซึ่งเรียกว่า compression ignitionโดยเชื้อเพลิงจะถูกอัดฉีดเข้าไปในห้องเผาไหม้ที่มีอากาศถูกอัดไว้และจะเกิดการลุกไหม้ขึ้น ผลของการเผาไหม้ จะทำให้ก๊าชที่เกิดขึ้นมีความดันและอุณหภูมิสูงก็จะขยายตัวดันลูกสูบลงมา ซึ่งจะไปผลักให้ข้อเหวี่ยงหมุนไป หลักการทำงานหรือวงจรการทำงานของเครื่องยนต์ดีเซลสามารถแบ่งออกเป็น 2 วงจรการทำงานคือ

1. วงจรการทำงานของเครื่องยนต์ 4 จังหวะ (four stroke cycle)
วงจรการทำงานของเครื่องยนต์ 4 จังหวะ จะมีวงจรการทำงาน 1 วงจรประกอบด้วย จังหวะ (stroke) 4 จังหวะ จังหวะการทำงาน 1 จังหวะ ก็คือการเคลื่อนที่ของลูกสูบจากตำแหน่งบนสุด (top dead center) จนถึงตำแหน่งล่างสุด (bottom dead center) หรือจากตำแหน่งล่างสุด จนถึงตำแหน่งบนสุด ซึ่ง 2 จังหวะการทำงานจะเท่ากับ 1 รอบการหมุนของข้อเหวี่ยงหรือของ เครื่องยนต์ วงจรการทำงานของเครื่องยนต์ 4 จังหวะจะเป็นไปตามรูป



1.1 อากาศจะถูกดูดเข้าทางท่อไอดี ผ่านลิ้นไอดี โดยลูกสูบจะเคลื่อนที่ลงจากตำแหน่งบนสุดจนถึงล่างสุด จังหวะนี้เราเรียกว่าจังหวะดูด (intake stroke)
1.2 อากาศจะถูกอัดโดยลูกสูบ ซึ่งจะเคลื่อนที่จากตำแหน่งล่างสุดจนถึงตำแหน่งบนสุด ในระหว่างนี้ลิ้นไอดีและลิ้นไอเสียจะเปิด จังหวะนี้เราเรียกว่าจังหวะอัด (compression stroke) ในจังหวะนี้เมื่ออากาศถูกอัดจนลูกสูบเกือบจะถึงตำแหน่งบนสุด เชื้อเพลิงก็จะถูกฉีดผ่านหัวฉีด เข้าสู่ห้องเผาไหม้ แล้วก็จะเกิดการลุกไหม้ระหว่างเชื้อเพลิงกับอากาศ
1.3 เมื่อเกิดการเผาไหม้ ก๊าซภายในห้องเผาไหม้ซึ่งจะมีความดันและอุณหภูมิสูงขึ้น ก็จะดันให้ลูกสูบเคลื่อนที่ลงจากตำแหน่งบนสุดจนถึงตำแหน่งล่างสุด จังหวะนี้เราเรึยกว่าจังหวะขยายตัวหรือจังหวะกำลัง (expansion or power stroke)
1.4 เมื่อก๊าชที่เกิดจากการเผาไหม้ขยายตัวดันลูกสูบจนถึงตำแหน่งล่างสุดแล้ว ลูกสูบ ก็จะเริ่มเคลื่อนที่ขึ้นพร้อมกับลิ้นไอเสียเปิด แล้วลูกสูบก็จะดันเอาไอเสียหรือก๊าชที่เกิดจากการเผาไหม้ออกไปโดยผ่านทางลิ้นไอเสียจังหวะนี้เราเรียกว่า(exhaust stroke)

ที่มา: http://iaeiam.blogspot.com/2015/06/blog-post.html