บ้านหรรษา ดอทคอม

ยานยนต์ เทคโนโลยี ชุมชนช่างยนต์ บอร์ดฟรี..สำหรับสมาชิกทั่วไป => เทคนิคยานยนต์ทั่วไป => ข้อความที่เริ่มโดย: Admin™ ที่ 15/ส.ค./2016

หัวข้อ: พื้นฐานของเครื่องยนต์
เริ่มหัวข้อโดย: Admin™ ที่ 15/ส.ค./2016
พื้นฐานของเครื่องยนต์

      เราสามารถแบ่งประเภทของเครื่องยนต์จากการเผาไหม้    ออกได้เป็น  2  ประเภทดังนี้

    เครื่องยนต์สันดาปภายใน  (  Internal  combustion engine)    การเผาไหม้เกิดขึ้นในเครื่องยนต์  มีอยู่หลายแบบ   เช่น  เครื่องยนต์เบนซิน  เครื่องยนต์โรตารี่  และ เครื่องยนต์แก๊สเทอร์ไบน์     แต่ละแบบมีข้อดีและข้อเสียแตกต่างกันไป
    เครื่องยนต์สันดาปภายนอก  (external  combustion engine)  การเผาไหม้เกิดขึ้นนอกเครื่องยนต์   เช่น เครื่องจักรไอน้ำ   มีให้เห็นอยู่ในรถไฟรุ่นเก่า   และ เรือกลไฟ   เชื้อเพลิงได้จากถ่านหิน ไม้   น้ำมัน หรืออะไรก็ได้ที่เผาและได้พลังงาน ไปเปลี่ยนน้ำจากของเหลวไปเป็นไอน้ำความดันสูงผลักดันชิ้นส่วนของเครื่องจักรให้เคลื่อนไหว   การสันดาปภายนอกทำให้สูญเสียพลังงานความร้อนออกสู่ภายนอกโดยไม่ได้ใช้ประโยชน์มาก  ดังนั้นประสิทธิภาพจึงต่ำกว่า เครื่องยนต์สันดาปภายในมาก  และเครื่องจักรไอน้ำมีขนาดใหญ่  เป็นเหตุผลหนึ่งที่ว่า  เครื่องยนต์ในปัจจุบัน  จึงไม่ได้ใช้เครื่องจักรไอน้ำอีกเลย


(http://www.uppic.org/image-B07D_57B1E15B.gif)

(http://www.uppic.org/image-CCCD_57B1E15B.gif)



(http://www.uppic.org/image-BAF1_57B1E1E8.gif)

เครื่องจักรไอน้ำที่ใช้กับรถไฟ 

    รถยนต์เกือบทุกคันในปัจจุบัน  ล้วนแต่ใช้การสันดาปภายในทั้งสิ้น   และมีลักษณะเป็นแบบลูกสูบเคลื่อนที่ขึ้นและลง   เพราะให้ประสิทธิภาพสูงกว่าเครื่องยนต์สันดาปภายนอกราคาไม่แพง  เมื่อเทียบกับเครื่องยนต์กังหันแก๊ส เติมเชื้อเพลิงได้ง่ายกว่า  เมื่อเทียบกับรถไฟฟ้า
หัวข้อ: Re: พื้นฐานของเครื่องยนต์
เริ่มหัวข้อโดย: Admin™ ที่ 15/ส.ค./2016
 การเผาไหม้คือหัวใจ

     เพื่อให้เราเข้าใจหลักการทำงานของเครื่องยนต์ลูกสูบ ว่าเกิดจากการสันดาปภายในได้อย่างไร   เรามาลองเปรียบเทียบการยิงปืนใหญ่สมัยโบราณ  เชื่อว่า  คุณคงเคยดูภาพยนต์   ก่อนที่ทหารจะยิงปืนใหญ่   พวกเขาจะต้องบรรจุดินปืน พร้อมกับกระทุ้งด้วยด้ามไม้เพื่อให้ดินปืนอัดตัวกันแน่น  แล้วจึงใส่กระสุนปืนใหญ่เข้าไป    เมื่อข้าศึกวิ่งเข้ามาอยู่ในวิถีกระสุน   ทหารจะใช้คบเพลิงจุดสายฉนวน  ไฟจากสายฉนวนวิ่งไปจุดดินระเบิดภายในกระบอก  พอระเบิดตูม   ลูกกระสุนวิ่งออกไป   นี่แหละครับต้นแบบของเครื่องยนต์สันดาปภายใน  โดยมีการเผาไหม้เกิดขึ้นอยู่ภายในกระบอกปืน

     บางท่านอาจจะยังคงงงอยู่ว่า ไปเกี่ยวข้องกับเครื่องยนต์แบบลูกสูบได้อย่างไร  ดูรูปข้างล่างก่อนครับ ลูกกระสุนปืนใหญ่ได้รับแรงระเบิดจากภายในถูกกระแทกและพุ่งออกมาทางปากกระบอก

(http://www.uppic.org/image-817F_57B1E382.gif)

หัวข้อ: Re: พื้นฐานของเครื่องยนต์
เริ่มหัวข้อโดย: Admin™ ที่ 15/ส.ค./2016
 เครื่องยนต์แบบลูกสูบ

     หลักการทำงานของปืนใหญ่ เป็นหลักการเดียวกันกับการเผาไหม้ของเครื่องยนต์ลูกสูบ  ถ้าคุณเผาอะไรก็ได้อยู่ในห้องเล็กและแคบ   หรือจุดระเบิดขึ้น พลังงานความร้อนจะถูกส่งผ่านไปยังแก๊ส   และทำให้แก๊สขยายตัวอย่างรวดเร็ว   ผลักดันลูกปืนหรือลูกสูบให้วิ่งออกไป   ในปืนใหญ่  พลังงานจากการระเบิดถูกเปลี่ยนเป็นการเคลื่อนที่ของลูกปืน   ส่วนในกระบอกสูบ   พลังงานจากการระเบิดของเชื้อเพลิงถูกเปลี่ยนเป็นการวิ่งของลูกสูบภายในกระบอกสูบ

     เครื่องยนต์แบบลูกสูบแบบหนึ่ง   ใช้ระบบการเผาไหม้แบบ  4  จังหวะ   เรียกว่า  เครื่องยนต์  4  จังหวะ  ( Four-stroke  combustion cycle)   หรือเรียกว่า วัฎจักรออตโต้   เพื่อให้เกียรติกับท่าน   Nikolas otto  ซึ่งค้นคิดประดิษฐ์เครื่องจักรนี้ขึ้นมาเมื่อปี ค.ศ.  1867  โดยแบ่งจังหวะออกเป็นดังนี้

   1   ดูด
   2   อัด
   3   ระเบิด
   4   คาย



(http://www.uppic.org/image-EEB1_57B1E4B5.gif)
หัวข้อ: Re: พื้นฐานของเครื่องยนต์
เริ่มหัวข้อโดย: Admin™ ที่ 15/ส.ค./2016
เครื่องยนต์  4  จังหวะ

    ในรูปภาพคุณจะได้เห็นว่าลูกสูบนั้นเปรียบเทียบได้กับลูกปืนใหญ่   โดยต่อลูกสูบเข้ากับก้านลูกสูบ  (Connecting  rod)  และเพลาข้อเหวี่ยง  (Crankshaft)   ขณะที่เพลาข้อเหวี่ยงหมุนมันจะไปหมุนล้อขับเคลื่อนให้รถไปข้างหน้า

เครื่องยนต์  4  จังหวะมีหลักการทำงานดังนี้

     เครื่องยนต์ที่ใช้กันในรถยนต์ปัจจุบันนั้นเป็นเครื่องยนต์แบบ 4 จังหวะ คือ ดูด อัด ระเบิด คาย จะทำงานภายใต้การหมุนของเครื่องยนต์ 2 รอบ หรือ 1 Cycle

(http://www.uppic.org/image-4C5C_57B1E6D1.gif)

1.ดูด ( Intake )
จังหวะดูดนั้นเริ่มต้นจากลูกสูบอยู่ด้านบนเคลื่อนที่ลงมาสู่ด้านล่างเพื่อดูดส่วนผสมไอดี(น้ำมันและอากาศ)เข้ามาในกระบอกสูบโดยดูดผ่านทางวาล์วไอดี  ซึ่งวาล์วไอดีจะปิดเมื่อสิ้นสุดจังหวะดูด โดยที่การเคลื่อนที่ของลูกสูบจะขึ้นอยู่กับเพลาข้อเหวี่ยง(Crank shaft ) ดังรูปทางซ้ายมือ

2. อัด ( Compression )
เมื่อวาล์วไอดีปิดเรียบร้อยแล้ว ลูกสูบก็จะเคลื่อนที่จากล่างขึ้นบน เพื่ออัดส่วนผสมไอดีที่ถูกดูดเข้ามาทั้งหมด ถูกอัดตัวทำให้แรงดันในกระบอกสูบสูงขึ้น สมมุติ อัตราส่วน กำลังอัด 10ต่อ1 ก็หมายความว่า ลูกสูบลูกหนึ่งสามารถดูดอากาศเข้าไปได้ 10 ลิตรลูกสูบก็จะต้องอัดอากาศ 10 ลิตรให้เหลือเพียง 1 ลิตร ดูจากรูป 

 3.ระเบิด ( Expansion )
รูปด้านซ้ายจะเห็นว่า ในจังหวะนี้จะต่อเนื่องกับจังหวะที่แล้วคือในตำแหน่งที่ลูกสูบขึ้นไปสูงสุดนั้นจะมีการเผาไหม้เกิดขึ้น ตามรูปทางซ้ายมือ ซึ่งหัวเทียนเป็นตัวทำให้เกิดประกายไฟเพื่อไปจุดส่วนผสมระหว่างน้ำมันกับอากาศให้เกิดการเผาไหม้  และในจังหวะระเบิดนี้เองที่ส่งกำลังออกมาให้ใช้งานกัน  และลูกสูบก็จะเคลื่อนที่ลงมาสู่ด้านล่าง และวาล์วไอเสียก็จะเริ่มเปิด
 
4.คาย ( Exhaust )
เป็นการทำงานต่อจากจังหวะระเบิด เมื่อลูกสูบได้รับแรงกระแทกมาจากการเผาไหม้ ทำให้ลูกสูบเคลื่อนที่ลงมาสู่ด้านล่าง พร้อมกับเปิดวาล์วไอเสีย  แล้วลูกสูบก็จะเคลื่อนที่ขึ้นสู่ด้านบนพร้อมกับจัดการกวาดเอาไอเสียออกไป และเมื่อลูกสูบขึ้นไปจนสุด วาล์วไอเสียก็จะปิด วาล์วไอดีก็จะเริ่มเปิดเพื่อเข้าสู่การดูดอีกครั้ง และจะวนอยู่แบบนี้ไปเรื่อยๆ เมื่อสิ้นสุดจังหวะคาย ซึ่งเป็นจังหวะที่  4   ก็หมุนวนซ้ำเข้าสู่จังหวะดูดอีกครั้ง    ความแตกต่างระหว่างการเคลื่อนที่ของลูกสูบ  กับลูกปืนใหญ่   คือ   ลูกสูบเคลื่อนที่กลับไปมา   ส่วนลูกปืนใหญ่เคลื่อนที่แบบเส้นตรง   เพราะในเครื่องยนต์มีก้านลูกสูบ และเพลาข้อเหวี่ยงเปลี่ยนการเคลื่อนที่ในแนวเส้นตรงของลูกสูบไปเป็นการเคลื่อนที่แบบการหมุน  ไปหมุนล้อให้รถเคลื่อนที่
หัวข้อ: Re: พื้นฐานของเครื่องยนต์
เริ่มหัวข้อโดย: Admin™ ที่ 15/ส.ค./2016
การจัดเรียงกระบอกสูบ

     ส่วนสำคัญสุดของเครื่องยนต์คือกระบอกสูบ   ที่เราอธิบายกันมาตั้งแต่ต้นนั้น  มีเพียงกระบอกสูบเดียว   ใช้ในเครื่องยนต์ขนาดเล็ก   เช่นเครื่องตัดหญ้า   และเลื่อยวงเดือนเป็นต้น   ส่วนรถเก๋งที่มีเครื่องยนต์ขนาดใหญ่กว่า  จะมีลูกสบมากกว่า  1  อัน  (    สี่   หก   และ  แปดสูบเป็นต้น)   สำหรับเครื่องยนต์ที่มีหลายลูกสูบ   การจัดเรียงกระบอกสูบกระทำกันอยู่  3  แบบคือ   แบบเรียงตรง  (Inline)  ,  ตัว  V    และ แบบนอน  ดังรูปล่าง

(http://www.uppic.org/image-6F6C_57B1E7D5.gif)
การเรียงของกระลูกสูบอยู่ในแนวเดียวกัน  ในรูปเป็นเครื่องยนต์ขนาด  4  สูบ

(http://www.uppic.org/image-5A8E_57B1E7D5.gif)
การเรียงของกระลูกสูบเป็นรูปตัววี  ลูกสูบจัดเรียงกันเป็นสองแถวทำมุมซึ่งกันและกัน

(http://www.uppic.org/image-FC3A_57B1E7D5.gif)
การเรียงของกระลูกสูบเป็นแนวนอน  ลูกสูบจัดเรียงกันเป็นสองแถวตรงกันข้ามกัน
หัวข้อ: Re: พื้นฐานของเครื่องยนต์
เริ่มหัวข้อโดย: Admin™ ที่ 15/ส.ค./2016
 ความจุของกระบอกสูบ

     ห้องเผาไหม้ภายในกระบอกสูบ  เป็นบริเวณที่ถูกแรงกดและอัดอยู่ตลอดเวลา  ขนาดบรรจุของแก๊สภายในกระบอกเปลี่ยนแปลงตามตำแหน่งขึ้นและลงของกระบอกสูบ   ความแตกต่างระหว่างปริมาตรน้อยสุดและมากสุด  เรียกว่า ความจุของกระบอกสูบ  (Displacement)   มีหน่วยเป็นลิตร  หรือ ซีซี  (cc)       ซีซี ย่อมาจาก  ลูกบาศก์เซนติเมตร  โดยที่  1000  ซีซี มีค่าเท่ากับ  1  ลิตร

ยกตัวอย่างเช่น

    เลื่อยวงเดือนใช้เครื่องยนต์ความจุ   40  CC
    มอเตอร์ไซด์ใช้เครื่องยนต์ขนาดความจุ  500  CC  หรือ  750  CC
    รถสปอร์ต ใช้เครื่องยนต์ขนาดความจุ  5  ลิตร  ( 5,000 CC )

    รถยนต์เก๋งทั่วไปมีความจุอยู่ระหว่าง   1.5  ลิตร  ( 1,500  ซีซี)   ถึง  4  ลิตร  (4,000 CC)

  ถ้าคุณใช้เครื่องยนต์  4  สูบ   แต่ละสูบมีความจุครึ่งลิตร  แสดงว่าเครื่องยนต์ของคุณมีความจุทั้งหมด   2   ลิตร ( 2,000  ซีซี )   หรือถ้าเป็นรถยนต์แบบวี  6  คือมี 6  กระบอกสูบเรียงกันเป็นแบบตัววี   แต่ละกระบอกมีความจุครึ่งลิตร  แสดงว่าเครื่องยนต์นี้มีความจุ  3  ลิตรแบบวี 6
(http://www.uppic.org/image-CB7B_57B1E87D.gif)

  เครื่องยนต์  4 สูบ

      โดยปกติความจุของกระบอกสูบมีความสัมพันธ์กับกำลังของเครื่องยนต์    ลูกสูบที่มีความจุครึ่งลิตรมีปริมาตรเป็นสองเท่าของลูกสูบที่มีความจุ  1/4  ลิตร     คุณสามารถประมาณได้ว่า  มีกำลังมากกว่า 2  เท่าด้วย   ดังนั้นเครื่องยนต์ขนาด  2  ลิตรมีกำลังเพียงครึ่งหนึ่งเมื่อเทียบกับเครื่องยนต์ขนาด   4  ลิตร

      ดังนั้นกำลังของเครื่องยนต์ขึ้นอยู่กับจำนวน และขนาดของลูกสูบ  ยิ่งมีขนาดใหญ่ขึ้น   แรงและกำลังก็ยิ่งมากขึ้น
หัวข้อ: Re: พื้นฐานของเครื่องยนต์
เริ่มหัวข้อโดย: Xai ที่ 01/พ.ย./2021
#ลิ้งค์ยูทูปไม่ถูกต้อง#
หัวข้อ: Re: พื้นฐานของเครื่องยนต์
เริ่มหัวข้อโดย: Xai ที่ 01/พ.ย./2021
:สวดยอด: :M;;
หัวข้อ: Re: พื้นฐานของเครื่องยนต์
เริ่มหัวข้อโดย: save ที่ 20/ม.ค./2022
 :สวดยอด: