รู้กันยัง? หลักการทำงานของเครื่องยนต์ดีเซล 4 จังหวะ

เครื่องยนต์ดีเซลเป็นเครื่องยนต์แบบสันดาปภายใน (internal combustion engines) ชนิดหนึ่ง ซึ่งเป็นเครื่องต้นกำลังที่เปลี่ยนพลังงานเคมีในเชื้อเพลิงให้เป็นพลังงาน ความร้อนโดยการเผาไหม้ และพลังงานความร้อนก็จะเปลี่ยนเป็นพลังงานกลหรืองาน

 
เครื่องยนต์ดีเซลนั้นจะมีการจุดระเบิด ส่วนผสมระหว่างอากาศและเชื้อเพลิงเองซึ่งเรียกว่า compression ignition โดยเชื้อเพลิงจะถูกอัดฉีดเข้าไปในห้องเผาไหม้ที่มีอากาศถูกอัดไว้และเกิดการ ลุกไหม้ขึ้นจากความร้อนในระบบ โดยไม่มีหัวเทียนในการจุดระเบิด ผลของการเผาไหม้จะทำให้ก๊าชที่เกิดขึ้นมีความดันและอุณหภูมิสูงก็จะขยายตัว ดันลูกสูบลงมา ซึ่งจะไปผลักให้ข้อเหวี่ยงหมุนไป

ชิ้นส่วนสำคัญในกระบอกสูบ

วงจรการทำงานของเครื่องยนต์ดีเซล 4 จังหวะ (cycle of four stroke diesel engine)
1. จังหวะดูด ลูกสูบเคลื่อนที่จากตำแหน่งบนสุดลงมาล่างสุด ในขณะที่วาล์วไอดีเปิดออก ก็จะเกิดแรงดูดอากาศเข้าสู่ห้องเผาไหม้

จังหวะดูดเมื่อลูกสูบเลื่อนลงไปจนสุดแล้ววาล์วไอดีจะปิด


2. จังหวะอัด ลูกสูบเคลื่อนที่จากตำแหน่งล่างสุดขึ้นสู่ตำแหน่งบนสุด ในขณะที่วาล์วปิดทั้งไอดีและไอเสีย อัดให้อากาศภายในห้องเผาไหม้มีความดันสูงขึ้นและเกิดความร้อนขึ้นสูงมากพอ ที่จะทำให้น้ำมันเชื้อเพลิงสามารถลุกติดไฟได้โดยไม่ต้องใช้ประกายไฟในการทำ ให้เกิดการเผาไหม้

จัดหวะอัดที่อัดลูบจะเลื่อนขึ้นและเกิดความร้อนของไอดีระดับ 550 องศา

3. จังหวะระเบิด ในขณะลูกสูบอยู่ในตำแหน่งอัด ในห้องเผาไหม้มีความดันและอุณหภูมิสูง หัวฉีดจะฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงเข้าสู่ห้องเผาไหม้ น้ำมันเชื้อเพลิงที่ฉีดเข้าไปแตกเป็นฝอยสัมผัสความร้อนสูงของอากาศจะเกิดการ ติดไฟและลามไปทั่วห้องเผาไหม้ ทำให้อากาศในห้องเผาไหม้ทั้งห้องอุณหภูมิสูงขึ้นอย่างรวดเร็วและขยายตัวดัน ลูกสูบลงมา ซึ่งเป็นกำลังขับเครื่องยนต์

น้ำมันเชื้อเพลิงถูกฉีดตรงเข้าที่ห้องเผาไหม้ที่มีความร้อนสูงรออยู่เมื่อผสมกันจึงเกิดระเบิด

ลูกสูบเลื่อนลงด้วยพลังงานที่ระเบิดขึ้นภายในกระบอกสูบ

4. จังหวะคาย เมื่ออากาศและน้ำมันเชื้อเพลิงเกิดจากการเผาไหม้ขยายตัวดันลูกสูบจนถึง ตำแหน่งล่างสุดแล้ว ลูกสูบก็จะเริ่มเคลื่อนที่ขึ้นพร้อมกับวาล์วไอเสียเปิด ลูกสูบก็จะดันเอาไอเสียหรือก๊าชที่เกิดจากการเผาไหม้ออกไปโดยผ่านทางวาล์วไอ เสีย

เมื่อระเบิดเสร็จแล้วจะเกิดไอเสียจำนวนมาก

วาล์วไอเสียเปิดออกเพื่อระบบไอเสียไปยังท่อไอเสีย

ดังนั้นการหมุนของเครื่องยนต์ 2 รอบจะมีจังหวะให้กำลัง 1 ครั้ง คือจังหวะระเบิด ซึ่งใช้เวลา 1/2 รอบ สำหรับเครื่องยนต์แบบ 4 สูบจะจัดจังหวะระเบิดให้ต่อเนื่องกันทำให้เกิดจังหวะกำลัง 1/2 รอบ 4 ครั้ง เท่ากับ 2 รอบ หรือมีการให้กำลังตลอดเวลา กำลังของเครื่องยนต์มาจากอากาศที่อยู่ในห้องเผาไหม้ที่ถูกอัดให้มีความดัน สูงอยู่แล้วประมาณ 100-200 บาร์และเมื่อเกิดการจุดระเบิดจะมีความดันเพิ่มขึ้นอีก เป็นความดันที่สูงเพียงพอที่จะขับดันเพลาข้อเหวี่ยง ไปยังเกียร์ เพลา เฟือง และล้อเพื่อขับเคลื่อนรถยนต์ เรือ เครื่องจักร หรืออุปกรณ์ใดๆ ก็ตามที่ใช้เครื่องยนต์ดีเซลเป็นเครื่องต้นกำลังได้

เครดิต www.heremoo.com