ระบบหัวฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงของเครื่องยนต์ดีเซล

Posted on : 08-11-2012 | By : Author | In : การทำงานของเครื่องยนต์

เครื่องยนต์ดีเซล

เครื่องยนต์ดีเซลเป็นเครื่องยนต์ที่จุดระเบิดด้วยการอัด (เครื่องยนต์ CI) อากาศจะถูกอัด ให้มีปริมาตรเล็กลงกว่าเดิม เช่น ถูกอัดจนเหลือประมาณ 1/22 ส่วนของปริมาตรเดิม ดังนั้น อัตราส่วนการอัดมีค่า 22:1 อุณหภูมิของอากาศที่ถูกอัดจะเพิ่มขึ้นเป็น 538°c (1000°F) หรือสูงกว่านี้ เมึ่อสิ้นสุดจังหวะอัด นํ้ามันเชื้อเพลิงจะถูกฉีดเข้าไปในกระบอกสูบ อากาศร้อนภายในกระบอกสูบจะจุดระเบิดนํ้ามันเชื้อเพลิง ทำให้เกิดจังหวะกำลังตามมา

เครื่องยนต์ดีเซลที่ใช้ในรถยนต์และรถยนต์บรรทุกมักเป็นแบบ 4 จังหวะ ประกอบด้วย จังหวะดูด จังหวะอัด จังหวะกำลัง และจังหวะคาย ดังแสดงในรูปที่ 14.1

เปรียบเทียบจังหวะการทำงาน

การเปรียบเทียบจังหวะการทำงานระหว่างเครื่องยนต์ดีเซลและเครื่องยนต์แก๊สโซลีน เราสามารถเปรียบเทียบได้ดังนี้

1. จังหวะดูด เครื่องยนต์ดีเซลจะดูดอากาศเข้ากระบอกสูบเท่านั้น ไม่มีวาล์วปีกผีเสื้อ ควบคุมการไหลของอากาศ (เครื่องยนต์ดีเซลส่วนมาก) สำหรับเครื่องยนต์แก๊สโซลีน (เบนซิน) นั้น ส่วนผสมของอากาศกับนํ้ามันเชื้อเพลิงจะถูกดูดเข้ากระบอกสูบในจังหวะดูด

2. จังหวะอัด ในเครื่องยนต์ดีเซล อากาศเพียงอย่างเดียวเท่านั้นที่จะถูกอัดในจังหวะอัด อากาศจะมีอุณหภูมิสูงขึ้นเป็น 538°c (1000°F) หรือสูงกว่านี้ ในเครื่องยนต์แก๊สโซลีน ส่วนผสมของอากาศกับน้ำมันเชื้อเพลิงจะถูกอัด

3. จังหวะกำลัง การจุดระเบิดจะเกิดขึ้นเมื่อฉีดนํ้ามันเข้ากระบอกสูบสำหรับเครื่องยนต์ดีเซล โดยอาศัยความร้อนจากอากาศเป็นตัวจุดระเบิด แต่สำหรับเครื่องยนต์แก๊สโซลีนนั้น การจุดระเบิดส่วนผสมของอากาศกับนํ้ามันเชื้อเพลิงใช้ประกายไฟจากหัวเทียน

4. จังหวะคาย จังหวะคายจะเหมือนกันสำหรับเครื่องยนต์ทั้ง 2 แบบคือ วาล์วไอเสีย จะเปิดออกและลูกสูบเคลื่อนที่ขึ้น เพื่อไล่ไอเสียออกไปจากกระบอกสูบ สรุปเกี่ยวกับเครื่องยนต์ดีเซล มีดังนี้

1. ไม่มีวาล์วปีกผีเสื้อเพื่อจำกัดการไหลของอากาศเข้าสู่กระบอกสูบ (ยกเว้นเครื่องยนต์บางเครื่อง เช่น เมอร์ซีเดสจะใช้นิวแมติกกัฟเวอร์เนอร์)

2. จังหวะอัดนั้นจะอัดเฉพาะอากาศเพียงอย่างเดียว

3. มีอัตราส่วนการอัดสูงกว่าของเครื่องยนต์แก๊สโซลีน

4. ไม่มีระบบจุดระเบิดอิเล็กทรอนิกส์ ใช้ความร้อนเนื่องจากการอัดอากาศในจังหวะอัดเป็นตัวช่วยในการจุดระเบิดนํ้ามันเชื้อเพลิงที่ฉีดเข้ากระบอกสูบ

5. การควบคุมกำลังและรอบเครื่องยนต์ อาศัยปริมาณน้ำมันเชื้อเพลิงที่ฉีดเข้ากระบอกสูบ

6. มักใช้หัวเผาสำหรับช่วยให้การสตาร์ตง่ายขึ้น

ระบนนํ้ามันเชื้อเพลิงดีเซล

ระบบนํ้ามันเชื้อเพลิงดีเซลต้องมีคุณลักษณะดังนี้

1. ป้อนนํ้ามันเชื้อเพลิงด้วยปริมาณที่ถูกต้อง ซึ่งเหมาะสมกับสภาพการทำงาน

2. เปลี่ยนไทมิ่งของการป้อนนํ้ามันเชื้อเพลิงตามการเปลี่ยนแปลงของอัตราเร็ว เมื่อรอบเครื่องยนต์เพิ่มขึ้น การป้อนนํ้ามันเชื้อเพลิงจะเกิดขึ้นล่วงหน้าซึ่งคล้ายกับการปรับไฟแก่ของเครื่องยนต์แก๊สโซลีน ทั้งนี้เพื่อให้ได้กำลังงานสูงในจังหวะกำลัง

3. ป้อนนํ้ามันเชื้อเพลิงเข้าสู่กระบอกสูบภายใต้ความดันสูง เนื่องจากความดันในกระบอกสูบเมื่อสิ้นสุดจังหวะอัดจะมีค่าสูงถึง 3,447 kPa (500 psi) ดังนั้นความดันนํ้ามันเชื้อเพลิงต้องสูงกว่านี้มาก

นํ้าที่ปะปนในนํ้ามันดีเซล

นํ้ามันดีเซลต้องสะอาดและปราศจากนํ้าปะปน นํ้ามันดีเซลจะดูดซับความชื้นได้อย่างอิสระ นํ้าที่ปะปนในนํ้ามันดีเซลสามารถทำให้ระบบหัวฉีดเสียหายได้ ดังนั้นรถยนต์ส่วนมากจะมีตัวตรวจจับน้ำ (water detector) ติดตั้งไว้ในถังนํ้ามัน ดังแสดงในรูปที่ 14.2

อุปกรณ์นี้ติดตั้งบนท่อหัวดูดในถังนํ้ามัน เมื่อก้นถังมีปริมาณนํ้าอยู่ในช่วง 3.8 ถึง 9.5 L วงจรของตัวตรวจจับจะทำงาน ทำให้ไฟเตือนบนแผงหน้าปัดสว่างขึ้น เมื่อไฟเตือนสว่างขึ้น จะต้องดูดนํ้าออกจากถังจนกระทั่งนํ้าหมดถัง โดยอาจใช้การปั๊มหรือใช้กาลักนํ้าก็ได้

ข้อควรระวัง จะต้องเปิดฝาถังนํ้ามันออกในขณะปฎิบัติงานดังกล่าว และใส่กลับเข้าที่เดิม เมื่อเสร็จงานแล้ว

หัวดูดนํ้ามันตามแสดงในรูปที่ 14.2 จะมีวาล์วทางเดียวอยู่ด้วย วาล์วทางเดียวจะยอมให้นํ้ามันไหลผ่านไปได้เมื่อเกิดการอุดตันที่ไส้กรองนํ้ามัน เป็นการป้องกันไม่ให้เครื่องยนต์ขาดนํ้ามันเชื้อเพลิง

รถยนต์ที่ไม่มีตัวตรวจจับนํ้า สามารถใช้ตัวแยกนํ้าแทนได้ ดังแสดงในรูปที่ 14.3 นํ้ามันเชื้อเพลิงจะไหลผ่านตัวแยกนํ้า ถ้ามีนํ้าปะปนมาด้วย นํ้าเหล่านั้นจะตกตะกอนนอนก้นอยู่ในตัวแยกนํ้า แล้วถ่ายนํ้าออกในภายหลังเมื่อสะสมมากขึ้น

ไดเรกต์อินเจกชันและอินไดเรกต์อินเจกชั่น

การฉีดนํ้ามันเชื้อเพลิงเข้ากระบอกสูบทำได้ 2 วิธีคือ การฉีดโดยตรงเข้าห้องเผาไหม้ วิธีนี้เรียกว่า ไดเรกต์อินเจกชัน (direct injection) ดังแสดงในรูปที่ 14.4

ส่วนอีกวิธีหนึ่งคือ การฉีดเข้าห้องเผาไหม้ล่วงหน้า วิธีนี้เรียกว่า อินไดเรกต์อินเจกชัน (indirect injection) ดังแสดงในรูปที่ 14.5

อินไดเรกต์อินเจกชันมักนิยมใช้ในรถยนต์โดยทั่วไป เพราะว่าเครื่องยนต์เดินเงียบและราบเรียบกว่า นอกจากนี้ยังสตาร์ตง่ายอีกด้วย (โดยการใช้หัวเผา)

ส่วนข้อดีของไดเรกต์อินเจกชันนั้น ได้แก่ ให้การประหยัดนํ้ามันเชื้อเพลิงมากขึ้นถึง 15 เปอร์เซ็นต์ เครื่องยนต์ไดเรกต์อินเจกชันมักนิยมใช้กับรถบรรทุก รถยนต์โดยสาร และเครื่องจักรกลหนัก เครื่องยนต์ไดเรกต์อินเจกชันมักมีเสียงดังกว่าเครื่องยนต์อินไดเรกต์อินเจกชัน

บทความอื่น ๆ ที่น่าสนใจ:

Share this :

  • Stumble upon
  • twitter

Comments are closed.