วาล์วไอดีจะเปิดรับไอดีในจังหวะใด

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี

ภาพเคลื่อนไหวแสดงการทำงานของเครื่องยนต์สี่จังหวะ
1 ‐ ดูดไอดี
2 ‐ อัดไอดี
3 ‐ จุดระเบิด
4 ‐ คายไอเสีย

เครื่องยนต์สี่จังหวะ (อังกฤษ: four-stroke engine) เป็นเครื่องยนต์สันดาปภายในประเภทหนึ่ง ซึ่งลูกสูบมีช่วงชักเต็มกระบอกสูบอยู่สี่ชัก ได้แก่:

1. ดูด (Intake): ลูกสูบเลื่อนลง สูบไอดีเข้ามา ลิ้นไอดีเปิด เพื่อดูดไอดีเข้ามาในกระบอกสูบ ลิ้นไอเสียปิด
2. อัด (Compression): ลูกสูบเลื่อนขึ้น จากศูนย์ตายล่าง ขึ้นสู่ศูนย์ตายบน ลิ้นไอดีและลิ้นไอเสียปิดสนิท ไอดีถูกแรงดันอัดอย่างรวดเร็ว จนอุณหภูมิสูงถึง 700-900 องศาเซลเซียส
3. ระเบิด (ignite): ลูกสูบเลื่อนขึ้นไปกระแทกหัวเทียน(ในเครื่องยนต์เบนซิน)จุดประกายไฟเผาไหม้ไอดี เกิดการระเบิดขึ้นในห้องเผาไหม้ แรงระเบิดทำให้ลูกสูบเลื่อนลง ทำให้เพลาข้อเหวี่ยงเกิดการหมุน เครื่องยนต์ได้พลังงานในช่วงชักนี้เป็นการเปลี่ยนแปลงพลังงานความร้อนเป็นพลังงานกล
4. คาย (Exhaust): ลูกสูบเคลื่อนที่ขึ้น ลิ้นไอดีปิด ลิ้นไอเสียเปิด แก๊สไอเสียออกจากกระบอกสูบผ่านลิ้นไอเสีย, ท่อไอเสีย และออกสู่ชั้นบรรยากาศภายนอกเครื่องยนต์

ไอดีคือส่วนผสมของไอระเหยหรือละอองเชื้อเพลิงผสมกับอากาศ ไอดีจะถูกดูดเข้ากระบอกสูบหรือฉีดเข้ากระบอกสูบโดยหัวฉีดในช่วงชักดูด และไอดีจะถูกอัดให้มีอุณหภูมิสูงขึ้นประมาณ 700-900 องศาเซลเซียส แล้วไอดีถูกจุดระเบิดโดยประกายไฟแรงดันประมาณ 25,000 โวลต์จากเขี้ยวหัวเทียน เรียกช่วงชักนี้ว่าช่วงชักระเบิด หรือ "ช่วงชักงาน" แรงระเบิดทำให้ลูกสูบเลื่อนลง เครื่องยนต์ได้งานในช่วงชักนี้ ทำให้เพลาข้อเหวี่ยงเกิดการหมุน เป็นการเปลี่ยนพลังงานความร้อนเป็นพลังงานกล ช่วงชักคายลูกสูบเลื่อนขึ้น ลิ้นไอดี "ปิด" ลิ้นไอเสีย "เปิด" ไอเสียออกจากกระบอกสูบทางลิ้นไอเสียผ่านท่อไอเสียออกสู่ภายนอก เครื่องยนต์ทำงานครบ 4 ช่วงชัก

อ้างอิง[แก้]

1. จังหวะดูด (Intake) ลูกสูบเริ่มต้นที่จุดสูงสุด เลื่อนลงมาขณะเดียวกันวาล์วไอดี (Intake valve) จะเปิด และวาล์วไอเสีย (Exhaust valve) ปิด ดูดส่วนผสมเชื้อเพลิง และอากาศที่เรียกว่า “ไอดี” เข้ามาในกระบอกสูบ ลูกสูบจะเลื่อนลงจนถึงจุดต่ำสุด นี้คือจังหวะดูด

2. จังหวะอัด (Compression) ลูกสูบเคลื่อนที่จากจุดต่ำสุดขึ้นไป วาล์วไอดี และวาล์วไอเสีย จะไม่เปิด ลูกสูบเลื่อนขึ้นจนถึงจุดสูงสุดเพื่อทำการอัดส่วนผสมไอดีให้มีปริมาตรที่เล็กลง และจะเกิดความดันภายในห้องเผาไหม้จากการอัด นี้คือจังหวะอัด

3.จังหวะระเบิด, ได้งาน (Combustion) หรือจังหวะเผาไหม้ เมื่อลูกสูบเคลื่อนที่ขึ้นสูงสุดแล้ว วาล์วไอดี และไอเสียยังปิดอยู่ หัวเทียนจะทำการจุดระเบิดไอดีที่มีความดันเกิดจากจังหวะอัด เกิดการระเบิดภายในห้องเผาไหม้อย่างรุนแรง ถีบให้ลูกสูบเลื่อนลง จังหวะนี้คือจังหวะที่นำไปใช้งานในการเคลื่อนที่ของรถยนต์ เป็นจังหวะเดียวที่ได้งานในจำนวน 4 จังหวะ

4. จังหวะคายไอเสีย (Exhaust) ลูกสูบจะเคลื่อนที่ขึ้น ขณะเดียวกันวาล์วไอเสียจะเปิด ขับไล่ไอเสียออกจากกระบอกสูบ วาล์วไอดียังคงปิดอยู่ นี้คือจังหวะคาย

เมื่อทำงานถึงวัฏจักรที่ 4 ต่อไปก็จะ วนกลับมาทำงานในวัฏจักรที่ 1 ต่อไปวนเวียนเช่นนี้จนกระทั่งดับเครื่องยนต์

ลูกสูบ (Piston) ที่อยู่ในกระบอกสูบ (Cylinder) ลูกสูบจะวิ่งขึ้นลงทำงาน จะต่อกับเพลาข้อเหวี่ยง (Crankshaft) โดยมีตัวเชื่อมต่อคือ ก้านสูบ (Connecting rod) เพลาข้อเหวี่ยงจะทำหน้าที่เปลี่ยนแปลงพลังงานจากการระเบิด ไปเป็น การหมุน (พลังงานความร้อน ไปเป็น พลังงานกล)

ข้อน่าสังเกต การเคลื่อนที่ของลูกสูบภายในกระบอกสูบเป็นการเคลื่อนที่ขึ้นลง เป็นเส้นตรง แต่จะถูกแปลงไปเป็นการหมุนโดยมีเพลาข้อเหวี่ยงเป็นตัวแปลงให้เป็นการหมุนของเพลา เพื่อขับเคลื่อนยานยนต์

หน่วยที่ 2

                 ระบบเครื่องยนต์

แบบฝึกหัดก่อนเรียน

เครื่องยนต์ คือ อุปกรณ์ที่ใช้สำหรับเปลี่ยนพลังงานความร้อนให้เป็นพลังงานกล
ถ้าแบ่งชนิดของเครื่องยนต์ตามลักษณะการเผาไหม้แล้ว สามารถแบ่งได้เป็น 2 ชนิดใหญ่ ๆ คือ
1. เครื่องยนต์สันดาปภายนอก (External Combustion Engine) เป็นเครื่องยนต์ที่มีการเผาไหม้หรือการเกิดพลังความร้อนอยู่ภายนอกระบอกสูบ
2. เครื่องยนต์สันดาปภายใน (Internal Combustion Engine) เป็นเครื่องยนต์ที่มีการเผาไหม้หรือการเกิดพลังงานความร้อนอยู่ภายในกระบอกสูบโดยตรง
ชนิดของเครื่องยนต์ สามารถแบ่งออกได้ เช่น
1. แบ่งตามชนิดของน้ำมันเชื้อเพลิง แบ่งได้เป็น เครื่องยนต์แก๊สโซลีน, เครื่องยนต์ดีเซล เป็นต้น
2. แบ่งตามกลวัตรการทำงาน แบ่งได้เป็น เครื่องยนต์ 2, 4 จังหวะ และเครื่องยนต์โรตารี่ เป็นต้น
ตำแหน่งที่สำคัญต่าง ๆ ของเครื่องยนต์
ศูนย์ตายบน (TDC = Top Dead Center) คือ ตำแหน่งลูกสูบเคลื่อนที่ขึ้นสูงสุดและไม่สามารถจะเคลื่อนที่ต่อไปได้อีก
ศูนย์ตายล่าง (BDC = Bottom Dead Center) คือ ตำแหน่งที่ลูกสูบเคลื่อนที่ต่ำสุดและไม่สามารถเคลื่อนที่ต่อไปได้อีก
ระยะชัก (Stroke) หมายถึง ระยะการเคลื่อนที่ของลูกสูบที่วัดจากจุดศูนย์ตายบนไปยังจุดศูนย์ตายล่างที่มีระยะชัดของลูกสูบหน่วยวัดเป็น มิลลิเมตร
2.1 ชิ้นส่วนและหน้าที่สำคัญของเครื่องยนต์
ฝาสูบ (Cylinder Head) ทำหน้าที่ปิดส่วน Q ของกระบอกสูบ เป็นส่วนหนึ่งของห้องเผาไหม้ เป็นที่ติดตั้งของหัวเทียน ฝาสูบส่วนใหญ่จะมาจากอะลูมิเนียมผสม (Aluminium Alloy)
เสื้อสูบและกระบอกสูบ (Jacket And Cylinder) เป็นส่วนประกอบเข้าด้วยกันโดยกระบอกสูบจะสวมอัดอยู่ในเสื้อสูบ ทำหน้าที่เป็นส่วนหนึ่งของห้องเผาไหม้และประคองการเคลื่อนที่ขึ้นลงของลูกสูบ
ลูกสูบ (Piston) เป็นชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ขึ้นลงภายในกระบอกสูบ เป็นส่วนหนึ่งของห้องเผาไหม้ ทำหน้าที่รับเร่งที่เกิดจากการเผาไหม้ส่งไปยังก้านสูบไปยังเพลาข้อเหวี่ยง
แหวนลูกสูบ (Piston Ring) ประกอบอยู่ในร่องส่วนบน ร่องส่วนบนของลูกสูบ ทำหน้าที่ป้องกันการไหลของแก๊สภายในกระบอกสูบไม่ให้รั่วไหลลงสู่ห้องเพลาข้อเหวี่ยง และยังช่วยลดการเสียดสีระหว่างลูกสูบกับกระบอกสูบให้น้อยลง
สลักสูบ (Piston Pin) ทำหน้าที่ยึดระหว่างลูกสูบกับก้านสูบให้เชื่อมต่อกันเพื่อถ่ายถอดกำลังงาน
ก้านสูบ (Connecting Rod) ทำหน้าที่ถ่ายทอดกำลังจากลูกสูบในแนวตรง แล้วส่งไปยังเพลาข้อเหวี่ยง
เพลาข้อเหวี่ยง (Crankshaft) ทำหน้าที่รับกำลังออกจากลูกสูบแล้วเปลี่ยนการเคลื่อนที่ในแนวเส้นตรงจากก้านสูบ ให้เป็นการเคลื่อนที่ในแนววงกลมเพื่อส่งไปใช้งาน
ล้อแม่เหล็ก (Flywheel Magneto) ในรถจักยานยนต์ส่วนใหญ่จะใช้ล้อแม่เหล็กเป็นล้อช่วยแรง ประกอบด้วยแม่เหล็กถาวร 2 คู่ เพื่อหมุนตัดกับขดลวดผลิตกระแสไฟฟ้า และทำหน้าที่ตุนกำลังงานจากการหมุนของเพลาข้อเหวี่ยง เพื่อใช้ในจังหวะที่เครื่องยนต์ไม่มีกำลัง
2.2 หลักการทำงานของเครื่องยนต์ 4 จังหวะ
การทำงานของเครื่องยนต์ 4 จังหวะ แยกเป็นแต่ละจังหวะได้ดังนี้
1. จังหวะดูด (Intake Stoke)

แบบฝึกหัดหลังเรียน