ความรู้เบื้องต้นเรื่องรถยนต์

เปรียบเทียบเครื่องยนต์ 2 จังหวะกับเครื่องยนต์ 4 จังหวะ

จังหวะ (Stoke) คือ การเคลื่อนที่ขึ้นหรือเคลื่อนที่ลงของลูกสูบ การทำงานของเครื่องยนต์ทั้งแบบ 2 จังหวะและ 4 จังหวะข้อแตกต่างกันออกไปดังนี้คือ

1. โครงสร้าง ขนาดแรงม้าเท่ากันชิ้นส่วนของเครื่องยนต์ 2 จังหวะจะมีการเคลื่อนไหวน้อยกว่าเครื่องยนต์ 4 จังหวะ ทำให้เครื่องยนต์ 2 จังหวะมีข้อขัดข้องน้อยกว่า ขนาดก็เล็กกว่าและราคาต่ำกว่า

2. ประสิทธิภาพในการบรรจุไอดี เครื่องยนต์ 4 มีประสิทธิภาพในการบรรจุไอดีดีกว่าเครื่องยนต์ 2 จังหวะ ไม่สามารถที่จะไล่ไอเสียออกได้เหมือนเครื่องยนต์ 4 จังหวะทำให้ไอเสียตกค้างอยู่ภายในกระบอกสูบ เป็นผลให้กำลังที่ควรจะได้น้อยลงกว่าที่ควรจะเป็น

3. การเผาไหม้เชื้อเพลิง เครื่องยนต์ 4 จังหวะมีการเผาไหม้ดีกว่าเครื่องยนต์ 2จังหวะเนื่องจากเครื่องยนต์ 2 จังหวะจะมีปริมาณของไอเสียที่ตกค้างอยู่ในกระบอกสูบเป็นจำนวนมาก ทำให้การเผาไหม้ของเชื้อเพลิงเครื่องยนต์ 2 จังหวะด้อยประสิทธิภาพกว่าเครื่องยนต์ 4จังหวะ

4. การระบายความร้อนเครื่องยนต์ 4 จังหวะจะมีระบบการระบายความร้อนได้ดีกว่าเครื่องยนต์ 2 จังหวะเพราะเวลาที่ใช้ในการระบายความร้อนจะมากกว่าเครื่องยนต์ 2 จังหวะ

หน้าที่ของเครื่องยนต์

เครื่องยนต์ (Engine) หมายถึง เครื่องจักรหรือเครื่องกลที่สามารถเปลี่ยนพลังงานความร้อนเป็นพลังงานกล ซึ่งเครื่องยนต์ เป็นเครื่องต้นกำลัง และที่สำคัญนิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบันสามารถจัดส่งกำลังให้กับส่วนประกอบและอุปกรณ์เครื่องทุ่นแรงต่างๆ เพื่อให้เกิดการขับเคลื่อนหรือทำงานได้ เครื่องยนต์จึงเป็นสิ่งที่ทำประโยชน์ให้กับมนุษย์ได้อย่างมหาศาล เครื่องยนต์ที่นิยมโดยทั่วไป ได้แก่ เครื่องจักรไอน้ำ (Steam Engine) เครื่องยนต์แก๊สโซลีน (Gassolene Engine) เครื่องยนต์ดีเซล (Diesel Engine) เครื่องยนต์โรตารี่ (Rotary Engine) และเครื่องยนต์กังหันแก๊ส เป็นต้น

เครื่องยนต์แก๊สโซลีน (Gassolene Engine) หมายถึง เครื่องจักรหรือเครื่องกลทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานความร้อนของน้ำมันเชื้อเพลิงให้เป็นพลังงานกลที่ขับออกมาทางเพลาข้อเหวี่ยงจึงกล่าวได้ว่าพลังงานที่เกิดขึ้นได้จากการเผาไหม้ มีองค์ประกอบที่สำคัญคือ

  1. อากาศ (Air) เป็นองค์ประกอบที่สำคัญของการเผาไหม้ การไม่มีอากาศเผาไหม้ก็ไม่อาจเกิดขึ้นได้เนื่องจากอากาศมีออกซิเจนซึ่งช่วยให้ติดไฟ
  2. เชื้อเพลิง (Fuel) เชื้อเพลิงเป็นวัตถุติดไฟ ในกรณีนี้หมายถึง น้ำมันเชื้อเพลิง
  3. ความร้อน (Fire) ในที่นี้หมายถึงความร้อนที่มีอุณหภูมิสูงถึงการจุดติด เช่นประกายไฟจากการอาร์ก เป็นต้น

การเผาไหม้ (Combustion)

คือ การเผาไหม้ส่วนผสมของอากาศกับน้ำมันเชื้อเพลิงภายในห้องเผาไหม้ของเครื่องยนต์ ซึ่งจะเกิดขึ้นในช่วงระยะเวลาอันสั้น เมื่ออากาศผสมกับน้ำมันในอัตราส่วนที่ถูกต้อง ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับปริมาตรของห้องเผาไหม้ คาร์บอนในน้ำมันเชื้อเพลิง เมื่อเกิดการเผาไหม้จะรวมตัวกับออกซิเจนเป็นแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ดังสมการนี้

C + O2 Co2 + ความร้อน

สรุปได้ว่า พลังงานเครื่องยนต์ เกิดขึ้นได้จากพลังงานความร้อนจากการเผาไหม้ในห้องเผาไหม้ของเครื่องยนต์ การเผาไหม้ในเครื่องยนต์ เป็นการเผาไหม้ที่มีการควบคุมได้ ห้องเผาไหม้ในกระบวนการเผาไหม้จะทำให้เกิดความร้อนภายในกระบอกสูบของเครื่องยนต์ การเผาไหม้ในห้องเผาไหม้น้ำมันเชื้อเพลิงกับอากาศถูกผสมกันกลายเป็นไอดี (Mixture) และถูกส่งเข้าไปในกระบอกสูบแล้วอัดให้มีปริมาตรเล็กลงทำให้ไอดีที่ถูกอัดตัวมีกำลังดันสูง เมื่อมีประกายไฟมาจุดไอดีที่ถูกอัดดังกล่าว การเผาไหม้จึงเกิดขึ้นอย่างรุนแรงและรวดเร็ว เรียกว่า การจุดระเบิดมีปริมาตรเท่ากับความจุของกระบอกสูบ