e-Industrial Technology Center

About us | Guest Book | Contact us | Advertise

Send Your Friends

Set As Homepage

Bookmark

Top 50 Popular Supplier

1	100,000D_อินเวอร์เตอร์	177,538
2	100,000D_มิเตอร์วัดไฟฟ้า	174,757
3	100,000D_อุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเลคทรอนิกส์	174,120
4	100,000D_เครื่องมือช่าง	174,054
5	100,000D_เอซีมอเตอร์	171,495
6	100,000D_ดีซีมอเตอร์	170,555
7	100,000D_อุปกรณ์แคมป์ปิ้ง	169,524
8	100,000D_เครื่องดื่มและสมุนไพร	168,906
9	เคอีบี (KEB ) ประเทศไทย	162,024
10	100,000D_เครื่องใช้ไฟฟ้าครัวเรือน	159,377
11	100,000D_ของใช้จำเป็นสำหรับผู้หญิง	159,282
12	100,000D_ขายของเล่นเด็ก	158,482
13	E&L INTERNATIONAL CO., LTD.	68,960
14	T.N. METAL WORKS Co., Ltd.	63,712
15	ฟิลิปส์อิเล็กทรอนิกส์ (ประเทศไทย) จำกัด	51,763
16	บ.ไทนามิคส์ จำกัด	44,588
17	Industrial Provision co., ltd	40,648
18	ลาดกระบัง ทูลส์ แอนด์ ดาย จำกัด	39,287
19	Infinity Engineering System Co.,Ltd	37,251
20	สยาม เอลมาเทค (siam elmatech)	35,565
21	ไทยเทคนิค อีเล็คตริค จำกัด	34,473
22	ฟอร์จูน เมคคานิค แอนด์ ซัพพลาย	32,803
23	เอเชียเทค พาวเวอร์คอนโทรล จำกัด	32,232
24	บริษัท เวิลด์ ไฮดรอลิคส์ จำกัด	32,047
25	โปรไดร์ฟ ซิสเต็ม จำกัด	28,485
26	ซี.เค.แอล.โพลีเทค เอ็นจิเนียริ่ง	27,495
27	P.D.S. Automation co.,ltd	23,859
28	AVERA CO., LTD.	23,584
29	เลิศบุศย์	22,565
30	ห้างหุ้นส่วนสามัญ เอ-รีไซเคิล กรุ๊ป	21,348
31	เทคนิคอล พรีซิชั่น แมชชีนนิ่ง	21,207
32	Electronics Source Co.,Ltd.	20,906
33	แมชชีนเทค	20,840
34	มากิโน (ประเทศไทย)	20,076
35	อีดีเอ อินเตอร์เนชั่นเนล จำกัด	20,043
36	ทรอนิคส์เซิร์ฟ จำกัด	19,829
37	Pro-face South-East Asia Pacific Co., Ltd.	19,473
38	SAMWHA THAILAND	19,367
39	วอยก้า จำกัด	19,095
40	CHEMTEC AUTOMATION CO.,LTD.	18,554
41	IWASHITA INSTRUMENTS (THAILAND) LTD.	18,359
42	เอส.เอส.บี สยาม จำกัด	18,263
43	I-Mechanics Co.,Ltd.	18,259
44	ดีไซน์ โธร แมนูแฟคเจอริ่ง	18,230
45	ศรีทองเนมเพลท จำกัด	18,102
46	Intelligent Mechantronics System (Thailand)	18,090
47	Systems integrator	17,647
48	เอ็นเทค แอสโซซิเอท จำกัด	17,626
49	Advanced Technology Equipment	17,440
50	ดาต้า เอ็นทรี่ กรุ๊ป จำกัด	17,412

» Article » Mechanical » Automobile & Transportations

09/12/2552 08:42 น. , อ่าน 42,602 ครั้ง

ผู้ให้กำเนิดเครื่องยนต์ดีเซล และหลักการทำงาน

โดย : Admin

รูดอลฟ์ ดีเซล (Rudolf C. Diesel : 1858 - 1913) วิศวกรชาวเยอรมัน ถือกำเนิดในกรุงปารีสเมื่อวันที่ 18 มีนาคม 1858 เขาได้รับการศึกษาชั้นต้นในประเทศอังกฤษ แล้วไปเรียนอาชีวศึกษาในเยอรมนี วิชาที่เขาชอบที่สุดคือ คณิตศาสตร์ ฟิสิกส์ และเครื่อยนต์กลไก เขาเป็นนักเรียนทุนในมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีในกรุงมิวนิค เมื่อสำเร็จการศึกษาแล้วได้ไปทำงานที่กรุงปารีส เขาทำงานหลายอย่างเกี่ยวกับเครื่องยนต์ ซึ่ในสมัยนั้นมีเครื่องจักรไอน้ำแล้ว แต่ไม่มีประสิทธิภาพมากนักสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงมาก เขาได้คิดหาวิธีประดิษฐ์เครื่องยนต์ที่ดีกว่านี้ โดยประดิษฐ์เครื่องยนต์ที่มีชื่อว่า " ดีเซล " เป็นผลสำเร็จในปี 1893 และจดสิทธิบัตรในปีถัดมา

     เมื่อร้อยกว่าที่แล้ว (วันที่ 10 สิงหาคม 1893) น้ำมันไบโอดีเซลถูกนำมาทดลองใช้ในเครื่องยนต์เป็นผลสำเร็จครั้งแรกของโลก โดย "รูดอลฟ์ ดีเซล" ได้นำเครื่องยนต์ลูกสูบเดี่ยวที่ทำจากเหล็กยาว 3 เมตร โดยมีล้อเฟืองติดอยู่ที่ฐานมาทดลองใช้กับน้ำมันไบโอดีเซลได้เป็นผลสำเร็จเป็นครั้งแรกของโลก ในเมืองอักส์บวร์ก ประเทศเยอรมนี


         การทดลองกับน้ำมันพืช

      ทั้งนี้หลังจากดีเซลได้ทดลองโชว์ในเยอรมนีในปี 1893 แล้วจนโด่งดังและทำรายได้ให้แก่เขามหาศาลเขาก็ได้นำไบโอดีเซลที่ทำมาจากน้ำมันถั่วมาทดลองกับเครื่องยนต์อีกครั้งในงานเวิล์ดแฟร์ที่กรุงปารีส ประเทศฝรั่งเศสในปี 1898 ซึ่งมีผู้คนให้ความสนใจเป็นจำนวนมากทั้งนี้เขาเชื่อว่าไบโอดีเซลนี้จะเป็นนำมันที่เหมาะสมกับเครื่องยนต์มากที่สุดในอนาคต

    นอกจากนี้ ในปี 1912 รูดอล์ฟ ดีเซลเคยกล่าวสุนทรพจน์ไว้ว่า “การใช้น้ำมันจากพืชผักสำหรับเครื่องยนต์อาจจะดูไม่มีความสำคัญในวันนี้แต่เมื่อน้ำมันชนิดนี้คิดค้นขึ้นมาแล้วและเมื่อถึงเวลาที่เหมาะสมน้ำมันตัวนี้แหละที่จะมีความสำคัญไม่แพ้น้ำมันที่มาจากถ่านหินที่เป็นที่นิยมอยู่ในเวลานี้”

       สำหรับน้ำมันจากพืชผักนั้นจริงๆ แล้วคิดค้นได้ตั้งแต่ในปี 1853 โดยนักวิทยาศาสตร์อีดัฟฟีและเจแพทริกเป็นเวลาหลายปีก่อนที่จะมีการนำมาใช้ในเครื่องยนต์แต่น้ำมันไบโอดีเซลเป็นน้ำมันทางเลือกใหม่ที่ผลิตจากพืชผักหรือไขมันสัตว์บางครั้งก็นำสาหร่ายมาดัดแปลงด้วยเช่นกันโดยน้ำมันชนิดนี้เมื่อนำมาใช้กับเครื่องยนต์แล้วพบว่ามีคุณสมบัติในการเผาไหม้ได้ดีไม่ต่างจากน้ำมันจากถ่านหิน

อย่างไรก็ตามการนำมาใช้กับเครื่องยนต์มันจะนำน้ำมันดีเซลปิโตรเลียมมาผสมด้วยซึ่งในปัจจุบันได้รับความนิยมเป็นอย่างมากในระบบขนส่งมวลชนเนื่องจากเป็นน้ำมันที่มีราคาไม่ต่างจากปิโตรดีเซลมากนักนอกจากนี้เผาไหม้ได้อย่างหมดจดไม่มีเขม่าควันหลงเหลือให้เป็นมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมจากความนิยมเป็นอย่างมากเช่นนี้ทำให้ปั๊มน้ำมันจำนวนมากนำไบโอดีเซลมาบริการให้กับลูกค้า

หลักการทำงาน

เครื่องยนต์ดีเซลประดิษฐ์โดย ดอกเตอร์ รูดอลฟดีเซล (Dr. Rudolf Diesel) ในปี ค.ศ. 1897 โดยอาศัยการทำงานของกลจักร คาร์โนต์(Carnot's cycle)ซึ่งคิดขึ้นโดยชาวฝรั่งเศสชื่อ ซาร์ดิ คาร์โน ( Sardi carnot) ตั้งแต่ปี พ.ศ. 1824

หลักการทำงานของเครื่องจักรดีเซล อากาศเมื่อถูกอัดตัวจะมีความร้อนสูงขึ้น แต่ถ้าอากาศถูกอัดตัวอย่างรวดเร็วโดยไม่มีการสูญเสียความร้อน(Adiabatic compression) ทั้งแรงดันและความร้อนจะสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว (Boyle's law) เมื่อฉีดละอองน้ำมันเชื้อเพลิงเข้าไปในอากาศที่ร้อนจัดจากการอัดตัว ก็จะเกิดการเผาไหม้ขึ้นอย่างทันทีทันใด ทำให้เกิดกำลังงานขึ้นกำลังงานที่เกิดขึ้นจะนำไปใช้ประโยชน์ในรูปของแรงขับหรือแรงผลักดัน ผ่านลูกสูบและก้านสูบทำให้เพลาข้อเหวี่ยงหมุน ณ กำลังอัดเดียวกัน อากาศที่อุณหภูมิเริ่มต้นสูงกว่า เมื่อถูกอัดย่อมมีอุณหภูมิสูงกว่าหรือร้อนกว่า

เครื่องยนต์ดีเซลแบ่งออกเป็นแบบใหญ่ๆ ได้เป็น 2 แบบคือ เครื่องยนต์ 4 จังหวะ (The 4-cycle Engine ) และ เครื่องยนต์ 2 จังหวะ (The 2-cycle Engine) ซึ่งมีรายละเอียดังนี้

รูปการทำงานของเครื่องยนต์ 4 จังหวะ

เครื่องยนต์ดีเซลขนาดเล็ก โดยทั่วไปเป็นเครื่องยนต์ 4 จังหวะ สำหรับเครื่องยนต์ 2 จังหวะ มักใช้กับเครื่องยนต์ดีเซลขนาดใหญ่

การทำงานของเครื่องยนต์ 4 จังหวะ

1. จังหวะดูด (Intake Storke) เมื่อลูกสูบเลื่อนลงจากจุดศูนย์ตายบนถึงจุดศูนย์ตายล่าง(TDC-BDC) ลิ้นไอดีจะเปิด อากาศจะถูกดูดเข้ามาประจุในห้องเผาไหม้ แต่ในขณะนี้ลิ้นไอเสียยังคงปิดอยู่

2. จังหวะอัด (Compression Stroke) เมื่อลูกสูบเริ่มเลื่อนขึ้นจากศูนย์ตายล่าง (BDC) ลิ้นทั้งสองจะปิด ดังนั้นอากาศในกระบอกสูบจึงถูกอัดโดยกระบอกสูบแรงดันและความร้อนของอากาศจึงสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว อากาศในขณะนี้เป็นอากาศที่ร้อนแดง " Red hot Air" ถ้าอัตราส่วนการอัดเท่ากับ 20:1 อากาศจะมีแรงดัน 40-45 กก./ตารางเซนติเมตร และมีอุณหภูมิ 500-600 องศาเซลเซียส

3. จังหวะระเบิด (power Stroke) เมื่อลูกสูบเลื่อนขึ้นเกือบจุดศูนย์ตายบน ในปลายจังหวะอัด ละอองน้ำมันเชื้อเพลิงจะถูกฉีดเข้าสู่ห้องเผาไหม้ ทำให้เกิดการเผาไหม้อย่างทันทีทันใด แรงดันจากการเผาไหม้จะผลักดันให้ลูกสูบเลื่อนลง อุณหภูมิจะสูงขึ้นเป็นประมาณ 2000 องศาเซลเซียส และแรงดันสูงขึ้นเป็น 55-80 กก./ตารางเซนติเมตร ในจังหวะระเบิดนี้พลังงานความร้อนจะถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานกล

4. จังหวะคาย (Exaust Stroke) ปลายจังหวะระเบิด ลิ้นไอเสียจะเปิด แก๊สไอเสียจึงขับไล่ออกจากกระบอกสูบ ด้วยการเลื่อนขึ้นของลูกสูบ

เครื่องยนต์ 2 จังหวะ

เครื่องยนต์ดีเซล 2 จังหวะ มักใช้กับเครื่องยนต์ดีเซลขนาดใหญ่ เนื่องจากจังหวะดูด อัด ระเบิด และคาย จะเกิดขึ้นร่วมกัน เพราะจังหวะทั้งสี่จะเกิดขึ้นทุกๆหนึ่งรอบที่เพลาข้อเหวี่ยงหมุน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีวิธีการพิเศษ เพื่อประจุอากาศเข้าสูกระบอกสูบ ด้วยเหตุนี้จึงไม่นิยมใช้กับเครื่องยนต์ดีเซลขนาดเล็ก แต่อย่างไรก็ตาม เมื่อศึกษาการทำงานของเครื่องยนต์ดีเซล 4 จังหวะแล้ว ก็ควรศึกษาการทำงานของเครื่องยนต์ดีเซล 2 จังหวะด้วยเพื่อเป็นการเปรียบเทียบ

เมื่อลูกสูบเลื่อนลง ช่องถ่ายไอดี (Transfer port ) และช่องไอเสีย (Exhaust port) จะเปิดเป็นการประจุอากาศเข้าสู่กระบอกสูบและชับไล่ไอเสียออกจากกระบอกสูบเมื่อลูกสูบเลื่อนขึ้น ทั้งช่องถ่ายไอดี และช่องไอเสียจะปิดอากาศในกระบอกสูบจึงถูกอัดโดยลูกสูบ จนเลื่อนขึ้นถึงจุดศูนย์ตายบนละอองน้ำมันเชื้อเพลิงจะถูกฉีดเช้าไปคลุกเคล้าเข้ากับอากาศที่ร้อนจัดทำให้เกิดการเผาไหม้ แรงดันจากการเผาไหม้ จะผลักให้ลูกสูบเลื่อนลงเมื่อลูกสูบเลื่อนลง เพลาช้อเหวี่ยงก็จะหมุน เนื่องจากการส่งถ่ายกำลังผ่านก้านสูบ

ข้อดี

เครื่องยนต์ดีเซลเป็นเครื่องยนต์สันดาปภายในประเภทหนึ่งมีหลักการทำงานโดยการอัดอากาศร้อนเข้าไปในกระบอกสูบเพื่อให้เกิดการสันดาปของเชื้อเพลิงขึ้นซึ่งเป็นคุณลักษณะของเครื่องยนต์ดีเซลอากาศที่ถูกอัดอยู่ในกระบอกสูบด้วยกำลังอัดที่สูงขึ้นจะทำให้เกิดอุณหภูมิของอากาศในกระบอกสูบสูงขึ้นดังนั้นเมื่อหัวฉีดฉีดเชื้อเพลิงเป็นละอองฝอยเข้าไปกระทบกับอากาศร้อนที่ถูกอัดอยู่ในกระบอกสูบจะเกิดการเผาไหม้ขึ้นแรงดันจากการขยายตัวของแก๊สที่เกิดจากการเผาไหม้จะผลักดันหัวลูกสูบให้เลื่อนลงเป็นกำลังงานถ่ายทอดออกมาปัจจุบันเครื่องยนต์ดีเซลได้นำไปใช้อย่างแพร่หลายในงานประเภทที่ต้องการกำลังงานมากๆ

ข้อดีของเครื่องยนต์ดีเซล

   1. ราคาของน้ำมันเชื้อเพลิงถูกกว่าน้ำมันเบนซิน
   2. เครื่องยนต์ดีเซลไม่ต้องใช้อุปกรณ์ไฟจุดระเบิดซึ่งยุ่งยาก
   3. ชิ้นส่วนของเครื่องยนต์แข็งแรงมีอายุการใช้งานได้ยาวนาน
   4. สามารถรับภาระ (load) ได้ดี
   5. น้ำมันดีเซลไม่ไวไฟเหมือนน้ำมันเบนซินทำให้มีความปลอดภัยมากกว่า

ปัจจัยสำคัญที่ทำให้เครื่องยนต์ดีเซลทำงานได้

1. อากาศ เชื้อเพลิง และการเผาไหม้คือจะต้องมีการผสมกันระหว่างเชื้อเพลิงกับอากาศในอัตราส่วนที่พอเหมาะเพื่อให้มีการจุดระเบิดทำให้เกิดการเผาไหม้ระหว่างเชื้อเพลิงกับอากาศ

2. การอัดอากาศเพื่อเพิ่มอุณหภูมิของอากาศในกระบอกสูบให้สูงจนทำให้มีการจุดระเบิดและเผาไหม้ขึ้นอย่างรวดเร็ว

3. การเคลื่อนที่ขึ้นลงของลูกสูบเป็นการถ่ายทอดพลังงานที่เกิดขึ้นจากการเผาไหม้เป็นพลังงานกลนำไปใช้งานผลจากการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงและอากาศจะดันส่วนบนของลูกสูบทำให้ลูกสูบเคลื่อนที่ถ่ายทอดกำลังไปยังเพลาข้อเหวี่ยง

4. การทำงานเป็นวงจรเพื่อให้เกิดเป็นพลังงานและให้กำลังงานอย่างต่อเนื่องซึ่งในที่นี้จะขอกล่าวเฉพาะวงจรการทำงานของเครื่องยนต์ 4 จังหวะคือ การเคลื่อนที่ขึ้นของลูกสูบ 2 ครั้ง และการเคลื่อนที่ลง 2 ครั้ง เท่ากับ 2 รอบหมุนของเครื่องยนต์

ขอขอบคุณที่มาของทุกแหล่งข้อมูล