4. ระบบเชื้อเพลิง, ปั๊มน้ำมันดีเซล, หัวฉีด, หัวเผา

ระบบเชื้อเพลิง

รูปแสดงระบบการจ่ายน้ำมันดีเซลเข้าเครื่องยนต์

แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window

      การจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงในเครื่องยนต์ดีเซล จะเริ่มต้นจากถังน้ำมันดีเซล ได้แรงดูดจากปั๊มดูดน้ำมันเชื้อเพลิง ให้มีแรงดันจ่ายไปตามท่อทาง ผ่านตัวกรองน้ำ และกรองน้ำมันดีเซล ผ่านเข้าปั๊มน้ำมันดีเซล

      การทำงานของปั๊มน้ำมันดีเซลจะสร้างน้ำมันดีเซลให้มีความดันสูง หมุนจ่ายไปตามท่อทางตามจำนวนกระบอกสูบ น้ำมันดีเซลแรงดันสูงนี้จะไหลไปที่หัวฉีด (หัวฉีดของเครื่องยนต์ดีเซล กับเครื่องยนต์แก๊สโซลีนจะต่างกัน หัวฉีดน้ำมันดีเซลจะให้ แรงดันน้ำมันสูงกว่ามาก มีความแข็งแกร่งทนทานกว่า ขนาดทั่วไปจะใหญ่กว่า และทนอุณหภูมิได้สูงกว่าเพราะอยู่ในห้องเผาไหม้) หัวฉีดจะฉีดน้ำมันเป็นฝอยด้วยแรงดันสูง เข้าไปในห้องเผาไหม้ในจังหวะจุดระเบิด    

รูปภายในเครื่องยนต์ดีเซล

วิดีโอการทำงานของระบบเชื้อเพลิงในเครื่องยนต์ดีเซล

การฉีดน้ำมันดีเซลจ่ายเข้าห้องเผาไหม้ จะได้แรงดันการฉีดจากปั๊มน้ำมันดีเซล

ปั๊มน้ำมันดีเซล (Diesel fuel pump or Injection pump) คืออุปกรณ์สร้างแรงดันให้กับน้ำมันดีเซล หน้าที่หลัก ๆ จะดูดน้ำมัน และสร้างพลังงานให้แก่น้ำมันเพื่อส่งไปตามท่อทางไปยังหัวฉีด เพื่อให้เกิดจังหวะจุดระเบิดในเครื่องยนต์ ตามสภาวะความต้องการของเครื่องยนต์

รูปปั๊มดีเซลแบบอินไลน์ (Inline)

รูปภาคตัดของปั๊มน้ำมันดีเซลแบบอินไลน์

รูปปั๊มน้ำมันดีเซลสมัยใหม่แบบจานจ่าย (Distribution pump) ของบ๊อสห์

รูปส่วนประกอบภายในของปั๊มดีเซลแบบจานจ่าย

วิดีโอการทำงานของปั๊มจานจ่าย

      เมื่อใช้งานเครื่องยนต์ไป เวลาหนึ่ง การฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงของปั๊มน้ำมันดีเซลจะมีประสิทธิภาพลดลง การฉีดน้ำมันแต่ละสูบจะไม่เท่ากัน เครื่องยนต์เดินไม่เรียบ ฯลฯ ดังนั้น จึงมีความจำเป็นที่จะต้องทดสอบปั๊ม (Test pump) เพื่อให้ปั๊มสามารถใช้งานได้มีประสิทธิภาพเช่นเดิม

รูปเครื่องทดสอบปั๊ม

วิดีโอแสดงการเทสปั๊มของเครื่องยนต์คอมมอนเรล

      ความแตกต่างของเครื่องยนต์ดีเซล และเครื่องยนต์แก๊สโซลีน อยู่ที่กระบวนการฉีดจ่ายน้ำมัน (Injection process)

      ในเครื่องยนต์แก๊สโซลีนแบบหัวฉีด จะใช้หัวฉีด ฉีดตรงท่อก่อนทางเข้าห้องเผาไหม้ ถ้าเป็นคาร์บูเรเตอร์จะใช้การผสมอากาศกับน้ำมันที่คาร์บูเรเตอร์ก่อนเข้าไปในห้องเผาไหม้ เชื้อเพลิงในเครื่องยนต์แก๊สโซลีนจะไหลเข้าห้องเผาไหม้ในจังหวะดูด และทำงานตามวัฏจักรที่กล่าวมาในตอนต้น      

หัวฉีดดีเซล (Diesel nozzle) ในเครื่องยนต์ดีเซลจะฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงในห้องเผาไหม้โดยตรง กล่าวคือจะติดหัวฉีดภายในกระบอกสูบ

รูปหัวฉีดน้ำมันดีเซล

รูปหัวฉีด และส่วนประกอบภายใน

รูปภาคตัดหัวฉีดน้ำมันดีเซล

รูปหัวฉีดอีกแบบหนึ่งแบบมีเดือยยื่นออกมา

วิดีการทำงานของหัวฉีดดีเซล

      เครื่องยนต์ดีเซลใช้การฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงโดยตรง – น้ำมันดีเซลจะถูกฉีดโดยตรงไปยังกระบอกสูบ หัวฉีดในเครื่องยนต์ดีเซลมีส่วนประกอบที่ซับซ้อนมากที่สุด หัวฉีดต้องมีความสามารถทนต่ออุณหภูมิ และความดันภายในที่มีค่าสูงได้

      การจ่ายเชื้อเพลิงของหัวฉีด จะจ่ายอย่างสม่ำเสมอ และจ่ายเป็นละออง เพื่อให้ฟุ้งกระจายภายในห้องเผาไหม้ให้มากที่สุด ถ้าน้ำมันแพร่กระจายไม่ดี จะทำให้เครื่องยนต์เกิดปัญหา เช่น กำลังเครื่องตก เครื่องสั่นเดินไม่เรียบ การจุดระเบิดในห้องเผาไหม้แต่ละสูบไม่เท่ากัน รถยนต์รุ่นใหม่ ๆ จึงต้องมีอุปกรณ์ช่วยแก้ปัญหาเหล่านี้ โดยการใช้วาล์วเหนี่ยวนำพิเศษ (Special induction valves), ห้องเผาไหม้ล่วงหน้า หรืออุปกรณ์อื่น ๆ ที่ทำให้อากาศหมุนวนในห้องเผาไหม้ เพื่อให้การเผาไหม้ดีขึ้น สมบูรณ์ขึ้น

      เครื่องยนต์ดีเซลบางรุ่นจะมี หัวเผา (Glow plug) ใช้ในเวลาเมื่อเครื่องยนต์ดีเซลเย็น ในการสตาร์ทครั้งแรก หรือในตอนเช้า กระบวนการอัดตัวของอากาศในห้องเผาไหม้อาจไม่ถึงอุณหภูมิที่จะติดเครื่องได้ หัวเผาจึงเป็นตัวช่วยที่ดี หัวเผาเป็นแท่งความร้อนไฟฟ้า สร้างความร้อนในห้องเผาไหม้ และเพิ่มอุณหภูมิอากาศภายในห้องเผาไหม้ ขณะเครื่องยนต์เย็น ซึ่งทำให้เครื่องยนต์สตาร์ทได้ง่าย ตามที่ เคลย์ บราเธอร์ตัน (Cley brotherton) เป็นผู้คิดค้นหัวเผาขึ้นมา

รูปหัวเผา

รูปหัวเผาร้อนแดง

ห้องเผาไหม้ล่วงหน้า (Pre-combustion chamber) มีในเครื่องยนต์รุ่นใหม่ ๆ ในระบบการฉีดโดยอ้อม หรืออินไดเร็คอินเจ็คชั่น (Indirect injection) เชื้อเพลิงฉีดเข้าไปในบริเวณห้องเผาไหม้ล่วงหน้าก่อน และเกิดการติดไฟแล้วเปลวไฟจึงพ่นออกมาที่ห้องเผาไหม้ ทำให้เครื่องยนต์ติดได้ง่ายรถยนต์บางรุ่นจึงไม่จำเป็นต้องใช้หัวเผาก่อนที่จะติดเครื่องยนต์

รูปห้องเผาไหม้ล่วงหน้า 1

รูปห้องเผาไหม้ล่วงหน้า 2

รูปห้องเผาไหม้ล่วงหน้า 3

วิดีโอแสดงการทำงานของหัวฉีดในห้องเผาไหม้ล่วงหน้า

ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก

“ถ้าขาดความพยายามแล้ว
อย่าว่าแต่เข็ญครกขึ้นเขาเลย
แม้แต่เข็ญครกลงเขา ก็ไม่มีทางทำได้”