คัดลอกบทความมาจาก หนังสือ
Grand Prix Special Automobile Technology
ตอน...นวัตกรรมยานยนต์
**เพื่อเป็นความรู้แก่ผู้สนใจทั่วไป**
รถยนต์นับว่าเป็นอีกหนึ่งปัจจัยสำคัญและมีความจำเป็นในชีวิตประจำวัน มีผู้ใช้รถบางส่วนทราบและเข้าใจถึงการทำงานของระบบต่างๆในรถยนต์เป็นอย่างดี แต่ก็มีผู้ใช้รถอีกส่วนหนึ่งที่ไม่มีความรู้ใดๆเกี่ยวกับรถยนต์เลย เนื้อหาในส่วนแรกนี้ตั้งใจให้ผู้อ่านทราบถึงรายละเอียดเบื้องต้นเกี่ยวกับรถ ยนต์ ที่เราเรียกว่า “ข้อมูลทางด้านเทคนิค” หรือสเป็กรถซึ่งในแค็ตตาล็อกรถยนต์ และคู่มือการประจำรถทุกคัน จะมีข้อมูลส่วนนี้แจ้งอยู่ เพื่อให้เป็นประโยชน์กับผู้อ่านที่จะเรียนรู้รายละเอียดในรถของตน รวมถึงผู้ที่มีโครงการจะซื้อรถในอนาคตก็จะได้ศึกษา เปรียบเทียบรายละเอียดของรถแต่ละยี่ห้อให้ตรงกับความต้องการมากที่สุด
ข้อมูลทางด้านเทคนิคที่แจ้งไว้ให้ผู้ใช้รถทราบในเอกสารประชาสัมพันธ์ของรถยนต์ยี่ห้อต่างๆมีดังนี้
มิติ (Dimensions)
ยาว/กว้าง/สูง (Length/Width/Height) หมายถึง ความยาวรวมทั้งหมดจากกันชนหน้าถึงกันชนหลัง ไม่นับรวมอุปกรณ์ตกแต่งต่างๆ เช่น กันชนเสริม ยางอะไหล่ ความกว้างวัดจากตัวถังส่วนที่กว้างที่สุดของด้านขวา จดตัวถังด้านซ้าย ไม่รวมกระจกมองข้าง ส่วนความสูง วัดจากพื้นรถถึงหลังคารถ ไม่นับรวมอุปกรณ์เสริมพวกจุดยึดต่างๆบนหลังคา
* ระยะฐานล้อ (Wheelbase) คือ ความยาวจากเพลาหน้า (จุดศูนย์กลางของล้อหน้า) ถึงเพลาหลัง (จุดศูนย์กลางของเพลาหลัง)
* ระยะห่างล้อ (Tread) เป็นระยะระหว่างจุดกึ่งกลางของ “หน้ายางล้อซ้าย” ถึงจุดกึ่งกลางของ “หน้ายางล้อขวา” ระยะห่างของล้อหน้าและของล้อหลังไม่จำเป็นต้องเท่ากัน ดังนั้นรถหลายๆรุ่นจึงระบุทั้งระยะห่างล้อหน้าและระยะห่างล้อหลัง
* ความสูงจากพื้นรถ (Ground Clearance) วัดจากพื้นถนนถึงส่วนที่ต่ำสุดของรถ ไม่นับรวมยาง
* ขนาดของห้องโดยสาร (Interior Dimensions) คิดจากพื้นที่ใช้งานภายในห้องโดยสาร ทั้งความกว้าง ความยาว และความสูง
* น้ำหนักรถ (Vehicle Weight) น้ำหนักรถสุทธิ นับรวมอุปกรณ์ ทั้งหมดที่จำเป็นต่อการทำงานของเครื่องยนต์ เช่น น้ำมันเชื้อเพลิง (บางส่วน) น้ำมันหล่อลื่นส่วนต่างๆ และน้ำหล่อเย็น แต่ไม่รวมน้ำหนักผู้โดยสาร สัมภาระในห้องโดยสาร เครื่องมือต่างๆ และน้ำหล่อเย็น แต่ไม่รวม น้ำหนักผู้โดยสาร สัมภาระในห้องโดยสาร เครื่องมือต่างๆ และยางอะไหล่ มาตรฐานใหม่ของยุโรป ให้นับรวมคนขับด้วย โดยเฉลี่ยน้ำหนักไว้ที่ 75 กิโลกรัม
จำนวนที่นั่ง (Seating Capacity) จำนวนบุคคลขนาดตัวมาตรฐานที่สามารถ เข้าไปโดยสารในรถได้มากที่สุด แบบไม่อึดอัด
น้ำหนักบรรทุกสูงสุด (Maximum Loading Capacity) เป็นน้ำหนัก(ทั้งผู้โดยสารและสัมภาระ) สูงสุดที่รถคันนั้นสามารถรับได้
น้ำหนักรวม (Gross Vehicle Weight) คือ น้ำหนักที่บรรทุกสูงสุดของรถนั้นๆรวมกับน้ำหนักรถ
อัตราสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิง (Fuel Consumption) ระยะทางที่รถสามารถวิ่งไปได้ (กิโลเมตรหรือไมล์) เทียบกับปริมาณน้ำมันเชื้อเพลิงที่ใช้ (ต่อ 1 ลิตร หรือ 1 แกลลอน) ดังนั้น หน่วยของอัตราสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิงจะออกมาเป็น “กิโลเมตร/ลิตร” หรือ “ลิตร/100กิโลเมตร” หรือ “ไมล์/แกลลอน” ก็ได้แตกต่างกันไปในแต่ละประเทศ
รัศมีวงเลี้ยว (Minimum Turning Radius) คือ ครึ่งหนึ่งของเส้นผ่าศูนย์กลางวงเลี้ยว เมื่อหักพวงมาลัยจนสุด บางครั้งอาจพบการแจ้งรายละเอียดด้วยขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางวงเลี้ยวเลย
ระดับมลพิษ (Emission Control) เป็นตัวบอกมาตรฐานการควบคุมมลพิษระดับที่รถรุ่นนั้นๆสามารถผ่านได้ เช่น Euro 5 หรือ ULEV (Ultra-low Emission Vechicle) นอกจากนี้ในรถหลายรุ่นจะระบุเป็นต่ามลพิษแต่ละตัวออกมาเลย เช่น Co2 เท่ากับ 159 กรัม/กิโลเมตร เป็นต้น
o เครื่องยนต์ที่ใช้งานในรถยนต์นั่งเกือยทั้งหมดจะเป็นเครื่องยนต์เบนซิน 4 จังหวะ ซึ่งมีหลักการทำงานของจังหวะทั้ง 4 ดังนี้
o จังหวะดูด (Suction) – ลูกสูบจะเลื่อนลง วาล์วไอดีเปิด วาล์วไอเสียปิด ขณะลูกสูบเลื่อนลงจะเกิดสุญญากาศสร้างแรงดูด ดูดไอดีซึ่งเป็นส่วนผสมระหว่างน้ำมันเชื้อเพลิงกับอากาศ (กรณี Port Injection) เข้ามาในกระบอกสูบ
o จังหวะอัด (Compression) – ลูกสูบเลื่อนขึ้น อัดไอดีที่เข้ามาอยู่ในกระบอกสูบต่อเนื่องจากจังหวะดูด วาล์วไอดีและไอเสียปิดทั้งคู่ ไอดีเมื่อถูกอัดจะเกิดความร้อนและความดันสูง
o จังหวะระเบิด (Explosion) – หลังจากลูกสูบเลื่อนขึ้นจนสุดหัวเทียนจะจุดประกายไฟ ส่วนผสมที่มีความร้อนและความดันสูงจึงเกิดการลุกไหม้ และระเบิดดันลูกสูบให้เลื่อนกลับลงมา จังหวะนี้ถือเป็นจังหวะที่สร้างกำลังงานให้กับเครื่องยนต์และที่จังหวะนี้วาวล์วไอดีและไอเสียปิดสนิท
o จังหวะคาย (Exhaust) – เมื่อลูกสูบเลื่อนกลับลงมาจากแรงดันในจังหวะระเบิด ทำให้เกิดไอเสียที่มีความร้อนสูงจากการเผาไหม้ จังหวะนี้วาล์วไอดีจะปิด วาล์วไอเสียจะเปิด ลูกสูบจะเลื่อนขึ้นเพื่อไล่ไอเสียออกจากกระบอกสูบ หลังจากนั้นลูกสูบจะเลื่อนลงเริ่มจังหวะดูดต่อไปเป็นวัฎจักร
o ระหว่างวัฎจักรจะมีช่วงพิเศษที่เรียกว่า ‘Overlap’ ในช่วงนี้จะเกิดขึ้นในระหว่างรอยต่อของจังหวะสุดท้าย และจังหวะแรก อันได้แก่จังหวะคาย และจังหวะดูด คือ เมื่อลูกสูบเลื่อนขึ้นไล่ไอเสียกำลังจะหมด วาล์วไอเสียกำลังจะปิด วาล์วไอก็ชิงเปิดออกมาก่อน เพื่อให้ไอดีส่วนหนึ่งมาช่วยไล่ไอเสีย อีกส่วนหนึ่งคลุกเคล้ากับไอเสียส่วนที่เหลือ (เพียงน้อยนิด) ซึ่งมีความร้อนเป็นการอุ่นไอดี เพื่อให้เตรียมพร้อมก่อนการเผาไหม้ต่อไป
เทอร์โบชาร์จเจอร์ (Turbo System)
เทอร์โบชาร์จเจอร์เป็นอีกหนึ่งอุปกรณ์ที่เพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานของเครื่องยนต์ โดยใช้หลักการในการในการเพิ่มความหนาแน่นของอากาศ(อัดอากาศ) ก่อนเข้าสู่ห้องเผาไหม้ ซึ่งส่งผลให้การจุดระเบิดรุนแรง และได้กำลังมากกว่าการดูดอากาศของเครื่องยนต์ปกติ หารทำงานใฃ้เทอร์ไบน์หนึ่งคู่ที่เชื่อมอยู่บนแกนเดียวกัน (แต่แบ่วห้องการทำงานอย่างเป็นสัดส่วน) และหมุนไปพร้อมๆกัน เทอร์ไบน์ด้านหนึ่งจะได้รับแรงขับจากไอเสียที่ออกมาจากห้องเผาไหม้ซึ่งมีความร้อนและความดันสูง ก่อนถูกปล่อยออกสู่บรรยากาศผ่านท่อไอเสีย ขณะที่เทอร์ไบน์อีกด้านหนึ่ง (หรือ Impeller) ดูดและอัดอากาศเข้าสู่ห้องเผาไหม้
**ขั้นตอนการทำงานของเทอร์โบชาร์จเจอร์**
1. เทอร์ไบน์รับแรงขับเคลื่อนมาจากไอเสีย ที่ออกมาจากห้องเผาไหม้ ซึ่งมีทั้งความร้อนและความดันสูง
2. อากาศถูกดูด ผ่านทางท่อด้านดูดของเทอร์ไบน์
3. อากาศถูกอัดให้มีความหนาแน่นสูง ก่อนส่งเข้าไปในห้องเผาไหม้
4. เมื่อไอเสียเข้าไปหมุนเทอร์ไบน์แล้ว ก็ถูกปล่อยออกสู่บรรยากาศผ่านท่อไอเสียต่อไป
ประเภทเครื่องยนต์ และศัพท์ทางเทคนิค (Engine Type and Technical Term)
หากแบ่งเครื่องยนต์ตามประเภทของน้ำมันเฃื้อเพลิงหลักๆก็มีอยู่ 2 ประเภท คือ เครื่องยนต์ที่ใช้น้ำมันดีเซล (Diesel Engines) และเครื่องยนต์ที่ใช้น้ำมันเบนซิน (Gasoline Engines) ซึ่งเครื่องยนต์ทั้ง 2 ประเภท แตกต่างกันจากรูปแบบการทำงาน และต่อเนื่องไปจนถึงรูปแบบของการใช้งาน แต่ในปัจจุบันเครื่องดีเซลถูกพัฒนาให้มีสมรรถนะเทียบเคียงเครื่องยนต์เบนซินมากยิ่งขึ้น
แบ่งตามลักษณะการวางกระบอกสูบ (Cylinder Model) นอกจากจะจัดประเภทตามจำนวนลูกสูบแล้ว ยังแบ่งตามลักษณะของกระบอกสูบอีก ปัจจุบันที่นิยมใช้งานในรถยนต์มีอยู่หลายรูปแบบ อาทิ
เครื่องยนต์แถวเรียง (Inline Engine) เช่น เครื่องยนต์ 4 สูบ แถวเรียงและเครื่องยนต์ 5 สูบแถวเรียง เป็นต้น เครื่องยนต์ประเภทนี้จะนิยมใช้อย่างแพร่หลาย เพราะออกแบบง่าย แต่ถ้าปริมาณลูกสูบมากขึ้นจะกินพื้นที่ภายในห้องเครื่อง ซึ่งจะสร้างความลำบากในการออกแบบรูปทรงรถให้สวยงาม
เครื่องยนต์วางลูกสูบลักษณะตัว ‘V’ (V-Type Engine) เป็นการออกแบบเพื่อแก้ปัญหาเรื่องพื้นที่ในการวางเครื่อง กรณีที่เครื่องยนต์นั้นถูกออกแบบให้มีลูกสูบมากกว่า 4 สูบ เครื่องยนต์สูบ ‘V’ จะเริ่มต้นที่ V5 สูบ (เคยใช้ใน Volkswagen Passat) กระทั่งถึงเครื่อง V16 สูบ
เครื่องยนต์สูบนอน (Horizontally Opposed Engine) ออกแบบลูกสูบให้วางอยู่ในแนวระดับ ทำงานตรงกันข้ามกันเช่น เครื่องยนต์สูบนอน 4 สูบในรถ Subaru Impreza และรถโฟล์คเต่าลูกสูบจะถูกวางอยู่ฝั่งซ้าย 2 สูบ และฝั่งขวาอีก 2 สูบ เป็นต้น ข้อดีของการวางลูกสูบในลักษณะเช่นนี้ คือ จะทำให้รถมีศูนย์ถ่วง (C.G.) ต่ำกว่ารถยนต์ที่วางลูกสูบในลักษณะอื่น การทรงตัวในขณะเข้าโค้งจึงสามารถทำได้ดีกว่า
ระบบวาล์ว (Valve System) หมายถึง ลักษณะการวางรูปแบบวาล์ว ซึ่งขึ้นอยู่กับผู้ออกแบบเครื่องยนต์ ในปัจจุบันมีใช้อยู่ประมาณ 3 รูปแบบ ได้แก่
OHV (Over Head Valve) เป็นการวางวาล์วไว้ด้านบนของลูกสูบ เพลาลูกเบี้ยวถูกฝังอยู่ในเสื้อสูบ และดันก้านกระทุ้งวาล์ว กระเดื่องกดวาล์ว แล้วจึงมาดันวาล์วให้เปิด-ปิด ตามจังหวะการทำงาน
OHC หรือ SOHC (Over Head Camshaft or Single Over Head Camshaft) ใช้เพลาลูกเบี้ยวหนึ่งเพลาซ฿งถูกออกแบบไว้บนฝาสูบและหมุนเตะวาล์วโดยตรง การออกแบบวาล์วแบบนี้จะลดการทำงานของชิ้นส่วนต่างๆไปได้มาก จึงสามารถทำงานได้รวดเร็วกว่าระบบ OHV
DOHC (Double Over Head Camshaft) ใช้เพลาลูกเบี้ยวคู่ออกแบบไว้บนฝาสูบ หมุนเตะวาล์วโดยตรงเช่นเดียวกัน โดยมากจะเป็นเครื่องยนต์แบบมัลติวาล์ว (มากกว่า 2 วาล์วต่อสูบ)
สำหรับข้อมูลส่วนอื่นจะทยอยนำมาลงเพิ่มไปเรื่อยๆนะครับ ส่วนถ้าใครอดใจรอไม่ไหว ก็อย่าลืมไปอุดหนุนหนังสือ Automobile Technology ตอน...นวัตกรรมยานยนต์ เล่มละ 150 บาท ที่แผงหนังสือไกล้บ้านนะครับ
0 ความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น