| เครื่องจักรสันดาปภายใน และกระบวนการความร้อนคงที่
กระบวนการความร้อนคงที่
กระบวนการความร้อนคงที่ สำหรับแก๊สอุดมคติ Q = 0
วาดกราฟระหว่าง P กับ V เส้นกราฟที่ได้ขณะกำลังอยู่ในช่วงขยายตัว เส้นกราฟจะตกลงเร็วกว่า เมื่อเทียบกับกราฟ PV = คงที่
จากกฎข้อที่หนึ่งของเทอร์โมไดนามิก จะได้
สำหรับช่วงการอัด
สำหรับช่วงการขยายตัว
ตารางบันทึกผล
กำหนดให้ T เริ่มต้นเท่ากับ 270 K
| V ( x10-3 m3 ) |
P (kPa) |
T (K) |
| 30 |
|
|
| 20 |
|
|
| 10 |
|
|
จากใบบันทึกผลการทดลอง
คำถาม
1. กำหนด อุณหภูมิเริ่มต้น 260 K ความดัน P1 = 54 kpa และปริมาตร V1 = 40.0 x 10 -3 m3 จงหาอุณหภูมิเมื่อถึงจังหวะอัดสุดเป็นเท่าไร เทียบกับการคำนวณโดยใช้ทฤษฎี กำหนดให้ V2 = 10.0 x 10 -3 m3
เครื่องจักรสันดาปภายใน
4 stroke engine เครื่องยนต์แบบนี้ โดยทั่วไปเรียกว่า เครื่องยนต์ 4 จังหวะ แต่ทางเทคนิคเรียกว่า เครื่องยนต์ 4 ช่วงขักครบรอบการทำงาน เครื่องยนต์ 4 จังหวะ เครื่องยนต์หมุน 2 รอบ ลูกสูบเลื่อนขึ้นลงรวม 4 ครั้งหรือ 4 ช่วงขัก หรือ 4 ระยะชัก ครบรอบการทำงาน นั่นคือครบจังหวะดูด(intake stroke) จังหวะอัด (Compression Stoke) จังหวะระเบิด(Power stoke) และจังหวะคาย(exhaust stroke)
ลองกดที่รูปภาพ เครื่องยนต์สามารถเคลื่อนไหวได้
การทำงานของเครื่องยนต์แก๊สโซลีน 4 จังหวะ
ในแต่ละรอบการทำงาน (cycle) เครื่องยนต์ 4 จังหวะ ลูกสูบจะเคลื่อนที่ขึ้นลง 4 ครั้ง (ขึ้น 2 ครั้ง ลง 2 ครั้ง) โดยเพลาข้อเหวี่ยงหมุน 2 รอบ การที่ลูกสูบขึ้นลง 4 ช่วงชัก ทำให้เกิดการทำงานขึ้น 4 จังหวะ จังหวะการทำงานทั้ง 4 ของเครื่องยนต์แก๊สโซลีน 4 จังหวะมีดังนี้
1. จังหวะดูด (Intake stroke) เมื่อลูกสูบเริ่มเคลื่อนที่ลง ส่วนผสมของน้ำมันเชื้อเพลิงกับอากาศ (เครื่องยนต์ดีเซลจะดูดเฉพาะอากาศเพียงอย่างเดียว) จะถูกดูดเข้ามาในกระบอกสูบโดยผ่านลิ้นไอดี(intake vavle) ซึ่งเปิดอยู่ ลิ้นไอดีจะปิดที่ประมาณปลายจังหวะดูด (ใกล้ศูนย์ตายล่าง)
2. จังหวะอัด (Compression stroke) เมื่อลูกสูบเริ่มเลื่อนขึ้น ลิ้นทั้งสองทั้งลิ้นไอดีและลิ้นไอเสีย (Exhaust valve) จะปิดส่วนผสมของน้ำมันเชื้อเพลิงกับอากาศ (เครื่องยนต์ดีเซลจะเฉพาะอากาศเพียงอย่างเดียว) จะถูกอัดจนกระทั่งใกล้ศูนย์ตายบน ส่วนผสมจะถูกจุดโดยหัวเทียน (เครื่องยนต์ดีเซลน้ำมันเชื้อเพลิงจะถูกฉีดเข้ามาโดยหัวฉีด) การเผาไหม้จึงเริ่มขึ้น
3. จังหวะกำลัง , จังหวะระเบิด (Power stroke) เมื่อลูกสูบเริ่มเลื่อนลงลิ้นทั้งสองยังคงปิดอยู่ แรงดันของแก๊สที่เกิดจากการเผาไหม้ จะกระแทกลงบนหัวลูกสูบ ผลักดันให้ลูกสูบเลื่อนลง จนกระทั่งใกล้ศูนย์ตายล่าง ลิ้นไอเสียจะเปิด
4.จังหวะคาย, จังหวะไอเสีย (Exhaust Stoke) เมื่อลูกสูบเริ่มเลื่อนขึ้น จะผลักดันให้ไอเสียที่ค้างในกระบอกสูบ ออกไปภายนอกโดยผ่านลิ้นไอเสียที่เปิดอยู่ ลิ้นไอเสียยังคงเปิดอยู่จนกระทั่งลูกสูบเลื่อนผ่านศูนย์ตายบนไปเล็กน้อย จากนั้นจะเป็นการเริ่มจังหวะดูดในรอบการทำงานต่อไป
เครื่องยนต์ 4 จังหวะทุกเครื่อง ในแต่ละรอบการทำงาน จะประกอบด้วยจังหวะทั้ง 4 ดังกล่าวเรียงกันไปตามลำดับ
การทำงานของเครื่องยนต์ แก๊สโซลีน 2 จังหวะ
การที่ลูกสูบเลื่อนขึ้นลง 2 ช่วงชัก ทำให้เกิดการทำงานขึ้น 4 จังหวะ เช่นเดียวกันกับเครื่องยนต์ 4 จังหวะ จากรูปเริ่มจาก
A จังหวะอัด (Compression) และจังหวะดูด (intake) ร่วมกันอยู่
B จังหวะกำลังหรือจังหวะระเบิด (Power,ignition)
c จังหวะคาย (Exhaust) และเริ่มถ่ายไอดี (Transfer)
d ถ่ายไอดี (transfer) และเริ่มจังหวะดูด( intake)
ทฤษฏีของเครื่องยนต์สันดาปภายใน
ฟิสิกส์ ภาค กลศาสตร์ของไหล ความร้อน และคลื่น ของ จรัส บุณยธรรมา
|