โครงสร้างของเครื่องยนต์

หน้าที่ชิ้นส่วนของเครื่องยนต์
1.ฝาสูบ( cylinder head )
ฝาสูบเป็นชิ้นส่วนที่ปิดห้องเผาไหม้และมีชุดกลไกของลิ้นอยู่ หัวฉีด ท่อไอดี ไอเสีย หัวเผา ติดตั้งอยู่ ฝาสูบจะทำด้วย เหล็กหล่อที่มีความแข็งแรงสูงต้องทนต่อแรงอัดได้ดี ซึ่งเกิดจากการเผาไหม้ทำมาจากเหล็กหล่อหรืออลูมิเนียมผสมแล้วแต่ การออกแบบของบริษัท
2. ท่อร่วมไอเสีย ( exhaust manifold )
เมื่อเกิดการเผาไหม้แก๊สที่เหลือจะต้องออกสู่อากาศภายนอกโดยทางลิ้นไอเสียและออกมาที่ท่อร่วมไอเสียท่อร่วมไอเสีย ทำมาจากเหล็กหล่อขึ้นรูป
3. ท่อร่วมไอดี ( intake manifold )
ท่อไอดีเป็นที่ผ่านอากาศบริสุทธิ์ที่ถูกดูดผ่านทางหม้อกรองอากาศเพื่อเข้าไปยังกระบอกสูบในจังหวะดูด โดยผ่านทาง ลิ้นไอดี ท่อไอดีส่วนมากทำมาจากอลูมิเนียม
4. ลิ้น ( valve ) (วาล์วไอเสีย = exhaust valve ) (วาล์วไอเสีย = intel valve )
หน้าที่ของลิ้นคือป้องกันการรั่วของไอดี และจะต้องเปิด - ปิดอย่างรวดเร็วในช่างเวลาอันสั้นลิ้นจะสวมอยู่กับปลอก นำลิ้นและทำงานลักษณะเคลื่อนที่ในแนวขึ้น - ลงหน้าสัมผัสของลิ้นจะทำมุม 30 องศาหรือ 45 องศาเพื่อป้องกันการรั่ว ลิ้นไอดีและไอเสียทำด้วยวัสดุที่ทนทานต่อความร้อน ลิ้นไอดีร้อนถึง 400 เซลเซียส ซึ่งลิ้นไอเสียร้อนถึง 500-800 เซลเซียส
5. สปริงลิ้น ( valve spring )
สปริงลิ้นจะเป็นตัวทำให้ลิ้นปิดสนิทกับบ่าลิ้นได้อย่างรวดเร็ว สปริงลิ้นจะต้องมีค่าความเป็นสปริงคงที่เพื่อป้องกัน การเต้นในขณะที่เครื่องยนต์มีความเร็วสูง
6. หมวกวาล์ว
เป็นตัวอยู่ด้านบนของสปริงเพื่อเป็นตัวช่วยล็อคสปริงโดยมีปะกับวาล์วเป็นตัวล็อค
7. ยางหมวกวาล์ว
เป็นตัวที่อยู่ด้านในของสปริงประกอบติดกับปลอกวาล์วเป็นตัวป้องกันน้ำมันเครื่องไหลเข้าไปตามลิ้นและเข้าไปใน กระบอกสูบ
8. ปะกับลิ้น ( valve spring retainer )
เป็นตัวล็อคลิ้นให้อยู่ไม่หลุดกับสปริงในขณะที่เครื่องยนต์ทำงาน
9. กรองอากาศ ( air cleaner ) ใส้กรองอากาศ ( air filter)
หน้าที่คือกรองสิ่งสกปรก ฝุ่นไม่ให้เข้ากระบอกสูบโดยมีไส้กรองเป็นตัวดักและส่วนมากไส้กรองจะทำมากระดาษ
10. กระเดื่องวาล์ว ( rocker arm )
เป็นกลไลเพื่อเปิด - ปิด ลิ้นตามจังหวะของเพลาลูกเบี้ยว
11. ลูกสูบ ( piston )
เป็นชิ้นส่วนที่มีการเคลื่อนไหวขึ้น - ลง อยู่ในกระบอกสูบ ลูกสูบนั้นจะต้องมีความแข็งแรงพอที่จะรับแรงกดดัน และความร้อนที่เกิดขึ้นในห้องเผาไหม้ได้ หน้าที่ของลูกสูบก็คือ รับแรงกดดันจากการเผาไหม้และส่งกำลังงานนี้ไปสู่เพลา ข้อเหวี่ยงโดยผ่านก้านสูบ โดยปกติแล้วลูกสูบนั้นจะทำมาจากโลหะผสมอลูมิเนียม
หน้าที่
1 รับแรงดันจากการระเบิด
2 เป็นส่วนหนึ่งของห้องเผาไหม้
3 เป็นซีลป้องกันการรั่วถึงกัน ระหว่างห้องเผาไหม้กับห้องเพลาข้อเหวี่ยง
4 ระบายความร้อน
คุณสมบัติวัสดุที่ใช้ทำลูกสูบ
- น้ำหนักเบา
- มีคุณสมบัติในการลื่นไถลดี
- มีอัตราขยายตัวต่ำ
- มีราคาถูก
- มีความแข็งแรง
- ทนต่อการสึกหรอ
- มีการถ่ายเทความร้อน
วัสดุที่ใช้ทำลูกสูบ
- ลูกสูบเหล็กหล่อ
ในเครื่องยนต์รุ่นเก่าลูกสูบทำจากเหล็กหล่อ
- ลูกสูบอลูมิเนียมผสม
วิวัฒนาการได้สูงขึ้นวัสดุที่ใช้ทำจึงดีขึ้นตามลำดับ
การระบายความร้อนลูกสูบ
1 แบบฉีดน้ำมันเครื่องหล่อลื่นใต้หัวลูกสูบ
น้ำมันเครื่องจะถูกฉีดขึ้นไประบายความร้อยใต้ลูกสูบ
2 แบบระบายความร้อนด้วยน้ำมันเครื่องที่ไหลเป็นช่วง ๆ
น้ำมันเครื่องจะไหลไปเก็บไว้ที่ช่องเล็ก ๆที่ข้างลูกสูบ
3 แบบน้ำมันเครื่องไหลด้วยความเร็วสูง
น้ำมันเครื่องจะไหลทางช่องทางก้านสูบขึ้นไปสู่สลักก้านสูบ
12. แหวนลูกสูบ ( piston ring )
แหวนลูกสูบจะสวมอยู่ที่ร่องของลูกสูบเพื่อป้องกันไม่ให้กำลังอัดรั่ว และเป็นตัวนำความร้อนของลูกสูบออกไปสู่ผนัง กระบอกสูบ แหวนลูกสูบยังกวาดฟิล์มน้ำมันที่กระบอกสูบ และป้องกันไม่ให้น้ำมันเครื่องเข้าไปสู่ห้องเผาไหม้ แหวนลูกสูบทั่ว ๆไป จะเคลือบด้วยโครเมี่ยมที่ด้านบน ด้านล่าง และด้านนอกแหวนที่เคลือบด้วยโครเมียมนี้จะลด ความฝืด และนำความร้อนได้ดี แต่แหวนลูกสูบที่เคลื่อบโครเมียมจะไม่ใช้กับกระบอกสูบแบบโครมาร์ด หรือกระบอกสูบ ที่เป็นเหล็กหล่อ นั่นคือกระบอกสูบที่แข็งจะต้องใช้แหวนธรรมดาหรือกระบอกสูบธรรมดาต้องใช้แหวนแบบพิเศษ
แหวนลูกสูบสามารถแบ่งได้เป็น
1. แหวนอัด
2. แหวนกวาดน้ำมัน
3. แหวนน้ำมัน
ลักษณะของแหวนลูกสูบ
1. แบบมน
2. แบบเรียว
3. แบบตัดล่าง
4. แบบตัดตรง
5. แบบตัดเฉียง
6. แบบเปเปอร์
การจัดปากแหวนลูกสูบ
1. จัดปากแหวนห้ามตรงกัน
2. ห้ามจัดปากแหวนตรงกับชายกระโปรงลูกสูบ
3. ห้ามจัดปากแหวนตรงกับสลักลูกสูบ
การใส่แหวนเข้ากับลูกสูบ
1. ใส่แหวนให้ตัวหนังสือขึ้นด้านบน
2. ใส่แหวนตัวด้านในก่อนเสมอ
13. แบริ่งเพลาข้อเหวี่ยง ,แบริ่งข้อเมน ( main bearing )
ทำหน้าที่รองรับระหว่างเพลาข้อเหวี่ยงกับเสื้อสูบ
14. แบริ่งกันรุน (thrust bearing )
เป็นแบริ่งที่มีหน้าแปลนเป็นขอบสูงขึ้นมาด้านข้างสำหรับรองรับแรงกระทำด้านข้างในขณะที่เครื่องยนต์มีการเหยียบ คลัตช์ เพลาข้อเหวี่ยงจะมีการเคลื่อนที่ไปมา
15. แบริ่งก้านสูบ
ทำหน้าที่รองรับแกนหมุนโดยสามารถลดผืด การสึกหรอและลดแรงเสียดทานระหว่างชิ้นส่วนที่มีการ การเคลื่อนที่ สัมพันธ์กันกับแบริ่งมีหลายแบบขึ้นอยู่กับแบบการเลือกใช้งานเช่น แบบกลมหรือเรียกว่าแบบบูช และ แบบครึ่งซีก เครื่องยนต์ที่ผลิตในประเทศทางเอเชีย เช่นรถยนต์ โตโยต้า , อีซูซุเครื่องยนต์ที่มาเดิมความโตข้อเหวี่ยงและข้อก้าน จะเป็นค่ามาตรฐานคือความโตจะอยู่ที่ผู้ผลิตจะกำหนด และอ่านค่าที่แบริ่งจะมีตัวหนังสือบอกเป็นคำว่า " STD " อยู่และ เมื่อเครื่องยนต์ถูกใช้งานมีการซ่อมเครื่องยนต์ จำเป็นต้องเจียรไนข้อเหวี่ยงการเจียรไนคือการนำข้อเหวี่ยงไปกลึงใหม่นั่น คือก็จะทำให้ข้อเหวี่ยงเล็กลงเราจำเป็นต้องเปลี่ยนแบริ่งตามไปด้วยซึ่งก็จะตามกับที่เรานำข้อไปเจียรไนคือแบริ่งใหญ่ขึ้น วัสดุที่ใช้ทำ แบริ่งจะทำด้วยดีบุกผสมกับตะกั่ว , ทองแดงผสมตะกั่ว
การเปลี่ยนแบริ่ง
การอ่านค่าแบริ่ง ค่ามาตรฐาน คือ STD
ข้อเหวี่ยงเจียรไนครั้งที่ 1 ขนาดแบริ่ง 0.25 มม.
ข้อเหวี่ยงเจียรไนครั้งที่ 2 ขนาดแบริ่ง 0.50 มม.
ข้อเหวี่ยงเจียรไนครั้งที่ 3 ขนาดแบริ่ง 0.75 มม.
ข้อเหวี่ยงเจียรไนครั้งที่ 4 ขนาดแบริ่ง 1.00 มม.
การเจียรไน 1 ครั้งจะเจียรไน ครั้งละ 0.25 มม. แต่ถ้ายังเป็นรอยอีก ก็จำเป็นต้องครั้งที่ 2
แบริ่ง ขนาด 0.25 มม. บางครั้งเราเรียกว่า "SIZE 10 "
แบริ่ง ขนาด 0.50 มม. บางครั้งเราเรียกว่า "SIZE 20 "
การอ่านค่าแบริ่ง "SIZE 10 , SIZE 20 " จะเป็นการอ่านค่าของรถยนต์ทางยุโรป
16. เสื้อสูบ ( cylinder block )
เป็นโครงสร้างและเป็นที่ยึดส่วนประกอบที่สำคัญของเครื่องยนต์ กระบอกสูบ ,เพลาลูกเบี้ยวและอื่นๆ โดยทั่วไปทำด้วย เหล็กหล่อที่สามารถทนแรงกระแทก และอุณหภูมิของห้องเผาไหม้ภายในกระบอกสูบได้ดีและเป็นที่บอกรหัสเครื่องยนต์ หรือหมายเลขเครื่องยนยต์
17. ปลอกสูบ ( liner )
ปลอกสูบทั่วไปมี 2 ชนิด
1 ปลอกสูบแบบเปียก (wet liner )
วัสดุที่ใช้ทำปลอกสูบคือเหล็กหล่อ ด้านในเคลือบด้วยโครเมียม ผ่านการชุบแข็ง เพื่อลดการสึกหรอ ด้านนอกจะโดน น้ำหล่อเย็นโดยตรง
ข้อดีปลอกสูบแบบเปียก คือสามารถถอด - เปลี่ยนได้จะมีลูกยางเป็นซีลป้องกันการรั่วของน้ำหล่อเย็นเข้าอ่าง น้ำมันเครื่อง
2 ปลอกสูบแบบแห้ง ( dry liner )
วัสดุที่ใช้ทำจะเป็นเหล็กเหนียวผสมกับวัสดุเช่นสเตนแลส สามารถถอด - เปลี่ยนได้ ด้านนอกปลอกสูบจะ
ไม่โดนน้ำหล่อเย็นโดยตรงจะมีเสื้อสูบอยู่ชั้นนอก
18. ก้านสูบ ( connecting rod )
เป็นชิ้นส่วนที่ต่อระหว่างลูกสูบต่อไปยังเพลาข้อเหวี่ยง โดยทำหน้าที่ เปลี่ยนการเคลื่อนที่แบบกลับไปกลับมาของ ลูกสูบเป็นการเคลื่อนที่แบบหมุนของเพลาข้อเหวี่ยง ก้านสูบทำมาจากเหล็กกล้าชนิดพิเศษ
19. สลักก้านสูบ
เป็นวัสดุแกนทรงกระบอกที่ใช้ยึดระหว่างลูกสูบกับก้านสูบ
20. ลูกกระทุ้ง ( cam follower )
เป็นตัวกลางถ่ายทอดแรงกระทำจากลูกเบี้ยวไปยังก้านกระทุ้งเพื่อกระตุ้นให้วาล์วเกิดการทำงาน
21. ก้านกระทุ้ง ( push rod )
เป็นชิ้นส่วนที่ใช้ถ่ายทอดการเคลื่อนที่ระหว่างลูกกระทุ้งกับกระเดื่องวาล์วของเครื่องยนต์จะใช้ในเครื่องยนต์แบบ โอเวอร์เฮดวาล์ว ( OHV )
22. ปั๊มน้ำมันเครื่อง ( oil pump )
หน้าที่ดูดน้ำมันจากอ่างน้ำมันและส่งไปหล่อเลี้ยงส่วนต่าง ๆ ของเครื่องยนต์ ปั๊มน้ำมันเครื่องถูกขับโดยเฟืองจาก เพลาลูกเบี้ยวหรือถูกขับโดยเพลาข้อเหวี่ยงโดยตรงจะมีใช้เครื่องยนต์แบบ ( OHC )
23. เพลาลูกเบี้ยว ( camshaft )
มีหน้าที่เปิดวาล์วของเครื่องยนต์โดยรับพลังงานจากเพลาข้อเหวี่ยงจะหมุนเป็น 1/2 ของเพลาข้อเหวี่ยงจะมีลูกเบี้ยว
ไอดีและไอเสียวัสดุที่ใช้ทำเป็นเหล็กหล่อผสมแกรไฟต์และชุบแข็งที่ผิวลูกเบี้ยวเพื่อลดการสึกหลอระหว่างการเสียดสี
วิธีการขับเพลาลูกเบี้ยว
1. แบบใช้เฟืองขับโดยตรง (gear timing )
2. แบบใช้โซ่ (chain timing )
3. แบบใช้สายพาน (belt timing ) มีหน้าที่เป็นชิ้นส่วนที่พาชิ้นส่วนของเครื่องยนต์ให้หมุนตาม เช่นเฟืองปั๊มน้ำมัน เชื้อเพลิงเฟืองเพลาลูกเบี้ยวโดยเริ่มรับพลังงานมาจากเพลาข้อเหวี่ยง
24. กรองน้ำมันหล่อลื่น ( oil filler )
มีหน้าที่กรองสิ่งสกปรกหรือเศษต่างจากน้ำมันเครื่องในรถยนต์ในปัจจุบันจะใช้กรองแบบผนึกภายในทำด้วยกระดาษ
25. กรองน้ำมันเชื้อเพลิง ( fuel fitter )
มีหน้าที่กรองสิ่งสกปรกหรือเศษต่างๆ จากน้ำมันโซล่าหรือดีเซล ในรถยนต์
26. หัวเผา ( glow plug )
มีหน้าที่อุ่นไอดีให้มีอุณหภูมิสูงขึ้นเพื่อให้เครื่องยนต์ติดได้ง่ายขึ้น
27. เพลาข้อเหวี่ยง ( crankshaft )
เป็นเพลาหลักของเครื่องยนต์ ทำหน้าที่ถ่ายทอดการเคลื่อนที่ขึ้น - ลงของลูกสูบเป็นการหมุนของเพลาข้อเหวี่ยง เพลาข้อเหวี่ยงผลิตขึ้นมาจากเหล็กกล้าและชุบแข็งด้วยความร้อน เพลาข้อเหวี่ยงประกอบไปด้วยข้อเมนและข้อก้านสูบ
28. ล้อช่วยแรง ( fly wheel )
เป็นล้อที่มีน้ำหนักมากและยึดติดกับเพลาข้อเหวี่ยงเพื่อสะสมพลังงานในขณะหมุนและช่วยให้เพลาหมุนต่อไปได้อย่าง สม่ำเสมอและเป็นที่ยึดติดเฟืองสำหรับสตาร์ทเครื่องยนต์
29. พลูเลย์หน้าเครื่อง ( pulley )
เป็นพลูเลย์ที่ยึดติดกับเพลาข้อเหวี่ยงสำหรับใช้ขับเคลื่อนปั๊มน้ำและระบบไฟชาจน์โดยใช้สายพานเป็นตัวขับ 30. ปั๊มน้ำ
ทำหน้าที่หมุนเวียนน้ำในระบบ ปั๊มน้ำติดตั้งอยู่ด้านหน้าเครื่องยนต์ถูกขับด้วยสายพานหน้าเครื่อง
31. ฝาครอบหน้าเครื่อง
เป็นชิ้นส่วนที่ทำมาจากอลูมิเนียมสำหรับเครื่องยนต์ที่ใช้เฟืองและแบบโซ่เป็นชุดไทมิ่งหน้าเครื่องมีหน้าที่ป้องกัน การรั่วของน้ำมันเครื่องที่ใช้หล่อลื่นและสำหรับสายพานจะเป็นพลาสติกแข็ง
32. ฝาครอบวาล์ว ( valve cover )
เป็นชิ้นส่วนที่ทำมาจากอลูมิเนียมมีหน้าที่ป้องกันการรั่วของน้ำมันเครื่องที่ใช้หล่อลื่น กระเดื่องวาล์ว
33. คาบูเรเตอร์ ( carburetor )
เป็นอุปกรณ์ที่มีหน้าที่ผสมอากาศกับน้ำมันเชื้อเพลิงในอัตราส่วนผสมที่พอเหมาะในการจุดระเบิดของเครื่องยนต์ ส่วนมากคาบูเรเตอร์ทำมาจากตะกั่วผสมอลูมิเนียม อัตราส่วนผสมไอดีที่เหมาะสมอยู่ที่ 14.7:1 ตามทฤษฎี โดยภายใน คาบูเรเตอร์มีวงจรที่ทำงานทั้งหมด 6 วงจร
1. วงจรลูกลอยมีหน้าที่รักษาระดับน้ำมันในห้องลูกลอยให้อยู่ในระดับมาตรฐานในวงจรประกอบด้วยลูกลอย
ห้องลูกลอย เข็มลูกลอย
2. วงจรเดินเบามีหน้าที่จ่ายน้ำมันในขณะที่เครื่องยนต์รอบต่ำทำให้เครื่องยนต์เดินเบาได้อย่างสมบูรณ์
3. วงจรหลักเป็นวงจรที่ทำหน้าที่จ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงให้กับเครื่องยนต์ในขณะที่รถยนต์เคลื่อนที่ในอัตราส่วน
18-16 : 1 ถ้าความเร็วสูงกว่านี้วงจรกำลังและปั๊มเร่งจะทำหน้าที่แทน
4. วงจรกำลังจะทำงานต่อจากวงจรหลักจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงในอัตราส่วนผสมที่ 12-13 : 1 เป็นการเพิ่มปริมาณการ จ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงเพิ่มขึ้น
5. วงจรปั๊มเร่งเป็นวงจรที่ผู้ขับรถยนต์เหยียบคันเร่งทันทีขณะรถยนต์วิ่งอยู่โดยจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงที่ 8 : 1
6. วงจรโช๊คทำหน้าที่ควบคุมการจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงในอัตราส่วนที่หนาประมาณ 1 : 1 เมื่อเริ่มติดเครื่องยนต์หรือ เครื่องยนต์เย็นอยู่
34. จานจ่าย ( distributor )
ทำให้หน้าทองเปิด - ปิดตามจังหวะของเครื่องยนต์และเป็นตัวจ่ายไฟแรงสูงไปยังหัวเทียนสูบต่างๆ ตามองศาการ
จุดระเบิดในจานจ่ายประกอบด้วย หน้าทองขาว, คอนเด็นเซอร์ , ฝาครอบจานจ่าย ,หัวโรเตอร์,ชุดกลไกการจุดระเบิดล่วงหน้า
35. หัวเทียน ( spark plug )
ทำหน้าที่จุดประกายไฟในห้องเผาไหม้สำหรับเครื่องยนต์เบนซิล
36. หัวฉีด ( injection nozzle )
มีหน้าที่ฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงให้เป็นฝอยละอองในเครื่องยนต์ดีเซล
37. ปั๊มน้ำมันเชื้อเพลิง , ปั๊มแรงดันสูง
มีหน้าที่ สร้างแรงดันและส่งน้ำมันแรงดันสูงไปยังหัวฉีด โดยรับพลังงานการหมุน จากเพลาข้อเหวี่ยงและเพลาลูกเบี้ยว
38. ประเก็น ( gasket )
ทำหน้าที่ป้องกันการรั่วหรือของน้ำมันตามชิ้นส่วนต่าง ๆเช่นประเก็นฝาสูบป้องกันการรั่วของแก๊สที่เกิดจาก
การเผาไหม้ตามการจุดระเบิดของเครื่องยนต์
39. หม้อน้ำ ( radiator )
เป็นตัวระบายความร้อนของเครื่องยนต์โดยมีน้ำไหลผ่านตามคีบของหม้อน้ำและใบพัดลมจะเป่าเอาความร้อนออก
จากคีบของหม้อน้ำ หม้อน้ำจะทำด้วยทองเหลืองหรือพลาสติกผสมไฟเบอร์
40. เทอโมสตัส ( thermostat )
เป็นตัวควบคุมอุณหมูมิของน้ำในเครื่องยนต์เมื่อน้ำร้อนมากเทอร์โมสตัสจะเปิดให้น้ำไหลผ่านและเมื่อน้ำเย็นลง จะปิดลงทำให้น้ำร้อนขึ้น
41. แหวนน้ำมัน ( oil control ring )
ทำหน้าที่ป้องกันปริมาณของน้ำมันที่ถูกฉีดขึ้นเพื่อหล่อลื่นผนังกระปอกสูบให้เกาะตามผิวของลูกสูบลดการเสียดสี
42. แหวนอัด ( compression ring )
ป้องกันการรั่วของกำลังอัดที่เกิดจากการเผาไหม้ของเครื่องยนต์ อาจจะมีแหวนอัด 2 ตัวในสูบเดียวก็ได้ขึ้นอยู่ การออกแบบของบริษัท
43. ห้องเผาไหม้ ( combustion chamber )
เป็นส่วนที่เกิดการเผาไหม้ของเครื่องยนต์อยู่ในการบอกสูบโดยมีลูกสูบเป็นตัวสร้างกำลังอัด
44. อางนํ้ ามันเครื่อง ( Oil pan )
อางนํ้ ามันเครื่อง เปนชิ้นสวนที่ประกอบอยูดานลางของเสื้อสูบเปนหองเพลาขอเหวี่ยง (Crankcase) มีหน้าที่เป็น ที่เก็บนํ้ ามันเครื่องไวเพื่อใชในการหลอลื่น โดยมีปะเก็นเปนตัวปองการการรั่วระหวางเสื้อสูบกับอางนํ้ ามันเครื่อง