การทำงานเครื่องยนต์เล็ก
หน่วยที่ 3
เครื่องยนต์เล็กและหลักการทำงาน
สาระสำคัญ
เครื่องยนต์เล็กและหลักการทำงานมีความสำคัญมาก ดังนั้นนัก เรียนจะต้องมีความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับ ชนิดของเครื่องยนต์เล็ก ส่วนประกอบของเครื่องยนต์ทั่วไป ส่วนประกอบหลักของ
เครื่องยนต์เล็กเครื่องยนต์เล็กแก๊สโซลีน หลักการท างานของเครื่องยนต์เล็กแก๊สโซลีนแบบ 4 จังหวะ
หลักการทำงานของเครื่องยนต์เล็กแก๊สโซลีนแบบ 2 จังหวะ ที่ใช้ลูกสูบแทนลิ้น หลักการทำงานของ
เครื่องยนต์เล็กแก๊สโซลีนแบบ 2 จังหวะ ที่ใช้ลิ้นแผ่น ส่วนประกอบขอเครื่องยนต์แก๊สโซลีนแบบ 2
และ 4 จังหวะ และหลักการทำงานของเครื่องยนต์เล็กดีเซลแบบ 4 จังหวะ เพื่อจะได้นำความรู้ ความ
เข้าใจไปใช้ในการตรวจซ่อมเครื่องยนต์เล็กต่อไป
สาระการเรียนรู้
1. ชนิดของเครื่องยนต์เล็ก
2. ส่วนประกอบของเครื่องยนต์ทั่วไป
3. ส่วนประกอบหลักของเครื่องยนต์เล็ก
4. หลักการทำงานของเครื่องยนต์เล็กแก๊สโซลีนแบบ 4 จังหวะ
5. หลักการทำงานของเครื่องยนต์เล็กแก๊สโซลีนแบบ 2 จังหวะ
6. ส่วนประกอบของเครื่องยนต์แก๊สโซลีนแบบ 2 และ 4 จังหวะ
7. หลักการทำงานของเครื่องยนต์เล็กดีเซลแบบ 4 จังหวะ
จุดประสงค์การเรียนรู้ที่คาดหวัง
1. บอกชนิดของเครื่องยนต์เล็กได้
2. บอกชื่อส่วนประกอบของเครื่องยนต์ทั่วไปได้
3. บอกชื่อส่วนประกอบหลักของเครื่องยนต์เล็กได้
4. อธิบายหลักการทำงานของเครื่องยนต์เล็กแก๊สโซลีนแบบ 4 จังหวะได้
5. อธิบายหลักการทำงานของเครื่องยนต์เล็กแก๊สโซลีนแบบ 2 จังหวะได้
6. บอกส่วนประกอบของเครื่องยนต์แก๊สโซลีนแบบ 2 และ 4 จังหวะได้
1. ชนิดของเครื่องยนต์เล็ก
เครื่องยนต์เล็กเป็นเครื่องยนต์ที่มีสูบเดียวขนาดไม่เกิน 10 แรงม้า มีชนิดแบบสูบตรง และชนิด
แบบสูบเอียง เครื่องยนต์เล็กที่มีขายอยู่ตามท้องตลาดโดยทั่วไป จะใช้งานเกี่ยวกับด้านการเกษตรเป็น
ส่วนใหญ่ เป็นเครื่องยนต์ที่นำเข้ามาผลิตในประเทศไทย มีทั้งแบบใช้น้ ามันเบนซิน ใช้น้ ามันแก๊สโซฮอล์
ใช้น้ำมันดีเซล เป็นเชื้อเพลิง เครื่องยนต์เล็กมีหลายยี่ห้อ เช่น ฮอนด้า คูโบต้า ยันม่าร์ เป็นต้น
1.1 เครื่องยนต์เล็กชนิดใช้น้ ามันเบนซินเป็นเชื้อเพลิง เป็นเครื่องยนต์ขนาด 1 สูบ
ถังนำ้มัน
ท่อไอเสีย
กรองอากาศ
ชุดสตาร์ท
ที่มา : http://www.google.co.th/imgres?q
ถังนำ้มัน
ท่อไอเสีย
กรองอากาศ 46
ชุดสตาร์ท
รูปที่ 3.2 แสดงเครื่องยนต์เล็กยันมาร์แก๊สโซลีน
ที่มา : http://www.google.co.th/imgres?q
1.2 เครื่องยนต์เล็กชนิดใช้น้ามันดีเซลเป็นเชื้อเพลิง เป็นเครื่องยนต์ขนาด 1 สูบ ดังรูปที่ 3.3
และรูปที่ 3.4
ถังน้ ามัน
กรองอากาศ
ไฟส่องสว่าง
ชุดสตาร์ท
รูปที่ 3.3 แสดงเครื่องยนต์เล็กคูโบต้าดีเซล
ที่มา : http://www.nakarinbangkok.com/articles/49590/เครื่องยนต์ดีเซล.html
ถังน้ ามัน
ท่อไอเสีย
กรองอากาศ47
ไฟส่องสว่าง
ชุดสตาร์ท
รูปที่ 3.4 แสดงเครื่องยนต์เล็กยันมาร์ดีเซล
ที่มา : http://www.google.co.th/imgres?q
2. ส่วนประกอบของเครื่องยนต์ทั่วไป (ENGINE COMPONENTS)
เครื่องยนต์เป็นต้นก าลังของเครื่องมือทุ่นแรงในการเกษตรทั่วไป เช่น รถแทรกเตอร์รถไถแบบ
เดินตาม โดยทั่วไปเครื่องยนต์เล็กจุดระเบิดภายใน ก าลังที่ได้จากเครื่องยนต์จะถูกถ่ายทอดไปยังชิ้นส่วน
และระบบ ต่าง ๆ เช่น ส่งไปยังล้อ ไปยังเพลาส่งก าลัง เพื่อใช้ในการฉุดลาก หรือขับเคลื่อนเครื่องมือ
และอุปกรณ์ทางการเกษตร เช่น เครื่องพ่นยา เครื่องสูบน้ า เครื่องปั่นไฟ เป็นต้น
เครื่องยนต์สามารถแบ่งออกได้ตามชนิดของน้ ามันเชื้อเพลิงที่ใช้ ถ้าใช้น้ำมันเบนซินเป็นน้ำมัน
เชื้อเพลิง เรียกว่า เครื่องยนต์เบนซินหรือเครื่องยนต์แก๊สโซลีน ถ้าใช้น้ ามันดีเซลเป็นน้ำมันเชื้อเพลิง
เรียกว่าเครื่องยนต์ดีเซล ส่วนประกอบที่ส าคัญของเครื่องยนต์ดังรูปที่ 3.548
รูปที่ 3.5 แสดงส่วนประกอบของเครื่องยนต์ทั่วไป
ที่มา : http://vallop-automechanics.blogspot.com/2012/05/blog-post_30.html
1. ฝาสูบ ( Cylinder Head) คือส่วนที่อยู่ตอนบนสุดของเครื่องท าหน้าที่ปิดส่วนบนของ
เครื่องและเป็นที่ตั้งของหัวฉีด ลิ้นไอดี ลิ้นไอเสีย เป็นต้น
2. เสื้อสูบ ( Cylinder Block) คือส่วนที่อยู่ตอนกลางของเครื่อง ท าหน้าที่ห่อหุ้มกระบอกสูบ
เพลาข้อเหวี่ยง และส่วนประกอบอื่นๆ
3. กระบอกสูบ ( Cylinder) คือส่วนที่ได้รับน้ ามันเชื้อเพลิงและอากาศเพื่อการจุดระเบิดและ
ให้ก าลังงานออกมา
4. ลูกสูบ (Piston) คือชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ขึ้นลงภายในกระบอกสูบ เพื่ออัดน้ ามันเชื้อเพลิงและ
อากาศให้มีความดันและอุณหภูมิเหมาะกับการเผาไหม้และให้ก าลังออกมา
5. แหวนลูกสูบ (Piston Ring) แหวนลูกสูบแบ่งออกเป็นแหวนอัดและแหวนน้ ามัน ส าหรับ
เครื่องยนต์ดีเซลจะมีแหวนอัดอยู่ 2-3 ตัว ซึ่งจะอยู่ทางด้านบนของลูกสูบ และแหวนน้ ามันจะอยู่
ทางด้านกระโปรงลูกสูบ เครื่องยนต์ดีเซลมีแหวนลูกสูบมากว่าเครื่องยนต์แก๊สโซลีน 1-2 ตัว เพราะ
เนื่องจากอัตราอัดของเครื่องยนต์ดีเซลจะสูงกว่าเครื่องยนต์แก๊สโซลีน
5.1 แหวนอัด ( Compression Ring) มีหน้าที่ ป้องกันการรั่วซึมของความดันอากาศ
ภายในกระบอกสูบ และยังท าหน้าที่ป้องกันไม่ให้น้ ามันเครื่องรั่วไหลเข้าไปในห้องเผาไหม้
5.2 แหวนน้ ามัน (Oil Ring) มีหน้าที่ กวาดน้ ามันเครื่องที่หล่อลื่นผนังกระบอกสูบไม่ให้ขึ้น
ไปยังห้องเผาไหม้ แหวนน้ ามันจะท าเป็นร่องตรงกลาง และมีรูให้น้ ามันเครื่องไหลกลับ ( Oil Return
Hole) เพื่อให้น้ ามันเครื่องไหลเข้าออก และเพื่อหล่อลื่นลูกสูบกับผนังกระบอกสูบ โดยการผ่านตัวกลาง
แหวนน้ ามัน
6. ก้านสูบ ( Connecting Rod) คือส่วนที่ท าหน้าที่ถ่ายทอดก าลังที่เกิดขึ้นเนื่องจากการจุด
ระเบิดเผาไหม้เชื้อเพลิงภายในกระบอกสูบไปยังชิ้นส่วนต่างๆ ก้านสูบจะติดกับลูกสูบ
7. เพลาข้อเหวี่ยง ( Crankshaft) คือส่วนที่ท าหน้าที่ถ่ายทอดก าลังจา กก้านสูบและเปลี่ยน
การเคลื่อนที่จากการเคลื่อนขึ้นลงเป็นการหมุนเป็นวงกลม49
8. เพลาลูกเบี้ยว (Camshaft) คือเพลาท าหน้าที่ปิดเปิดลิ้นไอเสีย เพลาลูกเบี้ยวเคลื่อนที่ด้วย
เฟืองที่ขบกับเฟืองของเพลาข้อเหวี่ยง
9. วาล์ว ( Valve) หรือลิ้น เปิดให้ก๊าซเข้าสู่และออกจากกระบอกสูบตามจังหวะการท างาน
ของเครื่องยนต์ เครื่องยนต์ส่วนใหญ่ใช้ลิ้นดอกเห็ด (poppet valves) ซึ่งปิดด้วยแรงสปริงและเปิดด้วย
กลไกลูกเบี้ยว ท าจากเหล็กกล้า ส่วนที่ลิ้นสัมผัสขณะปิดเรียกว่า “บ่าลิ้น” (valve seats) ท าจาก
เหล็กกล้า อบชุบแข็งหรือเซรามิค เครื่องยนต์บางรุ่นใช้ลิ้นหมุน หรือลิ้นโรทารี่ มีทั้งแบบจานและแบบ
กระบอก ส่วนเครื่องยนต์สองจังหวะใช้ช่อง (ports) ที่ผนังกระบอกสูบ แทนลิ้นแบบกลไก
10. ล้อช่วยแรง (Fly wheel) จะติดอยู่ตรงปลายเพลาข้อเหวี่ยง มีหน้าที่ช่วยสะสมพลังงาน
ท าให้เครื่องยนต์เดินเรียบ
11. อ่างน้ ามันเครื่อง ( Crank Case) คือส่วนที่อยู่ตอนล่างของเครื่อง ปกติตอนบนของอ่าง
น้ ามันเครื่องจะหล่อติดกับเสื้อสูบ ส่วนตอนล่างเรียกว่าอ่างเก็บน้ ามันเครื่อง ( oil pan) ท าหน้าที่เก็บ
น้ ามันเครื่องเพื่อส่งไปยังส่วนต่างๆ ของเครื่องยนต์ที่ต้องการการหล่อลื่น
12. ปั๊มน้ า (Water pump) สูบและส่งน้ าหล่อเย็น ให้หมุนเวียนผ่านเครื่องยนต์ และหม้อน้ า
โดยใช้ก าลังจากเครื่องยนต์
13. ปั๊มน้ ามันเครื่อง (Oil pump) ปั๊มน้ ามันเครื่อง ติดตั้งอยู่ภายในเสื้อสูบ (Cylinder block)
ท างานได้โดย ได้รับแรงหมุน ที่ส่งมาจาก เฟืองเพลาลูกเบี้ยว ( Camshaft) เมื่อเครื่องยนต์ท างาน เพลา
ลูกเบี้ยวหมุน ปั๊มน้ ามันเครื่องก็หมุนตามไปด้วย การหมุนของปั๊มน้ ามันเครื่องนี้ จะท าการดูด
น้ ามันหล่อลื่น ( Oil) จากก้นอ่างน้ ามันหล่อลื่น ( Oil pan) ขึ้นมาตามท่อน้ ามัน เข้าสู่ตัวกรอง
น้ ามันหล่อลื่น (Oil filter) ออกไปตามท่อส่งน้ ามัน เพื่อไปหล่อเลี้ยงตามจุดต่างๆ ของโลหะที่มีการเสียด
สีกัน เพื่อช่วยลดการสึกหรอ ของชิ้นส่วนเหล่านั้น
14. หม้อกรองอากาศ (Air cleaner) จะท าหน้าที่กรองฝุ่นผงและสิ่งสกปรกในอากาศ ก่อนที่
จะเข้ากระบอกสูบส าหรับเครื่องยนต์ดีเซลขนาดใหญ่ที่ใช้ในที่มีฝุ่นมากนิยมใช้เครื่องกรองอากาศขั้นแรก
(pre cleaner) ซึ่งจะท าหน้าที่กรองฝุ่นผงและสิ่งสกปรกขนาดใหญ่ในอากาศก่อนที่จะให้อากาศผ่านเข้า
ไปในหม้อกรองอากาศ ท าให้อายุการใช้งานของหม้อกรองอากาศยืนยาวขึ้น
15. สายพานไทม์มิ่ง (Timing belt) หรือสายพานราวลิ้น ท าหน้าที่เชื่อมต่อกลไกต่างๆ ให้มี
การท างานอย่างสัมพันธ์กันและลงตัว หากไม่ดีหรือมีการผิดจังหวะก็จะส่งผลต่อเครื่องยนต์โดยทันที
16. ท่อร่วมไอเสีย ( Exhaust manifold) เป็นชิ้นส่วนภายนอกเครื่องยนต์ที่ต่อระหว่าง
ทางออกของวาล์วไอเสียกับท่อ เป็นช่องทางผ่านของแก๊สไอเสียที่ถูกขับออกมาจากกระบอกสูบเพื่อส่ง
ต่อไปยังท่อไอเสียเครื่องยนต์แบบสูบเรียง ท่อร่วมไอเสียจะถูกออกแบบให้ติดตั้งอยู่ด้านข้างของ
เครื่องยนต์ ส่วนเครื่องยนต์แบบตัววี ท่อร่วมไอเสียจะติดตั้งอยู่ด้านข้างทางออกไอเสียทั้งสองด้านของ
เครื่องยนต์ ท่อไอเสียมักท าจากเหล็กหล่อ
17. จานจ่าย ( Distributor) ท าหน้าที่เป็นสวิตซ์ในการตัดต่อและต่อกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่าน
วงจรปฐมภูมิ ซึ่งจะท าให้เกิดแรงดันไฟฟ้าที่สูงในคอยล์ และจ่ายไฟแรงสูงไปยังหัวเทียนต่างๆ โดยการ50
หมุนของ โรเตอร์ในฝาครอบจานจ่ายรวมถึงจานจ่ายมีกลไกในการปรับไทม์มิ่งจุดระเบิดให้เกิดขึ้น
ล่วงหน้า หรือหน่วงให้ช้าลงตามอัตราเร็วรอบและภาระของเครื่องยนต์
3. ส่วนประกอบหลักของเครื่องยนต์เล็ก
เครื่องยนต์เล็กแก๊สโซลีนและเครื่องยนต์เล็กดีเซลจะส่วนประกอบหลักที่ส าคัญเหมือนกัน และ
จะมีส่วนประกอบย่อยที่แตกต่างออกไปบ้างเล็กน้อยเครื่องยนต์เล็กจะมีส่วนประกอบหลักดังต่อไปนี้
3.1 เสื้อสูบ (Cylinder Block) เสื้อสูบเป็นที่อยู่ของปลอกสูบ เพลาข้อเหวี่ยง ลูกสูบ ก้านสูบ
และระบบต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้อง เสื้อสูบท าจากเหล็กหล่อเนื้อกราไฟต์เกร็ด ภายในเสื้อสูบจะท าเป็น
ช่องทางเดินของน้ าหล่อเย็นและห้องเพลาข้อเหวี่ยง ส่วนบนเสื้อสูบจะเป็นที่ติดตั้งหม้อน้ า และถังน้ ามัน
เชื้อเพลิง
ที่มา : คู่มือเครื่องยนต์คูโบต้า RT บริษัทสยามคูโบต้าดีเซลจ ากัด
3.2 ลูกสูบ (Piston) ลูกสูบท าหน้าที่ส่งถ่ายก าลังไปยังเพลาข้อเหวี่ยง ลูกสูบจะรับแรงอัด
ทางด้านข้าง เนื่องจากมุมโล้ของก้านสูบ ลูกสูบจะปิดกั้นภายในกระบอกสูบกับห้องข้อเหวี่ยง แล้ว
ถ่ายเทความร้อนจากหัวลูกสูบไปยังชิ้นส่วนอื่น ตัวลูกสูบจะได้รับการระบายความร้อนด้วยน้ า หรือ51
น้ ามันเครื่อง วัสดุที่ใช้ในการท าลูกสูบส่วนมากจะท ามาจากเหล็กหล่อ อลูมิเนียมหล่อ หรืออลูมิเนียมอัด
ขึ้นรูป นอกจากนั้นยังมีพวกเหล็กกล้าหล่อ และเหล็กกล้าอัดขึ้นรูป ดังรูปที่ 3.7
ลูกสูบเครื่องยนต์เล็กดีเซล ลูกสูบเครื่องยนต์เล็กแก๊สโซลีน
(1) ลูกสูบเครื่องยนต์เล็กดีเซล (2) ลูกสูบเครื่องยนต์เล็กแก๊สโซลีน
รูปที่ 3.7 แสดงลูกสูบเครื่องยนต์เล็กดีเซลและแก๊สโซลีน
ที่มา : อนุชิต เชิงจ าเนียร ; 2554.
3.3 แหวนลูกสูบ (Piston Ring) แหวนลูกสูบแบ่งออกเป็นแหวนอัดและแหวนน้ ามันส าหรับ
เครื่องยนต์ดีเซลจะมีแหวนอัดอยู่ 2-3 ตัว ซึ่งจะอยู่ทางด้านบนของลูกสูบ และแหวนน้ ามันจะอยู่
ทางด้านกระโปรงลูกสูบ เครื่องยนต์ดีเซลมีแหวนลูกสูบมากว่าเครื่องยนต์แก๊สโซลีน 1-2 ตัว เพราะ
เนื่องจากอัตราอัดของเครื่องยนต์ดีเซลจะสูงกว่าเครื่องยนต์แก๊สโซลีน ดังรูปที่ 3.8
แหวนอัด
แหวนน้ ามัน
รูปที่ 3.8 แสดงแหวนลูกสูบของเครื่องยนต์เล็ก
ที่มา : คู่มือเครื่องยนต์คูโบต้า RTบริษัทสยามคูโบต้าดีเซลจ ากัด52
3.4 แหวนอัด ( Compression Ring) แหวนอัดจะท าหน้าที่ป้องกันการรั่วซึมของความดัน
อากาศภายในกระบอกสูบ และยังท าหน้าที่ป้องกันไม่ให้น้ ามันเครื่องรั่วไหลเข้าไปในห้องเผาไหม้อีกด้วย
แหวนอัดท าจากเหล็กหล่อชนิดพิเศษ ชุบผิวแข็งเป็นมัน มีคุณสมบัติทนต่อ แรงเสียดสีและความร้อนที่
เกิดขึ้นได้ดังรูปที่ 3.9
แหวนอัด
รูปที่ 3.9 แสดงแหวนอัดเครื่องยนต์เล็ก
ที่มา : คู่มือเครื่องยนต์คูโบต้า RTบริษัทสยามคูโบต้าดีเซลจ ากัด
3.5 แหวนน้ ามัน ( Oil Ring) แหวนน้ ามันท าหน้าที่กวาดน้ ามันเครื่องที่หล่อลื่นผนังกระบอก
สูบไม่ให้ขึ้นไปยังห้องเผาไหม้ แหวนน้ ามันจะท าเป็นร่องตรงกลาง และมีรูให้น้ ามันเครื่องไหลกลับ ( Oil
Return Hole) เพื่อให้น้ ามันเครื่องไหลเข้าออก และเพื่อหล่อลื่นลูกสูบกับผนังกระบอกสูบ โดยการผ่าน
ตัวกลางแหวนน้ ามัน แหวนน้ ามันจะมี 2 แบบ คือ แหวนน้ ามันแบบชั้นเดียว ( Integral Type) และ
แหวนน้ ามันแบบ 3 ชั้นในวงเดียวกัน (Three-piece Type) แหวนน้ ามันท าจากเหล็กหล่อชนิดพิเศษ
ชุบผิวแข็งเป็นมัน มีคุณสมบัติทนต่อแรงเสียดสีและความร้อนที่เกิดขึ้นได้ดี ดังรูปที่ 3.1053
รูปที่ 3.10 แสดงแหวนน้ ามันเครื่องยนต์เล็ก
ที่มา : คู่มือเครื่องยนต์คูโบต้า RTบริษัทสยามคูโบต้าดีเซลจ ากัด
3.6 ปลอกสูบ (Cylinder Liner) ปลอกสูบเป็นส่วนประกอบที่ลูกสูบเลื่อนขึ้นลงและเป็นที่
ส าหรับอัดอากาศท าให้เกิดการเผาไหม้ จะเกิดพลังงานขึ้นภายในปลอกสูบ แล้วผลักดันลูกสูบให้
สามารถเคลื่อนที่ส่งก าลัง ผิวนอกปลอกสูบจะสัมผัสกับน้ ามันหล่อเย็นโดยตรง ป้องกันน้ ารั่วเข้าห้อง
เพลาข้อเหวี่ยงด้วยแหวนยาง (O-Ring) ในการใช้ปลอกลูกสูบจะมีข้อดีคือ จะสะดวกส าหรับงานซ่อม
หากปลอกสูบไม่ดี ก็จะเปลี่ยนเฉพาะปลอกสูบไม่ต้องเปลี่ยนเสื้อสูบ และการที่มีปลอกสูบจะใช้แต่
กระบอกสูบและลูกสูบที่เป็นสแตนดาร์ด (Standard Size) ในกรณีรูกระบอกสูบสึกหรอโดยไม่ต้อง
คว้านรู ดังรูปที่ 3.11
ปลอกสูบ
รูปที่ 3.11 แสดงปลอกสูบเครื่องยนต์เล็กดีเซล
ที่มา : www.google.co.th/search?hl
3.7 ฝาสูบ (Cylinder Head) เป็นส่วนที่อยู่ด้านบนของเรือนสูบของเครื่องยนต์ ฝาสูบเป็น
ส่วนที่ท าให้เกิดห้องเผาไหม้ด้วย ฝาสูบถูกขันยึดติดกับเรือนสูบด้วยนัต โดยมีปะเก็นฝาสูบคั่นอยู่ตรง
กลาง เพื่อป้องกันก๊าซออกจากห้องเผาไหม้และน้ ารั่วเข้าไปในห้องเผาไหม้แบ่งฝาสูบออกเป็น 2 แบบดัง
รูปที่ 3.12
5.1 ฝาสูบแบบหล่อเย็นด้วยของเหลวหรือน้ า ด้านในของฝาสูบแบบนี้จะมีช่องทางให้น้ าหล่อ
เย็นไหลผ่านได้54
5.2 ฝาสูบแบบหล่อเย็นด้วยอากาศ โดยท าเป็นครีบรอบๆ ด้านนอกของฝาสูบ เพื่อเพิ่มพื้นที่ผิว
การระบายความร้อนท าให้เครื่องยนต์ไม่ร้อน
(1) ฝาสูบเครื่องยนต์เล็กดีเซล (2) ฝาสูบเครื่องยนต์เล็กแก๊สโซลีน
รูปที่ 3.12 แสดงฝาสูบเครื่องยนต์เล็กดีเซล และแก๊สโซลีน
ที่มา : คู่มือเครื่องยนต์คูโบต้า RT และ อนุชิต เชิงจ าเนียร ; 2554.
3.8 ลิ้น (Valve) ลิ้นของเครื่องยนต์ท าหน้าที่เปิดและปิดช่องไอดีและไอเสีย เพื่อควบคุมการ
บรรจุไอดีและขับไล่ก๊าซไอเสียของเครื่องยนต์ 4 จังหวะ ลิ้นมีชื่อเรียกตามการท างาน เช่น ลิ้นไอดี
(Intake Valve) ท าหน้าที่เปิดให้ส่วนผสมระหว่างน้ ามันเชื้อเพลิงกับอากาศจากท่อร่วมไอดี เข้า
กระบอกสูบในจังหวะดูดและต้องปิดในจังหวะอัดและระเบิด ส่วนลิ้นไอเสีย (Exhaust Valve) ท าหน้าที่
เปิดก๊าซไอเสียที่เกิดจากการเผาไหม้ไกลออกไปจากกระบอกสูบในจังหวะคาย จังหวะอัดและระเบิดการ
ท างานของลิ้นประกอบด้วยอุปกรณ์ดังต่อไปนี้ดังรูป 3.13
ลิ้นเครื่องยนต์เล็ก
รูปที่ 3.13 แสดงลิ้นเครื่องยนต์เล็ก
ที่มา : อนุชิต เชิงจ าเนียร ; 2554.55
3.9 ก้านสูบ (Connecting Rod) เป็นส่วนประกอบที่เคลื่อนที่ส าคัญอย่างหนึ่งก้านสูบเป็นตัว
เชื่อมต่อระหว่างเพลาข้อเหวี่ยงกับลูกสูบ และยังท าหน้าที่เป็นตัวส่งถ่ายก าลังที่เกิดจากการเผาไหม้
ภายในกระบอกสูบส่งต่อไปให้กับเพลาข้อเหวี่ยง และจะรับแรงขับจากเพลาข้อเหวี่ยงไปท าให้ลูกสูบเกิด
การเคลื่อนที่ขึ้นลงตามจังหวะการหมุนของเพลาข้อเหวี่ยง และยังเป็นทางผ่านของน้ ามันเครื่องช่วยใน
การหล่อลื่นของกระบอกสูบและลูกสูบอีกด้วย ก้านสูบโดยทั่วไปจะท าด้วยเหล็กเหนียวพิเศษ ตรงภาค
ตัดก้านสูบออกแบบให้เป็นตัวไอ ( I ) ที่สามารถทนต่อแรงกระแทกและแรงดึงที่เกิดขึ้น ด้านหนึ่งของ
ก้านสูบจะยึดติดกับลูกสูบโดยสลักลูกสูบ เรียกว่า ด้านสลักลูกสูบ ( Small End) อีกด้านหนึ่งใหญ่กว่า
ด้านสลักลูกสูบ เรียกว่า ฐานก้านสูบ (Big End) ผ่าออกเป็น 2 ส่วน เพื่อให้สามารถถอดประกอบเข้ากับ
ข้อเหวี่ยงได้ด้วยสกรูก้านสูบ ดังรูปที่ 3.14
(1) ก้านสูบเครื่องยนต์เล็กดีเซล (2) ก้านสูบเครื่องยนต์เล็กแก๊สโซลีน
รูปที่ 3.14 แสดงก้านสูบเครื่องยนต์เล็กดีเซล และแก๊สโซลีน
ที่มา : อนุชิต เชิงจ าเนียร ; 2554.
3.10 แบริ่งก้านสูบ ( Connecting Rod Bearing) แบริ่งก้านสูบจะท าจากทองแดงผสม
ตะกั่ว เรียกว่า เคลเมต ( Kelmet) ที่ผิวหน้าของแบริ่งก้านสูบจะชุบดีบุก เพื่อให้สามารถสัมผัสกับเพลา
ข้อเหวี่ยงได้ดี แบริ่งก้านสูบสามารถแยกออกเป็น 2 ส่วนได้ คือ ส่วนที่อยู่กับก้านสูบ และส่วนที่ติดอยู่
กับฝาประกับก้านสูบ บุชก้านสูบจะท าจากทองแดงผสมตะกั่วเช่นเดียวกับแบริ่งก้านสูบ ที่หน้าบุชจะชุบ
ดีบุกเคลือบไว้ เพื่อช่วยให้ทนทานต่อแรงสั่นสะเทือน แรงกระแทก และความร้อนที่เกิดขึ้นขณะใช้งาน
ดังรูปที่ 3.1556
รูปที่ 3.15 แสดงแบริ่งก้านสูบและบูชก้านสูบ
ที่มา : http://auto.lannapoly.ac.th/e-learning/engine/content/bearing.htm
3.11 เพลาข้อเหวี่ยง ( Crankshaft) เพลาข้อเหวี่ยงจะเป็นตัวรับและถ่ายทอดก าลัง และยัง
เป็นตัวท าหน้าที่เปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่ขึ้นลงของลูกสูบและก้านสูบ เพลาข้อเหวี่ยงต้องทนต่อแรง
กระแทกและแรงบิดที่เกิดขึ้นสูงได้จึงต้องท าด้วยเหล็กคาร์บอนตีอัดขึ้นรูป แล้วน ามาแปรรูปผิวเพลาอีก
ครั้ง เพลาข้อเหวี่ยงที่ดีจะต้องมีการถ่วงน้ าหนักให้สมดุล เพื่อให้เพลาข้อเหวี่ยงหมุนไม่สั่นคลอนและ
สมดุลในขณะถ่ายทอดก าลัง หรือขณะที่รับแรงกระแทก ดังรูปที่ 3.16
เพลาข้อเหวี่ยงเครื่องยนต์เล็กดีเซล เพลาข้อเหวี่ยงเครื่องยนต์เล็กแก๊สโซลีน
รูปที่ 3.16 แสดงเพลาข้อเหวี่ยงเครื่องยนต์เล็กดีเซลและแก๊สโซลีน
ที่มา : อนุชิต เชิงจ าเนียร ; 2554.
3.12 เพลาลูกเบี้ยว ( Camshaft) เพลาลูกเบี้ยวมีหน้าที่ท าให้ลิ้นเปิดและปิดได้ตามจังหวะ
การท างานของเครื่องยนต์ เพลาลูกเบี้ยวจะท าจากเหล็กกล้าตีขึ้นรูป แล้วแปรรูปผิวส่วนที่เป็นลูกเบี้ยว
ไอดี ไอเสีย และปลายเพลาลูกเบี้ยวจะชุบแข็ง ยอดลูกเบี้ยวจะมนโค้ง ช่วยให้การท างานของลิ้นทั้งคู่มี
ประสิทธิภาพดีขึ้น และในขณะเดียวกันก็จะลดการเกิดเสียงดังได้ เพลาลูกเบี้ยวของเครื่องยนต์จะ
ประกอบด้วยลูกเบี้ยวไอดี และลูกเบี้ยวไอเสีย ซึ่งท าหน้าที่เป็นตัวเปิดลิ้นไอดีและลิ้นไอเสีย และยังมีลูก
เบี้ยวที่ใช้ควบคุมการท างานของปั๊มน้ ามันดีเซลอีก 1 ลูก ตรงที่ปลายเพลาลูกเบี้ยวจะเซาะร่องลึกไว้
ส าหรับขับปั๊มน้ ามันเครื่อง ดังรูปที่ 3.1757
เพลาลูกเบี้ยว
เพลาลูกเบี้ยวเครื่องยนต์เล็กดีเซล เครื่องยนต์เล็กแก๊สโซลีน
รูปที่ 3.17 แสดงเพลาลูกเบี้ยวเครื่องยนต์เล็กดีเซลและแก๊สโซลีน
ที่มา : อนุชิต เชิงจ าเนียร ; 2554.
3.13 ล้อช่วยแรง (Flywheel) ล้อช่วยแรงของเครื่องยนต์เล็กจะมีขนาดใหญ่ จะเป็นตัวสะสม
แรงเฉื่อยของเครื่องยนต์ในจังหวะงาน เพื่อต้องการเอาก าลังที่สะสมไว้ช่วยในการหมุนเพลาข้อเหวี่ยงใน
จังหวะต่อไป ซึ่งจะท าให้เครื่องยนต์เดินเรียบ เพราะเครื่องยนต์เล็ก 1 สูบ จะหมุน 2 รอบ จะได้งาน 1
ครั้ง ดังรูปที่ 3.18
T คือศูนย์ตายบน
ตัวล้อช่วยแรง F คือจุดฉีดน้ ามัน
นัต
(1) ล้อช่วยแรงเครื่องยนต์เล็กแก๊สโซลีน (2) ล้อช่วยแรงเครื่องยนต์เล็กดีเซล
รูปที่ 3.18 แสดงล้อช่วยแรงเครื่องยนต์เล็กแก๊สโซลีนและดีเซล
ที่มา : คู่มือเครื่องยนต์คูโบต้า RT บริษัทสยามคูโบต้าดีเซลจ ากัด
3.14 เพลาสมดุลเครื่องยนต์ ( Counter Shaft) เพลาสมดุลเครื่องยนต์มี 2 เพลา เป็นตัว
สลายแรงเฉื่อยที่เกิดจากการเลื่อนขึ้นลงของลูกสูบอย่างรวดเร็วซึ่งจะมีผลท าให้ลดการสั่นสะเทือนของ
เครื่องยนต์และเสียงที่เกิดจากการสั่นสะเทือน ดังรูปที่ 3.19
เพลาสมดุล 58
เพลาสมดุล
เพลาข้อเหวี่ยง
เฟืองสะพาน
เพลาลูกเบี้ยว
รูปที่ 3.26 แสดงเพลาสมดุลเครื่องยนต์เล็ก
ที่มา : คู่มือเครื่องยนต์คูโบต้า RT บริษัทสยามคูโบต้าดีเซลจ ากัด
3.15 ปั๊มเชื้อเพลิง (Fuel pump) ปั๊มน้ ามันเชื้อเพลิง เครื่องยนต์เล็กดีเซลส่วนใหญ่เป็นปั๊ม
แบบปั๊มบ๊อชขนาดเล็ก ท างานได้โดยมีลูกเบี้ยวปั๊มติดอยู่กับเพลาลูกเบี้ยวเป็นตัวเตะ และแบ่งการจ่าย
น้ ามันโดยอาศัยการบิดตัวของลูกปั๊ม ดังรูปที่ 3.20
ชุดลูกกลิ้ง
เฟืองฟันหวี
นัตล็อคลิ้นส่งน้ ามัน กระบอกสูบปั๊ม
เสื้อลิ้นส่งน้ ามัน บ่ารองสปริงตัวล่าง
สปริงลิ้นส่งน้ ามัน
ลิ้นส่งน้ ามัน สปริงปั๊ม ลูกสูบปั๊ม
บ่ารองสปริงตัวบน
สลักล็อคลูกกลิ้ง
ปลอกบังคับลูกปั๊ม
เรือนปั๊ม ลวดสปริงล็อคลูกกลิ้ง
รูปที่ 3.20 แสดงชิ้นส่วนปั๊มเชื้อเพลิงเครื่องยนต์เล็กดีเซล
เพลาข้อเหวี่ยง
เฟืองสะพาน
เพลาลูกเบี้ยว 59
ที่มา : อนุชิต เชิงจ าเนียร ; 2554.
3.16 หัวฉีด ( Injector) มีหน้าที่ รับน้ ามันแรงดันสูงจากปั๊มน้ ามันเชื้อเพลิงฉีดไปยังห้องเผา
ไหม้ในลักษณะที่เป็นฝอยละอองในจังหวะอัดสุด ดังรูปที่ 3.21
รูปที่ 3.21 แสดงหัวฉีดเชื้อเพลิงเครื่องยนต์เล็กดีเซล
ที่มา : คู่มือเครื่องยนต์คูโบต้า RT บริษัทสยามคูโบต้าดีเซลจ ากัด
หัวฉีดที่ใช้กับเครื่องยนต์เล็กดีเซลมีอยู่ 2 แบบ คือ
1. หัวฉีดแบบเดือย ( Pintle Nozzle) เป็นหัวฉีดที่ใช้กับเครื่องยนต์ที่ใช้ห้องเผาไหม้
แบบห้องเผาไหม้ช่วย (Pre Combustion) หรือแบบเอเนอร์จี เซลล์ (Energy Cell) หัวฉีดแบบเดือยจะ
ฉีดน้ ามันเชื้อเพลิงออกมาในลักษณะรูปกรวยบานกว้าง หัวฉีดแบบเดือยนี้จะถูกสร้างให้ปลายเข็มหัวฉีด
ยื่นมานอกปลอกเข็มหัวฉีดเล็กน้อย ปลายเข็มหัวฉีดนี้มีทั้งแบบเข็มตรง และแบบเข็มบานปลาย
2. หัวฉีดแบบรู ( Hole Nozzle) หัวฉีดแบบรูเป็นแบบที่ใช้กับห้องเผาไหม้แบบเปิด
หรือโดยตรง หัวฉีดแบบนี้ ตัวเข็มท าเป็นปลายแหลมนั่งอยู่บนบ่าภายในปลอกเข็มหัวฉีดไม่โผล่ออกมา
ข้างนอก ปลายของหัวฉีดมีทั้งแบบรูเดียวและแบบหลายรู
3.17 หัวเทียน (Spark Plug) เป็นอุปกรณ์ที่ให้ประกายไฟฟ้า ส าหรับจุดระเบิด ส่วนผสมไอดี
ของเครื่องยนต์แก๊สโซลีน หัวเทียนเป็นอุปกรณ์ที่รับภาระหนักภายใต้ความกดดันสูงถึง 200-800
ปอนด์/ตารางนิ้ว และภายใต้อุณหภูมิสูงถึง 2,000 – 2,500 C มีเปลือกนอกเป็นโลหะและมีฉนวน
กระเบื้องเคลือบอยู่ภายใน เปลือกโลหะมีขั้วดินยึดติดอยู่ ขั้วกลางยื่นผ่านศูนย์กลางของฉนวนขั้วดินและ
ขั้วกลางจะต้องมีระยะห่าง (ระยะเขี้ยวหัวเทียน) ตามที่ก าหนดและต้องมีระยะฝังหัวเทียนคือระยะห่าง
แผ่นชิม ตัวกรองน้ ามัน
เรือนหัวฉีด
สปริง
ปลอกเข็มหัวฉีด
เข็มหัวฉีด60
จากบ่าของเปลือกโลหะถึงขอบล่างสุดของหัวเทียนไม่ยาวหรือสั้นเกินไป ถ้าระยะฝังยาวเกินไปอาจยื่น
เข้าไปในห้องเผาไหม้และรบกวนการไหลเวียนของไอดี ซึ่งจะมีผลเสียต่อการเผาไหม้ หรือลูกสูบอาจชน
กับส่วนที่ยื่นออกไปจนเสียหายได้ดังรูปที่ 3.22
รูปที่ 3.22 แสดงหัวเทียนเครื่องยนต์เล็กแก๊สโซลีน
ที่มา : อนุชิต เชิงจ าเนียร; 2554
3.18 คอยล์จุดระเบิด ( Ignition Coil) มีหน้าที่สร้างแรงดันไฟฟ้า แรงดันสูงที่เกิดจากการ
เหนี่ยวน าระหว่างขดลวด 2 ขด คือ ขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิประมาณ 25,000 –30,000
โวลต์ ส่งไปยังหัวเทียน เพื่อจุดประกายไฟ ดังรูปที่ 3.23
(1) คอยล์จุดระเบิด เครื่องยนต์ HONDA GX120 (2) คอยล์จุดระเบิดเครื่องยนต์ HONDA G200
รูปที่ 3.23 แสดงคอยล์จุดระเบิดเครื่องยนต์เล็กแก๊สโซลีน
ที่มา : อนุชิต เชิงจ าเนียร ; 2554
4. หลักการท างานของเครื่องยนต์เล็กแก๊สโซลีนแบบ 4 จังหวะ61
เครื่องยนต์เล็กแก๊สโซลีนแบบ 4 จังหวะ ( Four-stroke engine) เป็นเครื่องยนต์เล็กที่ใช้ใน
รถยนต์ ใช้ในรถจักรยานยนต์ ใช้ในรถบรรทุก เป็นเครื่องยนต์ที่มีการเผาไหม้ภายใน ส าหรับเครื่องยนต์
เบนซิน (petrol engine หรือ gasoline engine) ไอของน้ ามันจะถูกอัดแล้วถูกจุดระเบิดโดยหัวเทียน'
ไอดี' คือส่วนผสมของไอระเหยหรือละอองน้ ามันเบนซินผสมกับอากาศ ไอดีจะถูกดูดเข้ากระบอกสูบ
หรือฉีดเข้ากระบอกสูบโดยหัวฉีดในช่วงชักดูด และไอดีจะถูกอัดให้มีอุณหภูมิสูงขึ้นประมาณ 700-900
องศาเซลเซียส แล้วไอดีถูกจุดระเบิดโดยประกายไฟประมาณ 25 ,000 โวลต์ จากเขี้ยวหัวเทียน เรียก
ช่วงชักนี้ว่าช่วงชักระเบิด หรือ 'ช่วงชักงาน' แรงระเบิดท าให้ลูกสูบเลื่อนลงเครื่องยนต์ได้งานในช่วงชักนี้
ท าให้เพลาข้อเหวี่ยงเกิดการหมุน เป็นการเปลี่ยนพลังงานความร้อนเป็นพลังงานกล ช่วงชักคายลูกสูบ
เลื่อนขึ้น ลิ้นไอดีปิด ลิ้นไอเสียจะเปิด ไอเสียออกจากกระบอกสูบทางลิ้นไอเสียผ่านท่อไอเสียออกสู่
บรรยากาศ เครื่องยนต์ท างานครบ 4 ช่วงชัก เครื่องยนต์ 4 จังหวะโดยทั่วไปจะท างานดังต่อไปนี้
จังหวะดูด (Suction or intake stroke) ลูกสูบเลื่อนลงจากศูนย์ตายบนลงสู่ศูนย์ตายล่าง
ลิ้นไอดีเปิดลิ้นไอเสียปิด เพื่อดูดไอดีเข้ามาในกระบอกสูบ
จังหวะอัด (Compression stroke) ลูกสูบเลื่อนขึ้นจากศูนย์ตายล่างขึ้นสู่ศูนย์ตายบน ลิ้นไอ
ดีและลิ้นไอเสียปิดสนิท ไอดีถูกอัดให้ร้อน 700-900 องศาเซลเซียส
จังหวะระเบิด (Power stroke) ลูกสูบเลื่อนขึ้นใกล้ศูนย์ตายบน หัวเทียนจุดประกายไฟเผ่า
ไหม้ ไอดีเกิดการระเบิดขึ้นในห้องเผาไหม้ แรงระเบิดท าให้ลูกสูบเลื่อนลงจากศูนย์ตายบนลงสู่ศูนย์ตาย
ล่าง ท าให้เพลาข้อเหวี่ยงเกิดการหมุน เครื่องยนต์ได้งานในช่วงชักนี้ เรียกอีกชื่อหนึ่งว่า 'ช่วงชักงาน'
เป็นการเปลี่ยนพลังงานความร้อนเป็นพลังงานกล
จังหวะคาย (Exhaust stroke) ลูกสูบเคลื่อนที่จากศูนย์ตายล่างขึ้นสู่ศูนย์ตายบน ลิ้นไอดีปิด
ลิ้นไอเสียเปิด แก๊สไอเสียออกจากกระบอกสูบผ่านลิ้นไอเสีย ท่อไอเสียและออกสู่ชั้นบรรยากาศภายนอก
เครื่องยนต์
สรุป การทำงานของเครื่องยนต์ 4 จังหวะ คือ
จังหวะดูด จังหวะอัด จังหวะระเบิด จังหวะคาย ลูกสูบขึ้นลงรวม 4 ครั้ง เพลาข้อ
เหวี่ยงหมุน 2 รอบ จะได้งาน 1 ครั้ง ดังรูปที่ 3.24 ถึง 2.28
ลิ้นไอเสีย ลิ้นไอดี
ลูกสูบ62
รูปที่ 3.24 แสดงหลักการท างานเครื่องยนต์เล็กแก๊สโซลีนแบบ 4 จังหวะ ในจังหวะดูดไอดี
ที่มา : http://th.wikipedia.org/wiki
จากรูปที่ 3.24 ลูกสูบเลื่อนจากศูนย์ตายบนลงสู่ศูนย์ตายล่าง ลิ้นไอดีเปิด ไอดีถูกดูด เข้า
กระบอกสูบผ่านลิ้นไอดี ลิ้นไอเสียปิดสนิท
ลิ้นไอเสีย ลิ้นไอดี
ลูกสูบ
รูปที่ 3.25 แสดงหลักการท างานเครื่องยนต์เล็กแก๊สโซลีนแบบ 4 จังหวะ ในจังหวะอัด
ที่มา : http://th.wikipedia.org/wiki
จากรูปที่ 3.25 ลูกสูบเลื่อนขึ้นจากศูนย์ตายล่าง ขึ้นสู่ศูนย์ตายบนอัดไอดีให้ร้อน 700-900 องศา
เซลเซียส ลิ้นไอดีและลิ้นไอเสียปิดสนิท63
ลิ้นไอเสีย ลิ้นไอดี
ลูกสูบ
รูปที่ 3.26 แสดงหลักการท างานเครื่องยนต์แก๊สโซลีนแบบ 4 จังหวะ ในจังหวะจุดระเบิด
ที่มา : http://th.wikipedia.org/wiki
จากรูปที่ 3.26 ก่อนลูกสูบเคลื่อนที่ขึ้นถึงศูนย์ตายบน หัวเทียนจุดประกายไฟ 25 ,000 โวลต์
เพื่อจุดระเบิดไอดี ลิ้นไอดีและลิ้นไอเสียปิดสนิท
ลิ้นไอเสีย ลิ้นไอดี
ลูกสูบ
รูปที่ 3.27 แสดงหลักการท างานเครื่องยนต์เล็กแก๊สโซลีนแบบ 4 จังหวะ ในช่วงชักระเบิด64
ที่มา : http://th.wikipedia.org/wiki
จากรูปที่ 3.27 เป็นช่วงชักระเบิด แรงระเบิดท าให้ลูกสูบเลื่อนลง จากศูนย์ตายบน ลงสู่ศูนย์
ตายล่าง เปลี่ยนพลังงานความร้อนเป็นพลังงานกล เครื่องยนต์ได้งานในช่วงชักนี้ ลิ้นไอดีและลิ้นไอเสีย
ปิดสนิท
ลิ้นไอดี
ลิ้นไอเสีย
ลูกสูบ
รูปที่ 3.28 แสดงหลักการท างานเครื่องยนต์เล็กแก๊สโซลีนแบบ 4 จังหวะในจังหวะคาย
ที่มา : http://th.wikipedia.org/wiki
จากรูปที่ 3.28 ลูกสูบเคลื่อนที่จากศูนย์ตายล่าง ขึ้นสู่ศูนย์ตายบน ลิ้นไอดีปิด ลิ้นไอเสียเปิด
แก๊สไอเสียออกจากกระบอกสูบ ผ่านลิ้นไอเสีย, ท่อไอเสีย และออกสู่ชั้นบรรยากาศภายนอกเครื่องยนต์
5. หลักการท างานของเครื่องยนต์เล็กแก๊สโซลีนแบบ 2 จังหวะ
หลักการท างานของเครื่องยนต์เล็กแก๊สโซลีนแบบ 2 จังหวะ มีหลายอย่างดังต่อไปนี้
5.1 หลักการท างานของเครื่องยนต์เล็กแก๊สโซลีนแบบ 2 จังหวะ ที่ใช้ลูกสูบแทนลิ้น
เครื่องยนต์เล็กแก๊สโซลีน 2 จังหวะ (Two-stroke engine) คือเครื่องยนต์ที่ท างาน 2 จังหวะ จังหวะที่
1 เป็นจังหวะดูดกับอัด และจังหวะที่ 2 เป็นจังหวะระเบิดและคาย เครื่องยนต์ 2 จังหวะจะไม่มีวาล์ว
เปิดปิดไอดี-ไอเสีย แต่จะใช้ลูกสูบเป็นตัวเปิดปิดไอดี-ไอเสียแทน ซึ่งเครื่องยนต์ 2 จังหวะจะท างานรอบ
จัดกว่าเครื่องยนต์4 จังหวะและการเผาไหม้ก็มีประสิทธิภาพด้อยกว่าเครื่องยนต์ 4 จังหวะ ดังรูปที่ 3.32
หัวเทียน ห้องเผาไหม้ 65
จังหวะที่ 1 จังหวะที่ 2 จังหวะที่ 2 ไปจังหวะที่ 1
รูปที่ 3.32 แสดงหลักการท างานของเครื่องยนต์เล็กแก๊สโซลีน
ที่มา : อ าพล ซื่อตรง และชาญชัย ทองประสิทธิ์; 2552.
จากรูปที่ 3.32 มีหลักการท างานของเครื่องยนต์แก๊สโซลีน 2 จังหวะ ดังนี้
1. การทำงานของเครื่องยนต์ในจังหวะที่ 1 ด้านบนลูกสูบจะอัดไอดี ส่วนด้านใต้ลูกสูบจะดูดไอดี
เข้าไปในห้องเพลาข้อเหวี่ยง
2. การท างานของเครื่องยนต์ในจังหวะที่ 2 ด้านบนลูกสูบจะส่งก าลัง ส่วนด้านล่างลูกสูบจะเพิ่ม
ความดันของไอดี
3. การท างานของเครื่องยนต์ในจังหวะที่ 2 กลับไปยังจังหวะที่ 1 ด้านบนของลูกสูบจะคายและ
ขับไล่ไอเสียด้วยไอดี ส่วนด้านล่างลูกสูบจะอัดไอดีเข้าไปในกระบอกสูบ
5.2 หลักการทำงานของเครื่องยนต์เล็กแก๊สโซลีนแบบ 2 จังหวะ ที่ใช้ลิ้นแผ่น เครื่องยนต์
เล็กแก๊สโซลีน 2 จังหวะ (Two-stroke engine) คือ เครื่องยนต์ที่ท างาน 2 จังหวะ ที่ใช้ลิ้นแผ่นหรือรีด
วาล์วเป็นลิ้นที่ใช้ในระบบส่งไอดี ท าจากเหล็กสปริงติดอยู่ด้านบนของห้องเพลาข้อเหวี่ยง ในขณะที่
ลูกสูบเคลื่อนที่ขึ้น-ลง ความดันในห้องเพลาข้อเหวี่ยงจะเพิ่มขึ้นและลดลงสลับกัน ขณะเดียวกันลิ้นแผ่น
ห้องเพลาข้อเหวี่ยง
ช่องบรรจุ
ช่องไอดี
ช่องไอเสีย
ลูกสูบขึ้น ลูกสูบลง คายไอเสีย
TDC
BDC66
จะเปิดและปิดสลับกันไปด้วย เวลาในการเปิดของลิ้นแผ่นจะแปรผันตรงกับความเร็วรอบของเครื่องยนต์
ลิ้นแผ่นจะท างานโดยสุญญากาศ และความดันในห้องเพลาข้อเหวี่ยง ดังรูปที่ 3.33
รูปที่ 3.33 แสดงหลักการท างานของเครื่องยนต์เล็กแก๊สโซลีน 2 จังหวะ
ที่มา : http://www.google.co.th/imgres?q
5.3 หลักการท างานเครื่องยนต์เล็กแก๊สโซลีนจังหวะที่ 1 คือ จังหวะดูดและอัด เป็นจังหวะที่
ลูกสูบเคลื่อนที่จากศูนย์ตายล่างขึ้นสู่ศูนย์ตายบน ระหว่างการเคลื่อนที่นี้เอง ด้านบนลูกสูบเป็นการอัด
อากาศไอดีในขณะเดียวกันช่องไอเสียจะถูกปิดด้วยตัวลูกสูบโดยอัตโนมัติ โดยที่เวลาเดียวกันนี้เอง รีด
วาล์วก็จะเปิดช่องไอดีท าให้อากาศไอดีไหลเข้าสู่ห้องเพลาข้อเหวี่ยงโดยอัตโนมัติดังรูปที่ 3.34
หัวเทียน
ห้องเผาไหม้
ท่อไอเสีย
ลูกสูบ
รีดวาล์ว
ห้องข้อเหวี่ยง ไอดี
ไอดี
ส่วนประกอบพื้นฐานของเครื่องยนต์แก๊สโซลีน 2 จังหวะ 67
รูปที่ 3.34 แสดงหลักการท างานเครื่องยนต์เล็กแก๊สโซลีน จังหวะที่ 1 คือ จังหวะดูดและอัด
ที่มา : http://www.google.co.th/imgres?q
5.4 หลักการท างานเครื่องยนต์เล็กแก๊สโซลีนจังหวะที่ 2 คือ จังหวะระเบิดและจังหวะคาย
เมื่อลูกสูบเคลื่อนที่ขึ้นไปสู่ศูนย์ตายบนจะเกิดประกายไฟจากหัวเทียนท าให้เกิดระเบิด เพื่อดันลูกสูบลง
ไปสู่ศูนย์ตายล่างอีกครั้ง ในระหว่างการเคลื่อนที่ลงครั้งนี้ ความสูงของลูกสูบก็จะไปปิดช่องอากาศ
ทางเข้าไอดี และด้านบนของลูกสูบก็จะพ้นช่องทางออกของไอเสีย ท าให้อากาศไอเสียไหลผ่านออกไป
ในขณะเดียวกันที่ด้านบนของลูกสูบก็จะพ้นช่องจากห้องเพลาข้อเหวี่ยง ไอดีจากห้องเพลาข้อเหวี่ยงไหล
เข้าไปขับไล่ไอเสีย และเข้าไปแทนที่ในห้องเผาไหม้ดังรูปที่ 4.35
ไอดี
รีดวาล์ว
ไอดี
รีดวาล์ว 68
รูปที่ 3.35 แสดงหลักการท างานเครื่องยนต์เล็กแก๊สโซลีน จังหวะที่ 2 คือ จังหวะระเบิดและจังหวะคาย
ที่มา : http://www.google.co.th/imgres?q
เมื่อเครื่องยนต์ท างานครบ 2 จังหวะ เพลาข้อเหวี่ยงจะหมุนไปได้หนึ่งรอบ เมื่อลูกสูบอยู่ที่
ต าแหน่งศูนย์ตายล่างในจังหวะดูด ภายในกระบอกสูบ จะมีปริมาตรที่บรรจุส่วนผสมน้ ามันและอากาศ
เมื่อลูกสูบเคลื่อนที่ขึ้นในจังหวะอัด ปริมาตรนี้จะถูกอัดให้ลดลงตรงส่วนของลูกสูบ เมื่อลูกสูบเคลื่อนที่
ถึงจุดศูนย์ตายบนปริมาตรจะมีขนาดเล็กที่สุด บริเวณที่มีปริมาตรเล็กนี้ถูกเรียกว่าห้องเผาไหม้
5.5 หลักการท างานของเครื่องยนต์เล็กแก๊สโซลีนแบบ 2 จังหวะ ที่ใช้เพาเวอร์รีดวาล์ว
เนื่องจากการอัดไอดีในแบบเก่าซึ่งใช้ลูกสูบแทนลิ้น และใช้ลิ้นแผ่นนั้นยังมีข้อเสียอยู่ คือ ที่
ความเร็วรอบต่ า ความเร็วรอบปานกลาง และความเร็วรอบสูง ไอดีที่อัดเข้ากระบอกสูบในแต่ละ
ความเร็วรอบนั้นไม่มีความแน่นอนคงที่ และไม่สัมพันธ์กับการท างานของเครื่องยนต์เท่าที่ควร จึงได้มี
การพัฒนาระบบการควบคุมไอดีของเครื่องยนต์แก๊สโซลีนแบบ 2 จังหวะขึ้นเป็นแบบเพาเวอร์รีดวาล์ว
(Power Reed Valve) เพื่อให้ไอดีที่เข้าไปในเครื่องยนต์มีความคงที่สม่ าเสมอทุก ๆ ความเร็วรอบของ
เครื่องยนต์ ท าให้เครื่องยนต์มีสมรรถนะเพิ่มขึ้น และที่ส าคัญท าให้ประหยัดน้ ามันเชื้อเพลิง หลักการ
ท างานของเครื่องยนต์เล็กแก๊สโซลีน 2 จังหวะที่ใช้เพาเวอร์รีดวาล์วมีดังนี้
5.5.1 จังหวะที่ลูกสูบเคลื่อนที่ลง ในขณะที่ลูกสูบเคลื่อนที่ลงไปยังศูนย์ตายล่าง ช่องไอดี
จากคาร์บูเรเตอร์จะถูกลูกสูบปิด ลิ้นแผ่นก็จะปิดด้วยไอดีที่ผ่านคาร์บูเรเตอร์จะมีแรงเฉื่อยอยู่ และ
ห้องพักไอดีก็ยังเป็นสุญญากาศ ไอดีจากคาร์บูเรเตอร์จึงเข้าไปในห้องพักไอดีจนเต็ม เพื่อสะสมไว้ใช้งาน
ในจังหวะต่อไป การไหลของไอดีผ่านคาร์บูเรเตอร์จะไม่มีการหยุดชะงัก จะมีการไหลผ่านอย่างต่อเนื่อง
ตลอดเวลา ดังรูปที่ 3.36
ห้องพักไอดี
คาร์บูเรเตอร์
หัวเทียน 69
รูปที่ 3.36 แสดงหลักการท างานของเครื่องยนต์เล็กแก๊สโซลีนช่วงลูกสูบเคลื่อนที่ลง
ที่มา : อำพล ซื่อตรง และชาญชัย ทองประสิทธิ์; 2552.
5.5.2 จังหวะที่ลูกสูบเคลื่อนที่ขึ้น เมื่อลูกสูบเคลื่อนที่ขึ้นไปยังศูนย์ตายบนในจังหวะต่อไป
ช่องไอดีจะเปิด เพราะเกิดสุญญากาศในห้องเพลาข้อเหวี่ยง ไอดีจากห้องพักไอดีและจากคาร์บูเรเตอร์
จะผสมกัน ไหลผ่านลิ้นแผ่นเข้าไปในห้องเพลาข้อเหวี่ยง เครื่องยนต์ได้รับส่วนผสมไอดีด้วยปริมาณที่
เหมาะสมอย่างสม่ าเสมอทุกความเร็วรอบตลอดเวลา ท าให้สมรรถนะของเครื่องยนต์สูงขึ้น และที่ส าคัญ
คือจะประหยัดน้ ามันเชื้อเพลิงได้เป็นอย่างดี ดังรูปที่ 3.37
รูปที่ 3.37 แสดงหลักการท างานของเครื่องยนต์เล็กแก๊สโซลีนช่วงลูกสูบเคลื่อนที่ขึ้น
ที่มา : อำพล ซื่อตรง และชาญชัย ทองประสิทธิ์; 2552.
ลิ้นแผ่นปิด
เสื้อสูบ
ก้านสูบ
คาบูเรเตอร์
ห้องพักไอดี
หัวเทียน
เสื้อสูบ 70
6. ส่วนประกอบของเครื่องยนต์แก๊สโซลีนแบบ 2 และ 4 จังหวะ
ส่วนประกอบของเครื่องยนต์เล็กแก๊สโซลีนแบบ 2 จังหวะ บางชิ้นส่วนจะท างานต่างกับ
เครื่องยนต์แก๊สโซลีนแบบ 4 จังหวะ ดังนี้
6.1 ห้องเพลาข้อเหวี่ยงไม่ได้ไม่ได้เป็นห้องใส่น้ ามันเครื่อง แต่เป็นห้องไอดี จ าเป็นต้องมีซีลป้อง
กันอากาศรั่วซึม ถ้าซีลป้องกันอากาศรั่วก าลังเครื่องยนต์จะตกทันที และจะติดเครื่องยนต์ยาก
6.2 กระบอกสูบมีห้องบรรจุช่องไอดี ช่องไอเสียจะทะลุผนังกระบอกสูบ
6.3 หัวลูกสูบเป็นสันนูน เป็นสันบังคับทิศทางไหลของไอดี ให้ไล่ขับไอเสีย
6.4 แหวนลูกสูบไม่มีแหวนน้ ามัน ปากแหวนเว้าตามเดือยสลักกันหมุนสะดุดช่องกระบอกสูบ
6.5 สลักลูกสูบเป็นสลักตันตรงกลาง เพื่อไม่ให้ไอดีไหลผ่านสลักลูกสูบ
6.6 เพลาข้อเหวี่ยงเป็นแบบถอดแยกชิ้นได้ เพื่อใช้ถอดประกอบลูกปืนก้านสูบ
เปรียบเทียบส่วนประกอบเครื่องยนต์เล็กแก๊สโซลีนแบบ 2 จังหวะ และแบบ 4 จังหวะ
ส่วนประกอบเครื่องยนต์แก๊สโซลีน 2 จังหวะ ส่วนประกอบเครื่องยนต์แก๊สโซลีน 4 จังหวะ
1.ห้องเพลาข้อเหวี่ยงบรรจุไอดี
2.หัวลูกสูบนูนให้ไอดีขับไล่ไอเสีย
3.ร่องแหวนลูกสูบไม่มีเดือยยันกันแหวนลูกสูบหมุนไปตามร่องแหวนลูกสูบ
เปรียบเทียบส่วนประกอบเครื่องยนต์เล็กแก๊สโซลีนแบบ 2 จังหวะ และแบบ 4 จังหวะ (ต่อ)
ส่วนประกอบเครื่องยนต์แก๊สโซลีน 2 จังหวะ ส่วนประกอบเครื่องยนต์แก๊สโซลีน 4 จังหวะ
4.สลักลูกสูบไม่กลวงตลอดป้องกันไอดีและไอเสียผ่าน
5.เพลาข้อเหวี่ยงถอดแยกชิ้นที่ข้อก้านสูบได้ เพื่อ
ประกอบตลับลูกปืนที่เป็นลูกปืนเข็ม
7. หลักการทำงานของเครื่องยนต์เล็กดีเซลแบบ 4 จังหวะ
เครื่องยนต์เล็กดีเซลเป็นเครื่องยนต์สูบเดียว ขนาดไม่เกิน 10 แรงม้า มีทั้งแบบลูกสูบนอนและ
แบบลูกสูบตั้ง เครื่องยนต์เล็กดีเซลที่นิยมใช้กันมากในประเทศไทย จะเป็นเครื่องยนต์แบบลูกสูบนอน
ใช้ได้ทั้งน้ ามันดีเซลและน้ ามันไบโอดีเซล การบ ารุงรักษาง่าย ใช้งานได้สะดวกตลอดเวลา ดังรูปที่ 3,38
ปีกสมดุล73
รูปที่ 3.38 เครื่องยนต์เล็กดีเซล
ที่มา : http://www.google.co.th/imgres?q
7.1 หลักการท างานของเครื่องยนต์เล็กดีเซลแบบ 4 จังหวะ แบบลูกสูบนอน มีหลักการทางานดังรูปที่ 3.39
รูปที่ 3.39 แสดงหลักการท างานของเครื่องยนต์เล็กดีเซลแบบลูกสูบนอน
ที่มา : อำพล ซื่อตรง และชาญชัย ทองประสิทธิ์; 2552.
7.1.1 จังหวะดูด (Induction) ในจังหวะดูดจะก าหนดเป็นจังหวะที่ 1 จังหวะนี้ลิ้นไอดีจะ
เปิดตั้งแต่ลูกสูบอยู่ที่ศูนย์ตายบน เพลาข้อเหวี่ยงจะหมุนพาลูกสูบลงสู่ศูนย์ตายล่าง เครื่องยนต์จะดูด
อากาศเปล่า ๆ ที่ผ่านไส้กรองอากาศแล้วเข้าไปในกระบอกสูบประมาณ 0.6 – 0.9 บาร์ เมื่อลูกสูบ
ลิ้นไอเสีย
หัวฉีด
ลิ้นไอดี
ระยะชัก
T.D.C B.D.C74
เคลื่อนที่ลงลิ้นไอดีจะเปิด กระบอกสูบได้รับการบรรจุด้วยอากาศจนเต็ม ลูกสูบจะเริ่มเคลื่อนที่ขึ้น เป็น
การเริ่มจังหวะอัด ดังรูปที่ 3.40
อากาศ
รูปที่ 3.40 แสดงหลักการท างานของเครื่องยนต์เล็กดีเซลในจังหวะดูด
ที่มา : อ าพล ซื่อตรง และชาญชัย ทองประสิทธิ์; 2552.
7.1.2 จังหวะอัด (Compression) จังหวะนี้ลูกสูบจะเคลื่อนที่จากศูนย์ตายล่าง ขึ้นสู่
ศูนย์ตายบน ลิ้นทั้งคู่ปิดสนิท อากาศภายในกระบอกสูบถูกอัดให้มีปริมาณเล็กลงประมาณ 16 : 1 ถึง
23 : 1 เรียกว่า อัตราอัด 16 : 1 ถึง 23 : 1 จะมีความดันสูงประมาณ 30 – 40 บาร์ อากาศที่ถูกอัดจะ
เกิดการเสียดสีระหว่างอณูอากาศ อากาศจะร้อนขึ้นเป็น 600 – 700 องศาเซนเซียส ดังรูปที่ 3.4175
รูปที่ 3.40 แสดงหลักการท างานของเครื่องยนต์เล็กดีเซลในจังหวะอัด
ที่มา : อ าพล ซื่อตรง และชาญชัย ทองประสิทธิ์; 2552.
7.1.3 จังหวะระเบิด (Expansion) จังหวะนี้จะฉีดน้ ามันด้วยปริมาณตามก าหนดเข้าไป
ในอากาศที่ถูกอัดให้ร้อน ละอองน้ ามันดีเซลจะผสมกับอากาศกลายเป็นไอ และจะเผาไหม้ด้วยความ
ร้อนในตัวเอง เวลาระหว่างเริ่มฉีดน้ ามันกับเริ่มเผาไหม้ เรียกว่า เวลาถ่วงจุดระเบิด ( Ignition Delay
Period) มีได้ประมาณ 0.001 วินาที หากมีนานเกินไปจะท าให้เกิดการสะสมน้ ามันดีเซล จะเป็นสาเหตุ
ให้เครื่องยนต์เดินน็อก ความร้อนที่เกิดขึ้นจากการเผาไหม้ประมาณ 2000 – 2500 องศาเซนเซียส จะ
ท าให้แก๊สขยายตัวดันลูกสูบลงล่างประมาณ 15 – 75 บาร์ เป็นการเปลี่ยนพลังงานความร้อนเป็น
พลังงานกล ดังรูปที่ 3.41
รูปที่ 3.41 แสดงหลักการท างานของเครื่องยนต์เล็กดีเซลในจังหวะระเบิด
ที่มา : อ าพล ซื่อตรง และชาญชัย ทองประสิทธิ์; 2552.
7.1.4 จังหวะคาย (Exhaust)
1) ลิ้นไอเสียเปิดก่อนลูกสูบจะถึงศูนย์ตายล่างเล็กน้อยเพื่อให้ไอเสียออกไปแต่
ลิ้นไอดียังปิดอยู่ปลายจังหวะคายประมาณ 1.1 บาร์
2) เครื่องยนต์ดีเซลคายไอเสีย เมื่ออุณหภูมิไอเสียประมาณ 500 – 600 องศา
เซนเซียส ส่วนเครื่องยนต์แก๊สโซลีนจะคายไอเสีย ประมาณ 900 องศาเซนเซียส จากความร้อนที่เกิด
จากการเผาไหม้เท่ากัน 2000 – 2500 องศาเซนเซียสจะเห็นได้ว่าเครื่องยนต์ดีเซลใช้ความร้อนจากการ
เผาไหม้น้ ามันเชื้อเพลิงเป็นประโยนช์ได้มากกว่าเครื่องยนต์แก๊สโซลีน จึงประหยัดน้ ามันชื้อเพลิง และ
มลพิษไอเสียน้อยกว่าเครื่องยนต์แก๊สโซลีน ดังรูปที่ 3.42
ไอเสีย76
รูปที่ 3.42 แสดงหลักการท างานของเครื่องยนต์เล็กดีเซลในจังหวะคาย
ที่มา : อำพล ซื่อตรง และชาญชัย ทองประสิทธิ์; 2552.
7.2 สรุปหลักการท างานของเครื่องยนต์เล็กดีเซลแบบ 4 จังหวะ
วัฎจักรการท างานของเครื่องยนต์เล็กดีเซลแบบ 4 จังหวะ คือ ดูด อัด ระเบิด คาย ลูกสูบ
จะขึ้นลง 4 ครั้ง เพลาข้อเหวี่ยงหมุน 2 รอบ คือ 720 องศา ดังรูปที่ 3.43
รูปที่ 3.43 แสดงการขับไล่ไอเสียของเครื่องยนต์เล็กดีเซลในจังหวะคาย
ที่มา : อ าพล ซื่อตรง และชาญชัย ทองประสิทธิ์ ; 2552.
ลิ้นไอเสียเปิดสุด
ลูกสูบขับไล่ไอเสีย
แบบฝึกหัดที่ 3.1
วิชา งานเครื่องยนต์เล็ก เรื่อง เครื่องยนต์เล็กและหลักการท างาน จ านวน 3 ข้อ
ระดับชั้น ปวช. สาขาวิชา ช่างยนต์ 15 คะแนน
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………
ค าสั่ง จงอธิบายหลักการท างานจากรูปต่อไปนี้
1. จากรูปด้านล่างจงอธิบายหลักการท างานมาให้เข้าใจ ( 5 คะแนน )
หัวเทียน ห้องเผาไหม้ ท่อไอเสีย ลูกสูบ รีดวาล์ว ห้องข้อเหวี่ยง ไอดี ไอดี 78
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………..............................
