จังหวะของลูกสูบ

          ความจริงมีเครื่องยนต์ดีเซลสองประเภทหรือสองระดับ หนึ่งคือประเภทสองจังหวะหรือสองรอบ (two-stroke or two-cycle type) ซึ่งต้องใช้รอบการดำเนินงานที่สมบูรณ์ในทุก ๆ ลูกสูบสองจังหวะ ต้องอัดอากาศเพื่อการสตาร์ตเครื่องเช่นเดียวกับการใช้งาน ส่วนอีกแบบคือเครื่องยนต์แบบสี่จังหวะหรือสี่รอบ (four-stroke or four-cycle engine) จังหวะลงครั้งแรก (downstroke) ของเครื่องยนต์ทำให้อากาศเข้ามาจังหวะขึ้นอากาศถูกกดลงมาประมาณ ๕๐๐ ปอนด์ต่อตารางนิ้ว ด้านบนของจังหวะ น้ำมันเชื้อเพลิงจะถูกอัดฉีดให้เป็นละอองผ่านเข้าไปทางหัวฉีดทำให้ติดไฟ แก๊สซึ่งเกิดจากกำลังเชื้อเพลิงที่ถูกจุดระเบิดขยายตัวอย่างรวดเร็ว ทำให้ลูกสูบอยู่ลงมาในจังหวะที่จุดไฟหรือทำงานได้จังหวะขึ้นถัดไปจะผลักดันให้แก๊สเสียออกผ่านท่อไอเสีย ทำให้เครื่องยนต์ทำงานครบวงจร จำนวนเชื้อเพลิงที่สูบฉีดเข้าไปจะควบคุมความเร็วและกำลังของเครื่องยนต์ดีเซล โดยไม่เกี่ยวข้องกับจำนวนอากาศที่เข้าไป ดังที่เป็นในเครื่องยนต์แบบใช้น้ำมัน (เครื่องยนต์เบนซิน)

หลักการทำงานของเครื่องจักรดีเซล    อากาศเมื่อถูกอัดตัวจะมีความร้อนสูงขึ้น  แต่ถ้าอากาศถูกอัดตัวอย่างรวดเร็ว โดยไม่มีการสูญเสียความร้อน(Adiabatic  compression)  ทั้งแรงดันและความร้อนจะสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว (Boyle's law)  เมื่อฉีดละอองน้ำมันเชื้อเพลิงเข้าไปในอากาศที่ร้อนจัดจากการอัดตัว   ก็จะเกิดการเผาไหม้ขึ้นอย่างทันทีทันใด  ทำให้เกิดกำลังงานขึ้น กำลังงานที่เกิดขึ้นจะนำไปใช้ประโยชน์ในรูปของแรงขับหรือแรงผลักดัน  ผ่านลูกสูบและก้านสูบทำให้เพลาข้อเหวี่ยงหมุน  ณ  กำลังอัดเดียวกัน  อากาศที่อุณหภูมิเริ่มต้นสูงกว่า เมื่อถูกอัดย่อมมีอุณหภูมิสูงกว่าหรือร้อนกว่า

เครื่องยนต์ดีเซลแบ่งออกเป็นแบบใหญ่ๆ ได้เป็น  2   แบบคือ

1.  เครื่องยนต์  4   จังหวะ  (The  4-cycle  Engine)

2. เครื่องยนต์  2  จังหวะ  (The 2-cycle Engine)

รูปการทำงานของเครื่องยนต์  4  จังหวะ

    เครื่องยนต์ดีเซลขนาดเล็ก  โดยทั่วไปเป็นเครื่องยนต์  4   จังหวะ  สำหรับเครื่องยนต์  2   จังหวะ  มักใช้กับเครื่องยนต์ดีเซลขนาดใหญ่

การทำงานของเครื่องยนต์  4  จังหวะ

   1. จังหวะดูด  (Intake Storke)      เมื่อลูกสูบเลื่อนลงจากจุดศูนย์ตายบนถึงจุดศูนย์ตายล่าง(TDC-BDC)  ลิ้นไอดีจะเปิด  อากาศจะถูกดูดเข้ามาประจุในห้องเผาไหม้   แต่ในขณะนี้ลิ้นไอเสียยังคงปิดอยู่

   2. จังหวะอัด (Compression Stroke)   เมื่อลูกสูบเริ่มเลื่อนขึ้นจากศูนย์ตายล่าง  (BDC)  ลิ้นทั้งสองจะปิด   ดังนั้นอากาศในกระบอกสูบจึงถูกอัดโดยกระบอกสูบ แรงดันและความร้อนของอากาศจึงสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว  อากาศในขณะนี้เป็นอากาศที่ร้อนแดง  " Red  hot Air"  ถ้าอัตราส่วนการอัดเท่ากับ  20:1 อากาศจะมีแรงดัน  40-45 กก./ตารางเซนติเมตร  และมีอุณหภูมิ  500-600 องศาเซลเซียส

   3. จังหวะระเบิด (power Stroke)  เมื่อลูกสูบเลื่อนขึ้นเกือบจุดศูนย์ตายบน  ในปลายจังหวะอัด  ละอองน้ำมันเชื้อเพลิงจะถูกฉีดเข้าสู่ห้องเผาไหม้  ทำให้เกิดการเผาไหม้อย่างทันทีทันใด  แรงดันจากการเผาไหม้จะผลักดันให้ลูกสูบเลื่อนลง  อุณหภูมิจะสูงขึ้นเป็นประมาณ  2000 องศาเซลเซียส    และแรงดันสูงขึ้นเป็น  55-80  กก./ตารางเซนติเมตร  ในจังหวะระเบิดนี้พลังงานความร้อนจะถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานกล

    4.  จังหวะคาย (Exaust Stroke)  ปลายจังหวะระเบิด  ลิ้นไอเสียจะเปิด  แก๊สไอเสียจึงขับไล่ออกจากกระบอกสูบ  ด้วยการเลื่อนขึ้นของลูกสูบ