เครื่องยนต์สันดาปภายในคืออะไร และมีหลักการทำงานอย่างไรบ้าง?

“เครื่องยนต์สันดาปภายใน” คือ เครื่องยนต์ที่มีการระเบิดหรือมีการเผาไหม้ส่วนผสมของเชื้อเพลิง และโดยปกติทั่วไปก็จะเป็นน้ำมันรถยนต์กับอากาศที่เกิดขึ้นภายในเครื่องยนต์ แล้วหลังจากนั้นจึงเกิดการออกซิไดซ์ (Oxidizing) ขึ้นมาจนกระทั่งมีการขยายตัวและแตกตัวอยู่ภายในห้องเผาไหม้ ส่งผลทำให้แรงระเบิดจากการเผาไหม้นั้นถูกเปลี่ยนมาเป็นพลังงานในที่สุด โดยที่เครื่องยนต์เผาไหม้ภายในก็จะได้พลังงานจากการระเบิดดังกล่าวมาใช้ในการขับเคลื่อนของรถยนต์ด้วยเช่นเดียวกัน

• เมื่อแบ่งตามโครงสร้างของเครื่องยนต์ เช่น เครื่องยนต์แบบลูกสูบธรรมดา เครื่องยนต์ลูกสูบแบบสามเหลี่ยม (โรตารี่) เป็นต้น
• เมื่อแบ่งตามวัฏจักรการทำงาน เช่น เครื่องยนต์แบบ 2 จังหวะ เครื่องยนต์แบบ ภายใน 4 จังหวะ เป็นต้น
• เมื่อแบ่งตามชนิดของเชื้อเพลิง เช่น เครื่องยนต์เบนซิน เครื่องยนต์ดีเซล เป็นต้น
  
  

ซึ่งสำหรับในปัจจุบันนี้ รถยนต์ส่วนมากมักจะเป็นเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบ 4 จังหวะ ที่ใช้เชื้อเพลิงเป็นน้ำมันเบนซินและน้ำมันดีเซลเกือบทั้งหมด และเป็นเครื่องยนต์ที่มีลูกสูบวิ่งขึ้นลงในกระบอกสูบที่จะเรียกว่า Reciprocating engine ส่วนเครื่องยนต์ลูกสูบแบบหมุนหรือ Rotary engine มักจะพบได้น้อยมาก และเครื่องยนต์สันดาปภายในที่จุดระเบิดด้วยประกายไฟก็จะมีความแตกต่างไปจากเครื่องยนต์ที่จุดระเบิดด้วยการอัดด้วย กล่าวคือ ทั้ง 2 ประเภทนี้จะมีความแตกต่างกันดังนี้

• วิธีที่น้ำมันเชื้อเพลิงเข้าไปยังกระบอกสูบ
• วิธีที่น้ำมันเชื้อเพลิงจุดระเบิด
• ชนิดของน้ำมันเชื้อเพลิงที่ใช้
  
  

เนื่องจากเครื่องยนต์ที่จุดระเบิดด้วยประกายใช้นั้นจะใช้น้ำมันเชื้อเพลิงที่สามารถระเหยกลายเป็นไอได้ง่าย เช่น แก๊สโซฮอล เป็นต้น เมื่อน้ำมันเชื้อเพลิงมีการผสมกับอากาศก่อนเข้าไปยังกระบอกสูบ ตัวส่วนผสมหรือไอดีก็จะถูกอัดตัวแล้วเกิดเป็นประกายไฟที่หัวเทียน เกิดเป็นการจุดระเบิดเผาไหม้ไอดีขึ้นมา ส่วนเครื่องยนต์ที่จุดระเบิดด้วยการอัด น้ำมันเชื้อเพลิงจะถูกฉีดเข้าไปผมกับอากาศ หลังจากที่อากาศได้มีการไหลเข้ากระบอกสูบไปแล้ว ซึ่งจะมีเพียงอากาศอย่างเดียวเท่านั้นที่ถูกดูดเข้าไปในกระบอกสูบ โดยอากาศจะถูกอัดจนมีอุณหภูมิสูงถึง 538 องศาเซลเซียส หลังจากนั้นน้ำมันดีเซลก็จะถูกฉีดเข้าไปภายในกระบอกสูบ จนทำให้สัมผัสกับความร้อนและเกิดเป็นการจุดระเบิดเผาไหม้น้ำมันเชื้อเพลิงขึ้นมานั่นเอง

จากข้อมูลในเว็บไซต์ athucpham ได้พูดถึงหลักการทำงานของเครื่องยนต์สันดาปภายในไว้ว่า สำหรับในปัจจุบันนี้ รถยนต์เกือบจะทั้งหมดนั้นใช้เครื่องยนต์สันดาปภายในแบบ 4 จังหวะ ซึ่งจะเป็นการเปลี่ยนพลังงานเผาไหม้น้ำมันเชื้อเพลิงไปเป็นการเคลื่อนที่แบบ 4 จังหวะ หรือที่เราเรียกกันว่า ““วัฏจักรออตโต (Otto cycle)” ”ก็เพื่อเป็นเกียรติให้แก่ นายนิโคลัส ออตโต ผู้ที่ประดิษฐ์เครื่องยนต์ประเภทนี้สำเร็จครั้งแรกในปี พ.ศ. 2410 ซึ่งในวัฏจักรการทำงานแบบ 4 จังหวะนั้นจะมีขั้นตอนต่าง ๆ ดังนี้

• จังหวะดูด (Intake) ลูกสูบเริ่มต้นที่จุดสูงสุดและเลื่อนลงมาในขณะเดียวกันนั้นตัววาล์วไอดี (Intake valve) จะมีการเปิดออก ส่วนตัววาล์วไอเสีย (Exhaust valve) จะมีการปิดตัวลง เพื่อดูดส่วนผสมเชื้อเพลิงและอากาศ (“ไอดี) เข้าไปภายในกระบอกสูบ และทำให้ลูกสูบเลื่อนลงจนถึงจุดต่ำสุด จึงเกิดเป็นจังหวะดูดขึ้นมา
• จังหวะอัด (Compression) เมื่อลูกสูบเคลื่อนที่จากจุดต่ำสุดขึ้นไป ตัววาล์วไอดีและวาล์วไอเสียจะยังไม่ถูกเปิดออก จากนั้นลูกสูบจะเลื่อนขึ้นจนถึงจุดสูงสุดเพื่อทำการอัดส่วนผสมไอดีให้มีปริมาตรที่เล็กลง และเกิดเป็นความดันภายในห้องเผาไหม้จากการอัด จึงเกิดเป็นจังหวะอัดขึ้นมา
• จังหวะระเบิด หรือได้งาน (Combustion) หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่าจังหวะเผาไหม้ เมื่อลูกสูบเคลื่อนที่ขึ้นสูงสุดแล้ว วาล์วไอดีและไอเสียจะยังปิดอยู่ ส่วนหัวเทียนจะทำการจุดระเบิดไอดีที่มีความดันที่เกิดจากจังหวะอัด จนเกิดการระเบิดภายในห้องเผาไหม้อย่างรุนแรงและถีบให้ลูกสูบเลื่อนลง ซึ่งจังหวะนี้คือจังหวะที่จะนำไปใช้งานในการเคลื่อนที่ของรถยนต์นั่นเอง และจะเป็นจังหวะเดียวที่ได้งานในจำนวนทั้ง 4 จังหวะด้วย
• จังหวะคายไอเสีย (Exhaust) ลูกสูบจะเคลื่อนที่ขึ้น และในขณะเดียวกันตัววาล์วไอเสียก็จะเปิด เพื่อขับไล่ไอเสียออกจากกระบอกสูบนั่นเอง ส่วนวาล์วไอดีจะยังคงปิดอยู่ จึงเกิดเป็นจังหวะคายขึ้นมา
  
  

เมื่อทำงานถึงวัฏจักรที่ 4 แล้วก็จะวนกลับมาทำงานในวัฏจักรที่ 1 ใหม่หมุนเวียนซ้ำไปเรื่อย ๆ จนกระทั่งมีการดับเครื่องยนต์ ดังนั้นลูกสูบ (Piston) ที่อยู่ในกระบอกสูบ (Cylinder) ก็จะวิ่งขึ้นลงเพื่อทำงานและต่อกับเพลาข้อเหวี่ยง (Crankshaft) โดยมีตัวเชื่อมต่อคือก้านสูบ (Connecting rod) โดยที่เพลาข้อเหวี่ยงจะทำหน้าที่เปลี่ยนแปลงพลังงานจากการระเบิด ไปเป็นการหมุนนั่นเอง (เปลี่ยนจากพลังงานความร้อนไปเป็นพลังงานกล) ดังนั้นเราจึงจะสังเกตได้ว่า การเคลื่อนที่ของลูกสูบภายในกระบอกสูบนั้นเป็นการเคลื่อนที่แบบขึ้นลงเป็นเส้นตรง แต่ก็จะถูกเปลี่ยนแปลงไปเป็นการหมุน โดยจะมีเพลาข้อเหวี่ยงเป็นตัวแปลงให้เกิดการหมุนของเพลา และเกิดเป็นการขับเคลื่อนของรถยนต์ได้นั่นเอง

เครื่องยนต์สันดาปภายในจะมีกระบวนการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงกับอากาศภายในเครื่องยนต์ เช่น ในกระบอกสูบ แต่เครื่องยนต์สันดาปภายนอกจะมีกระบวนการเผาไหม้ภายนอกเครื่องยนต์ แล้วค่อยเอาความร้อนจากการเผาไหม้นั้นไปใช้งานต่ออีกครั้งหนึ่ง ดังนั้นประสิทธิภาพในการทำงานของเครื่องยนต์สันดาปภายนอกจึงต่ำมาก อีกทั้งยังสูญเสียพลังงานไปโดยไม่จำเป็นอีกด้วย ในปัจจุบันจึงไม่นิยมใช้เครื่องยนต์สันดาปภายนอกกันแล้วนั่นเอง

1. เครื่องยนต์สันดาปภายในรุ่นใหม่ตอนนี้จะมีประสิทธิภาพและสมรรถนะที่ดีกว่า เครื่องยนต์ในรูปแบบอื่น ๆ
2. ทางวิศวกรของในแต่ละบริษัท ต่างก็ได้มีการคิดค้นและพัฒนาเครื่องยนต์ในแต่ละรุ่นและในแต่ละแบบออกมา จนได้มีการค้นพบว่าเครื่องยนต์สันดาปภายในนั้นเป็นพื้นฐานของการผลิตกำลังงานให้กับเครื่องยนต์ที่มีประสิทธิภาพดี อีกทั้งจะได้เครื่องยนต์ที่ให้กำลังสูงกว่าเครื่องยนต์ในพิกัดเดียวกันมากถึง 15% และช่วยให้ประหยัดมากขึ้นถึง 15% รวมทั้งยังเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากกว่าเดิมอีกด้วย
3. เครื่องยนต์สันดาปภายในรุ่นใหม่จะมีการเพิ่มอัตราส่วนกำลังอัดให้สูงขึ้น โดยที่เครื่องยนต์จะยังคงทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพอยู่ ซึ่งก็จะเป็นการไปแก้ไขปัญหาในอดีตที่ว่าอัตราส่วนกำลังที่สูงจนเกินไป จะไปทำให้การจุดระเบิดผิดพลาดและเครื่องยนต์จะเกิดการน็อกขึ้นมาได้นั่นเอง

ในกรณีที่รถยนต์เกิดความเสียหายขึ้นมาโดยที่ไม่ได้มีสาเหตุมาจากอุบัติเหตุ ในส่วนนี้ทางบริษัทประกันภัยจะไม่ได้ให้ความคุ้มครองหรือจะไม่ได้รับเคลม แต่ถ้าหากว่ามีสาเหตุมาจากอุบัติเหตุหรือว่าภัยธรรมชาติ เช่น พายุหนักพัดต้นไม้จนล้มทับรถยนต์จนเกิดความเสียหายต่อเครื่องยนต์ภายใน ในกรณีนี้เองที่เราจะสามารถทำเรื่องขอเคลมกับทางบริษัทประกันภัยได้ เนื่องจากเป็นส่วนที่อยู่ในความคุ้มครองของแผนกรมธรรม์ คือจะคุ้มครองในส่วนที่เกิดจากอุบัติเหตุหรือว่าเกิดจากภัยธรรมชาติเท่านั้น เลยจะแนะนำสำหรับท่านที่ต้องการจะได้รับความคุ้มครองแบบครอบคลุมมากที่สุดว่าให้เลือกทำเป็น ประกันรถยนต์ ที่เป็นแผนประกันภัยชั้น 1 และนอกจากนี้ก็จะแนะนำสำหรับท่านที่ยังต้องการความคุ้มครองให้กับอะไหล่รถยนต์เพิ่มเติมว่าให้เลือกทำประกันอะไหล่รถยนต์ควบคู่ไปด้วย เพราะว่ามันจะช่วยทำให้คุณสามารถมั่นใจเพิ่มขึ้นไปได้อีกขั้นในทุกการขับขี่