Tips Trick : มาทำความเข้าใจถึงหลักการทำงานของเครื่องยนต์ 2 จังหวะกันดีกว่า

0

เครื่องยนต์ 4 จังหวะถือเป็นระบบเครื่องยนต์ที่ได้รับความนิยมเป็นอย่างมากในยุคสมัย แต่ถ้าจะให้ย้อนไปก่อนหน้าอีกนิดซัก 10-20 ปีก่อนล่ะก็จะมีเครื่องยนต์อีกแบบที่สิงห์นักบิดยุคนั้นคุ้นเคยกันดีนั่นก็คือเครื่องยนต์ 2 จังหวะ ที่ให้พละกำลังจี้ดจ้าดและมีเสียงอันเป็นเอกลักษณ์จนเป็นที่มาของคำว่า “เด็กแวนซ์”

แล้วถ้ามันได้รับความนิยมขนาดนั้น แต่ทำไมในยุคปี 2000 ขึ้นมามันถึงได้ค่อยๆลดจำนวนลงไปเรื่อยๆจนในสุดท้ายก็ไม่มีค่ายใดทำเครื่องยนต์ 2 จังหวะออกมาอีกเลยนับตั้งแต่ปี 2010 ซึ่งสาเหตุหลักๆเลยก็คือมลพิษจากไอเสียมากเกินไปจนเกินที่กฏหมายจะรองรับและอัตราการบริโภคน้ำมันที่สูงจนผู้ใช้งานไม่สามรถรับภาระค่าน้ำมันได้ไหว

Suter NMX500 รถซุปเปอร์ไบค์ยุคปัจจุบันที่ยังคงใช้เครื่องยนต์ 500cc 2 จังหวะอยู่

Suter NMX500 รถซุปเปอร์ไบค์ยุคปัจจุบันที่ยังคงใช้เครื่องยนต์ 500cc 2 จังหวะอยู่

และในบทความ Tip Tricks ครั้งนี้ ทาง MotoRival ก็จะขอพูดถึงหลักการทำงานคร่าวๆของเครื่องยนต์ 2 จังหวะว่าทำไมมันถึงมีพละกำลังที่สูงมาก แต่ในขณะเดียวกันกลับปล่อยมลพิษออกมามากมายขนาดนั้นให้เพื่อนๆได้ทราบกันครับ

ก่อนอื่นสิ่งที่ต้องเข้าใจเป็นอย่างแรกเลยก็คือจังหวะการทำงานของเครื่องยนต์ ได้แก่ ดูด, อัด, ระเบิด, และคาย ซึ่งในระบบเครื่องยนต์ 4 จังหวะนั้นจะตรงตัวไล่ไปทีละขั้น รวมเป็น 4 จังหวะตามชื่อของมัน แต่ในระบบเครื่องยนต์ 2 จังหวะจะรวบจังหวะดูด และอัดไว้ด้วยกัน ส่วนระเบิดและคายก็จะเกิดขึ้นพร้อมกันๆ รวมทั้งหมดเป็น 2 จังหวะ

จังหวะการทำงานของเครื่องยนต์ 4 จังหวะ

จังหวะการทำงานของเครื่องยนต์ 4 จังหวะ

นอกจากนี้อีกส่วนนึงที่เครื่องยนต์ 2 จังหวะแตกต่างจากเครื่องยนต์ 4 จังหวะนั่นก็คือ พอร์ทไอดี/ไอเสีย ซึ่งโดยปกติแล้วในเครื่องยนต์ 4 จังหวะจะมีวาล์วและแคมชาฟท์ทำหน้าที่ควบคุมการไหลเวียนอากาศ แต่ในเครื่องยนต์ 2 จังหวะจะใช้แค่ตัวลูกสูบเท่านั้นเป็นตัวควบคุมการเปิดปิดพอร์ทไอดี/ไอเสีย โดยอาศัยการเคลื่อนที่ขึ้นลงของตัวลูกสูบนั่นเอง

กลับไปที่จังหวะของเครื่องยนต์อีกครั้ง อย่างที่เราได้กล่าวไปแล้วว่าในเครื่องยนต์ 2 จังหวะนั้นจะมีจังหวะ ดูดและอัดเกิดขึ้นพร้อมกัน อธิบายคร่าวๆก็คือ ในจังหวะที่ลูกสูบเลื่อนขึ้นข้างบนเพื่อ “อัด” อากาศในห้องเผาไหม้นั้นจะเป็นช่วงเวลาเดียวกันกับที่ช่องพอร์ทไอดีเปิดออกมา (ก่อนหน้านี้อาจจะมีรีดวาล์วหรือวาล์วทางเดียวเป็นตัวควบคุมอการไหลเวียนอากาศอีกชั้น) ทำให้อากาศและน้ำมันที่ผสมกันผ่านคาร์บูเรเตอร์ไหลเข้ามาสู่แครงก์เครื่องด้านล่างตามแรง “ดูด” ของลูกสูบที่เลื่อนขึ้นไป และนี่คือจังหวะแรก

จังหวะการทำงานของเครื่องยนต์ 2 จังหวะ

จังหวะการทำงานของเครื่องยนต์ 2 จังหวะ

ส่วนจังหวะที่สองคือในทันทีที่ลูกสูบเข้าใกล้ศูนย์ตายบน หัวเทียนจะสร้างกระแสไฟออกมาเพื่อ “จุดระเบิด” ไอดีในห้องเผาไหม้ที่ถูกอัดไว้จากจังหวะก่อนหน้า โดยในขณะที่เครื่องยนต์กำลังอยู่ในจังหวะระเบิดนั้น ลูกสูบก็เลื่อนลงไปเปิดพอร์ทไอเสียออกทีละนิด ทำให้เกิดจังหวะ “คาย” ในช่วงเวลาไล่เลี่ยกันนั่นเอง

แน่นอนว่าเมื่อลูบสูบถูกดันไปด้านล่างแล้ว แรงดันในห้องแครงก์เครื่องด้านล่างก็จะสูงขึ้น ทำให้ไอดีที่ถูกดูดเข้ามาตั้งแต่จังหวะอัดตอนแรก ต้องหาช่องเพื่อไหลเวียน แต่จะให้มันกลับไปทางพอร์ทไอดีเดิมก็ไม่ได้ เพราะกระโปรงลูกสูบนั้นเลื่อนลงมาปิดพอร์ทไอดีไว้ แถมยังมีหรีดวาล์วคอยกั้นเป็นกำแพงอีกชั้นหนึ่ง

ตัวไอดีจึงสามารถไหลเวียนไปยังพอร์ทหรือท่ออากาศที่เป็นตัวเชื่อมต่อระหว่างห้องแครงก์ด้านล่าง กับห้องเผาไหม้ด้านบนเท่านั้น โดนมันจะไหลเวียนไปแทนที่ไอเสียที่พึ่งระเบิดไปจากการจุดของหัวเทียนในช่วงเวลาก่อนหน้านี้พอดี และเตรียมเข้าสู่สภาวะอัดในทันที

เครื่องยนต์ V4 500cc 2 จังหวะ จาก Suter SRT 500

เครื่องยนต์ V4 500cc 2 จังหวะ จาก Suter SRT 500

จะเห็นได้ว่าในจังหวะที่สองที่เรากล่าวถึงนั้นไม่สามารถจะแยกออกให้เห็นได้อย่างชัดเจนเท่าใดนัก เนื่องจากทุกอย่างเกิดขึ้นในช่วงเวลาที่แทบจะใกล้เคียงกันหรือพร้อมๆกันทั้งหมด แต่ถ้าลองทำความเข้าใจดีๆแล้วจะพบว่า ในทันทีที่เครื่องยนต์ 2 จังหวะจุดระเบิด และลูกสูบเลื่อนลงไป จะมีไอดีเตรียมป้อนเข้าสู่ห้องเผาไหม้พร้อมกับจังหวะคาย ทำให้เครื่องยนต์เตรียมเข้าสู่สภาวะอัดและเตรียมจุดระเบิดได้อีกครั้งทันทีที่แครงก์หมุนครบ 1 รอบเท่านั้น

ในขณะที่เครื่องยนต์ 4 จังหวะ ต้องใช้รอบการหมุนของแครงก์ชาฟท์ 2 รอบด้วยกันถึงจะได้จังหวะระเบิดหนึ่งรอบ (ดูด-อัด 1 รอบ และ ระเบิด-คาย อีก 1 รอบ) ทำให้พละกำลังที่ได้จากเครื่องยนต์ 2 จังหวะนั้นมีความต่อเนื่องและจัดจ้านกว่าแบบ 4 จังหวะอยู่ “เกือบ” 2 เท่า โดยเฉพาะช่วงรอบสูงๆ

รถแข่ง World GP ในตำนานจาก Honda รุ่น NSR500 ปี 1999 ของ

รถแข่ง World GP ในตำนานจาก Honda รุ่น NSR500 ปี 1999 ของ “จิงโจ้ไฟ” มิค ดูฮาน

สาเหตุที่เราต้องใช้คำว่าเกือบนั้น อย่าลืมนะครับว่าในทันทีที่เครื่องยนต์ 2 จังหวะเข้าสู่สภาวะจุดระเบิด ก็จะเป็นเหมือนกับการเตรียมเข้าสู่จังหวะคายแทบจะไล่เลี่ยกัน ทำให้แรงขับที่ได้จากการระเบิดนั้นแทนที่จะถูกนำไปใช้ในการขับเคลื่อนลูกสูบทั้งหมด กลับมีส่วนนึงที่ต้องสูญเสียไปเนื่องจากไหลเวียนออกทางพอร์ทไอเสียก่อนเวลาอันควร ส่งผลให้ในช่วงรอบต้นๆนั้นไม่ค่อยมีแรงเท่าใดนักเนื่องจากเครื่องยนต์ไม่สามารถใช้แรงระเบิดได้อย่างเต็มที่ โดยในจุดนี้เองก็เป็นผลทำให้เกิดการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์และเกิดมลพิษตามมานั่นเอง

เครื่องยนต์ V4 500cc 2 จังหวะ จาก Honda รุ่น NSR500

เครื่องยนต์ V4 500cc 2 จังหวะ จาก Honda รุ่น NSR500

เอาล่ะครับ และนี่คือหลักการทำงานง่ายๆของเครื่องยนต์ 2 จังหวะ ซึ่งมีข้อดีในเรื่องของพละกำลังที่จัดจ้านในรอบสูง แต่กลับมีข้อเสียในเรื่องของมลพิษ ซึ่งบอกตรงๆว่าในยุคสมัยที่หลายประเทศพยายามบีบให้ผู้ผลิตสร้างเครื่องยนต์อะไรก็ได้ให้ปล่อยมลพิษออกมาน้อยที่สุดนั้น ถ้าเทียบกับเครื่องยนต์ 4 จังหวะที่สามารถออกแบบจังหวะการเผาไหม้ให้สมบูรณ์ได้ง่ายกว่า ตัวเครื่องยนต์ 2 จังหวะที่อาศัยการควบคุมจังหวะจุดระเบิดหลักๆด้วยการเคลื่อนที่ของลูกสูบเท่านั้นต้องหายไปจากสายการผลิตโดยปริยาย (จริงๆแล้วยังมีท่อไอเสียและหรีดวาล์วช่วยควบคุมการไหลเวียนเพิ่มเติมอยู่แต่นั่นก็ยังไม่พอจะช่วยให้อัตราการเกิดมลพิษต่ำกว่าแบบ 4 จังหวะอยู่ดี)

อ่าน Tips Trick เพิ่มเติมได้ที่นี่

เพื่อนๆ Bikers สามารถติดตามข่าวสารวงการล้อ ได้ทางแฟนเพจ MotoRival ของเราครับ

Share.

About Author

error: Content is protected !!