อัตราการสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิง

ปั๊มฉีดน้ำมันเป็นชิ้นส่วนหลักของเครื่องยนต์ดีเซล และได้รับการเรียกว่า "หัวใจ" โดยหน้าที่หลักคือการจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงแรงดันสูงให้กับเครื่องยนต์และควบคุมอย่างแม่นยำ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มันสามารถจ่ายน้ำมันตามเวลาได้ นั่นคือเริ่มและหยุดจ่ายน้ำมันในเวลาที่กำหนดไว้ โดยสอดคล้องอย่างเข้มงวดกับวัฏจักรการทำงานและลำดับการจุดระเบิดของเครื่องยนต์ดีเซล เพื่อให้แน่ใจว่าน้ำมันเชื้อเพลิงเข้าสู่ห้องเผาไหม้ในช่วงเวลาที่เหมาะสมที่สุด จ่ายน้ำมันตามปริมาณ คือปรับปริมาณการฉีดน้ำมันตามการเปลี่ยนแปลงของโหลดเครื่องยนต์ เมื่อโหลดสูงจะเพิ่มปริมาณการจ่ายน้ำมันเพื่อให้พลังงานเพียงพอ และเมื่อโหลดต่ำจะลดปริมาณการจ่ายน้ำมันเพื่อประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิง จ่ายน้ำมันตามแรงดัน คือเพิ่มแรงดันของน้ำมันเชื้อเพลิงถึง 10~20 MPa เพื่อให้แน่ใจว่าน้ำมันเชื้อเพลิงถูกฉีดเข้าสู่ห้องเผาไหม้ด้วยแรงดันสูง สร้างการแตกตัวเป็นละอองที่ดี ส่งเสริมให้น้ำมันเชื้อเพลิงผสมกับอากาศอย่างทั่วถึง และเพิ่มประสิทธิภาพการเผาไหม้ นอกจากนี้ ปั๊มฉีดน้ำมันยังสามารถรับประกันว่ากระบวนการจ่ายน้ำมันจะรวดเร็วและน่าเชื่อถือ ป้องกันการรั่วไหลของน้ำมันจากหัวฉีดหรือการฉีดผิดปกติ และรักษาการทำงานที่เสถียรของเครื่องยนต์ ประเภทปั๊มฉีดน้ำมันที่พบทั่วไป ได้แก่ แบบลูกสูบ แบบกระจาย และแบบปั๊มหัวฉีด โดยประเภทต่างๆ มีความแตกต่างในโครงสร้างและสถานการณ์การใช้งาน แต่ฟังก์ชันหลักเหมือนกัน คือการจ่ายและควบคุมน้ำมันเชื้อเพลิงอย่างแม่นยำ เพื่อสนับสนุนการทำงานที่มีประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ดีเซล

รถกระบะดีเซลไม่มีหัวเทียน เพราะเครื่องยนต์ดีเซลใช้ระบบจุดระเบิดด้วยการอัด ซึ่งหลักการทำงานแตกต่างจากเครื่องยนต์เบนซิน: ในช่วงดูดอากาศจะดูดเฉพาะอากาศบริสุทธิ์เข้า เมื่อใกล้สิ้นสุดช่วงอัดอากาศ ปั๊มฉีดน้ำมันดีเซลแรงดันสูงจะฉีดน้ำมันดีเซลเข้าสู่กระบอกสูบ ในขณะนี้อุณหภูมิและความดันของอากาศที่ถูกอัดไว้สูงพอที่จะทำให้น้ำมันดีเซลติดไฟได้เองโดยไม่ต้องใช้หัวเทียน เชื้อเพลิงที่เผาไหม้จะผลักดันลูกสูบให้ทำงาน อัตราส่วนการอัดของเครื่องยนต์ดีเซลสูงกว่าเครื่องยนต์เบนซินมาก การออกแบบนี้ทำให้มีข้อได้เปรียบในด้านประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงและการส่งแรงบิด เหมาะสำหรับรถกระบะที่ต้องการความสามารถในการบรรทุกสูง และช่วยลดค่าใช้จ่ายเชื้อเพลิงในชีวิตประจำวันได้อย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ โครงสร้างของเครื่องยนต์ดีเซลค่อนข้างเรียบง่าย และมีอัตราการชำรุดต่ำ ทำให้เพิ่มประสิทธิภาพการใช้งานในงานเชิงพาณิชย์และงานหนักได้เป็นอย่างดี

เครื่องยนต์ดีเซลใช้การจุดระเบิดด้วยการอัดเป็นหลัก หลักการทำงานมีดังนี้: หลังจากอากาศถูกดูดเข้าไปในจังหวะดูด ลูกสูบจะอัดอากาศด้วยอัตราส่วนการอัดสูง (โดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 16-22) ในจังหวะอัด ทำให้อุณหภูมิอากาศสูงขึ้นถึง 500-700 องศาเซลเซียส ซึ่งถึงอุณหภูมิการจุดระเบิดเองของน้ำมันดีเซล เมื่อลูกสูบเข้าใกล้จุดศูนย์ตายบน หัวฉีดจะพ่นน้ำมันดีเซลเข้าไปในกระบอกสูบในรูปแบบละออง น้ำมันดีเซลจะจุดระเบิดอย่างรวดเร็วในอากาศที่มีอุณหภูมิสูงและความดันสูง ดันลูกสูบให้ทำงาน ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำ สามารถใช้หัวเทียนเรืองแสงเพื่อเพิ่มอุณหภูมิในกระบอกสูบและปรับปรุงประสิทธิภาพการสตาร์ทในสภาพอากาศเย็นได้ ในระหว่างการจุดระเบิด จังหวะการฉีดที่แม่นยำมีความสำคัญอย่างยิ่ง การฉีดเร็วเกินไปอาจทำให้การเผาไหม้ไม่สมบูรณ์และเกิดการน็อค ในขณะที่การฉีดช้าเกินไปจะสิ้นเปลืองพลังงานและทำให้เครื่องยนต์ร้อนจัด นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องใช้น้ำมันดีเซลที่มีคุณภาพ หลีกเลี่ยงสิ่งเจือปนที่อาจส่งผลต่อการฉีดและการเผาไหม้ การตรวจสอบซีลกระบอกสูบอย่างสม่ำเสมอจะช่วยให้มั่นใจได้ว่าแรงดันการอัดอากาศเพียงพอ ทำให้มั่นใจได้ว่าอากาศอัดจะถึงอุณหภูมิจุดติดไฟของน้ำมันดีเซล และช่วยให้เครื่องยนต์ทำงานได้อย่างปกติ

ปั๊มเชื้อเพลิงที่ใช้สร้างแรงดันในระบบฉีดเชื้อเพลิงดีเซลแบบดั้งเดิมมีหลักๆ 2 ประเภท คือ ปั๊มฉีดเชื้อเพลิงแบบปลักซอม และปั๊มฉีดเชื้อเพลิงแบบจัดแจง ปั๊มฉีดเชื้อเพลิงแบบปลักซอมสร้างเชื้อเพลิงแรงดันสูงโดยการเปลี่ยนปริมาตรผ่านการเคลื่อนที่ไปกลับของปลักซอม มีโครงสร้างง่าย ง่ายต่อการบำรุงรักษา และสามารถปรับแต่งแรงดันได้ยืดหยุ่น ปั๊มประเภท A, B, P ที่พบได้ทั่วไปจัดอยู่ในประเภทนี้ และใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องยนต์ดีเซลแบบดั้งเดิม ส่วนปั๊มฉีดเชื้อเพลิงแบบจัดแจงจะกระจายเชื้อเพลิงแรงดันสูงไปยังแต่ละกระบอกสูบผ่านจานจัดแจงที่หมุนได้ มีโครงสร้างกะทัดรัด ขนาดเล็ก เหมาะสำหรับเครื่องยนต์หลายกระบอกสูบ โดยปั๊มประเภท VE เป็นตัวอย่างที่สำคัญ ปั๊มเชื้อเพลิงเหล่านี้ควบคุมแรงดันและปริมาณการฉีดเชื้อเพลิงอย่างแม่นยำผ่านวิธีการควบคุมทางกลหรืออิเล็กทรอนิกส์ยุคแรก เพื่อให้แน่ใจว่าเครื่องยนต์ทำงานอย่างเสถียร นอกจากนี้ ปั๊มเชื้อเพลิงแต่ละประเภทจะเหมาะกับความต้องการของเครื่องยนต์ที่แตกต่างกัน เช่น แบบปลักซอมเหมาะสำหรับสถานการณ์ที่ต้องการการปรับแรงดันสูง ส่วนแบบจัดแจงจะเหมาะสมกว่าในเครื่องยนต์หลายกระบอกสูบที่มีข้อจำกัดด้านพื้นที่ สมรรถนะของปั๊มเหล่านี้ส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงและการปล่อยมลพิษของเครื่องยนต์ การบำรุงรักษาและตรวจสอบเป็นประจำจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำงานปกติของระบบ

หน้าที่หลักของหัวฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงคือการส่งน้ำมันเชื้อเพลิงไปยังเครื่องยนต์อย่างแม่นยำและในปริมาณที่เหมาะสมเพื่อการเผาไหม้ที่มีประสิทธิภาพ โดยพื้นฐานแล้วมันคือวาล์วโซลินอยด์ เมื่อได้รับคำสั่งจากหน่วยควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ของเครื่องยนต์ (ECU) ขดลวดโซลินอยด์จะได้รับพลังงาน ทำให้เกิดแรงดูดที่ยกวาล์วเข็มขึ้นและเปิดรูฉีด น้ำมันเชื้อเพลิงจะถูกฉีดพ่นด้วยความเร็วสูงผ่านช่องว่างวงแหวนระหว่างวาล์วเข็มและรูฉีด ทำให้เกิดละอองคล้ายหมอก กระบวนการทำให้เป็นละอองนี้ช่วยปรับปรุงความสม่ำเสมอของการผสมน้ำมันเชื้อเพลิงกับอากาศอย่างมาก จึงเพิ่มประสิทธิภาพการเผาไหม้ หัวฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงแบ่งออกเป็นสองประเภทตามตำแหน่งการฉีด ได้แก่ การฉีดเข้าท่อไอดีและการฉีดตรง การฉีดเข้าท่อไอดีจะฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงเข้าไปในท่อไอดี ช่วยทำความสะอาดวาล์วและลดการสะสมของคาร์บอน แต่ความแม่นยำในการฉีดค่อนข้างต่ำ ซึ่งอาจนำไปสู่การสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิงมากขึ้นหรือกำลังเครื่องยนต์ไม่เพียงพอ ในทางกลับกัน ระบบฉีดเชื้อเพลิงโดยตรงจะฉีดเชื้อเพลิงเข้าไปในกระบอกสูบโดยตรง ทำให้มีความแม่นยำมากขึ้นและช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิง ลดการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิง และเพิ่มกำลังเครื่องยนต์ อย่างไรก็ตาม ระบบนี้ต้องการเชื้อเพลิงคุณภาพสูงกว่าและต้องทนต่อแรงดันสูงถึง 24-200 กก. (แรงดันการฉีดผ่านท่อไอดีโดยทั่วไปอยู่ที่ 2-8 กก.) นอกจากนี้ หัวฉีดเชื้อเพลิงซึ่งควบคุมอย่างแม่นยำโดย ECU จะช่วยให้เครื่องยนต์รักษาสัดส่วนอากาศต่อเชื้อเพลิงที่เหมาะสมที่สุดภายใต้สภาวะการทำงานที่แตกต่างกัน ซึ่งไม่เพียงแต่รับประกันการทำงานของเครื่องยนต์ที่ราบรื่น แต่ยังช่วยเพิ่มกำลังและลดการปล่อยมลพิษอีกด้วย เพื่อรักษาประสิทธิภาพ จำเป็นต้องทำความสะอาดอย่างสม่ำเสมอเพื่อป้องกันการสะสมของคาร์บอนหรือสิ่งสกปรกอุดตันระบบ โดยทั่วไปแนะนำให้บำรุงรักษาทุก 2 ปีหรือ 50,000 กิโลเมตร หากรถยนต์ใช้งานในสภาพการจราจรติดขัดบ่อยครั้งหรือใช้เชื้อเพลิงคุณภาพต่ำ ควรลดระยะเวลาการทำความสะอาดลงตามความเหมาะสม