“BDC engine” ในภาษาอังกฤษหมายถึงอะไร?

หัวใจสำคัญของเครื่องยนต์คือกลไกข้อเหวี่ยงและก้านสูบที่ทำหน้าที่แปลงพลังงานความร้อนเป็นพลังงานกล และชุดชิ้นส่วนตัวเครื่องที่ทำหน้าที่เป็นฐานรองรับ กลไกข้อเหวี่ยงและก้านสูบประกอบด้วยชิ้นส่วนสำคัญ เช่น ลูกสูบ ก้านสูบ เพลาข้อเหวี่ยง เป็นต้น โดยลูกสูบจะถูกก๊าซอุณหภูมิสูงและความดันสูงจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงผลักให้เคลื่อนที่กลับไปมาในกระบอกสูบ แล้วผ่านก้านสูบจะแปลงการเคลื่อนที่แบบเส้นตรงเป็นการเคลื่อนที่หมุนของเพลาข้อเหวี่ยง และสุดท้ายจะส่งกำลังออกมาเพื่อขับเคลื่อนยานพาหนะ ชุดชิ้นส่วนตัวเครื่องประกอบด้วยบล็อกกระบอกสูบ ฝาสูบ กระเพาะเพลาข้อเหวี่ยง เป็นต้น ซึ่งเป็นฐานติดตั้งสำหรับทุกกลไกและระบบ รองรับการทำงานของกลไกข้อเหวี่ยงและก้านสูบ และให้การสนับสนุนแก่ระบบจ่ายเชื้อเพลิง ระบบหล่อลื่น ระบบระบายความร้อน เป็นต้น นอกจากนี้ กระบอกสูบเป็นพื้นที่หลักของห้องเผาไหม้ ที่ทำงานร่วมกับชิ้นส่วนอื่นๆ เช่น ลูกสูบ วาล์ว เพื่อให้เชื้อเพลิงเผาไหม้สมบูรณ์และแปลงพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ การทำงานประสานกันอย่างแม่นยำของชิ้นส่วนหลักเหล่านี้จะกำหนดกำลังส่งออกของเครื่องยนต์ ความเสถียรในการทำงาน และความทนทาน ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญของประสิทธิภาพเครื่องยนต์ ในขณะเดียวกัน กลไกควบคุมวาล์วจะทำงานประสานกับกลไกข้อเหวี่ยงและก้านสูบ ควบคุมการเปิด-ปิดวาล์วอย่างแม่นยำเพื่อให้การไหลเข้าออกของก๊าซเป็นไปอย่างราบรื่น และช่วยให้ระบบหลักทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น

เครื่องยนต์สี่จังหวะเป็นเครื่องยนต์สันดาปภายในที่ทำงานครบหนึ่งรอบด้วยจังหวะต่อเนื่องสี่จังหวะ ได้แก่ จังหวะดูด จังหวะอัด จังหวะกำลัง และจังหวะไอเสีย ในจังหวะดูด วาล์วไอดีเปิดและวาล์วไอเสียปิด ลูกสูบเคลื่อนที่ลงจากจุดศูนย์ตายบน ปริมาตรกระบอกสูบเพิ่มขึ้น ทำให้เกิดแรงดันลบและดูดส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศเข้าไป ในจังหวะอัด ทั้งวาล์วไอดีและไอเสียปิด ลูกสูบเคลื่อนที่ขึ้นเพื่ออัดส่วนผสม ทำให้ความดันและอุณหภูมิเพิ่มขึ้นอย่างมาก สร้างสภาวะที่เหมาะสมสำหรับการเผาไหม้ จังหวะกำลังเป็นหัวใจสำคัญของการสร้างกำลัง ส่วนผสมจะถูกจุดระเบิด (เครื่องยนต์เบนซินใช้หัวเทียน เครื่องยนต์ดีเซลใช้การจุดระเบิดอัตโนมัติจากการอัด) และขยายตัวเพื่อผลิตก๊าซที่มีอุณหภูมิสูงและความดันสูง ดันลูกสูบลงและขับเคลื่อนเพลาข้อเหวี่ยงให้หมุนผ่านก้านสูบ ทำให้เกิดพลังงานกล ในจังหวะไอเสีย วาล์วไอเสียเปิดและวาล์วไอดีปิด ลูกสูบเคลื่อนที่ขึ้นเพื่อขับก๊าซไอเสียที่เผาไหม้แล้วออก เตรียมพร้อมสำหรับรอบการทำงานต่อไป เครื่องยนต์ชนิดนี้มีประสิทธิภาพเชิงความร้อนสูง การทำงานราบรื่น และประหยัดเชื้อเพลิงได้ดี เป็นเทคโนโลยีที่พัฒนามาอย่างดีและมีการใช้งานอย่างกว้างขวาง พบได้ทั่วไปในรถยนต์และเครื่องจักรขนาดใหญ่ เมื่อเทียบกับเครื่องยนต์สองจังหวะ แม้ว่าโครงสร้างจะซับซ้อนกว่า แต่ก็มีประสิทธิภาพที่ดีกว่าในด้านการควบคุมการปล่อยมลพิษและความเสถียรของกำลัง

เครื่องยนต์ประกอบด้วยกลุ่มโครงสร้างหลัก สองกลไก และห้าระบบหลัก กลุ่มโครงสร้างหลักเป็นฐานติดตั้งหลัก ประกอบด้วย หัวกระบอกสูบ กระบอกสูบ กระบอกสูบข้อเหวี่ยง (crankcase) และถังน้ำมันเครื่อง (oil pan) เพื่อรองรับกลไกและระบบทั้งหมด สองกลไกคือ กลไกข้อเหวี่ยงและก้านสูบ (crank connecting rod mechanism) และกลไกควบคุมวาล์ว: กลไกข้อเหวี่ยงและก้านสูบประกอบด้วยลูกสูบ ก้านสูบ เพลาข้อเหวี่ยง และล้อช่วยแรง ซึ่งสามารถแปลงพลังงานความร้อนจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงเป็นการเคลื่อนที่แบบลูกสูบขึ้น-ลง แล้วส่งผ่านก้านสูบไปยังเพลาข้อเหวี่ยงเพื่อแปลงเป็นการหมุนและส่งกำลังออก; กลไกควบคุมวาล์วประกอบด้วยวาล์ว เพลาลูกเบี้ยว ท่อร่วมไอดี และท่อร่วมไอเสีย เพื่อควบคุมจังหวะการเข้าของส่วนผสมที่เผาไหม้ได้และการระบายไอเสียอย่างแม่นยำ ทำให้กระบวนการเผาไหม้มีประสิทธิภาพ ห้าระบบหลักได้แก่ ระบบระบายความร้อน ระบบหล่อลื่น ระบบจ่ายเชื้อเพลิง ระบบจุดระเบิด และระบบสตาร์ท: ระบบระบายความร้อนรักษาอุณหภูมิการทำงานที่เหมาะสมของเครื่องยนต์ผ่านชิ้นส่วนต่างๆ เช่น ถังน้ำ ปั๊มน้ำ และหม้อน้ำ เพื่อป้องกันความร้อนสูงเกินไป; ระบบหล่อลื่นใช้ปั๊มน้ำมันเครื่องและกรองน้ำมันเครื่อง เพื่อจ่ายน้ำมันหล่อลื่นให้ชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ ลดการเสียดสีและยืดอายุการใช้งาน; ระบบจ่ายเชื้อเพลิงมีส่วนประกอบต่างกันตามประเภทเครื่องยนต์ (เครื่องยนต์เบนซินหรือดีเซล) เช่น หัวฉีดหรือคาร์บูเรเตอร์สำหรับเครื่องยนต์เบนซิน ปั๊มฉีดน้ำมันสำหรับเครื่องยนต์ดีเซล ทำหน้าที่จ่ายและผสมเชื้อเพลิง; ระบบจุดระเบิดใช้เฉพาะเครื่องยนต์เบนซิน โดยใช้หัวเทียนและคอยล์จุดระเบิดเพื่อจุดระเบิดส่วนผสม; ระบบสตาร์ทใช้มอเตอร์สตาร์ทและแบตเตอรี่เพื่อให้พลังงานในการสตาร์ทเครื่องยนต์ ชิ้นส่วนทั้งหมดทำงานร่วมกันเพื่อให้เครื่องยนต์ส่งกำลังได้อย่างมีประสิทธิภาพและมั่นคง สนับสนุนการขับขี่รถยนต์อย่างปกติ

เครื่องยนต์ดีเซลสี่จังหวะจะทำให้เพลาข้อเหวี่ยงหมุนสองรอบเมื่อเสร็จสิ้นวงจรการทำงานหนึ่งวงจร ซึ่งประกอบด้วยสี่จังหวะ ได้แก่ จังหวะดูด จังหวะอัด จังหวะระเบิด และจังหวะคาย โดยแต่ละจังหวะสอดคล้องกับการหมุนของเพลาข้อเหวี่ยง 180 องศา สี่จังหวะรวมกันหมุนได้ 720 องศา หรือสองรอบ โดยเฉพาะแล้ว ในระหว่างเพลาข้อเหวี่ยงหมุนรอบแรก ลูกสูบจะเสร็จสิ้นจังหวะดูดและจังหวะอัดตามลำดับ: ในขณะจังหวะดูด ลูกสูบจะเคลื่อนลง และอากาศบริสุทธิ์จะถูกดูดเข้าไปในกระบอกสูบ ในขณะจังหวะอัด ลูกสูบจะเคลื่อนขึ้น และอากาศจะถูกอัดจนถึงสถานะอุณหภูมิสูงและความดันสูง (อุณหภูมิสามารถถึง 750–1000 K และความดัน 3000–5000 kPa) เมื่อเพลาข้อเหวี่ยงหมุนรอบที่สอง ลูกสูบจะเสร็จสิ้นจังหวะระเบิดและจังหวะคาย: ในจังหวะระเบิด ดีเซลที่มีความดันสูงจะถูกฉีดเข้าไปในห้องเผาไหม้แล้วเกิดการลุกไหม้เอง ซึ่งผลักลูกสูบให้เคลื่อนลงเพื่อส่งกำลังออก ในขณะจังหวะคาย ลูกสูบจะเคลื่อนขึ้น และจะขับไอเสียออกจากกระบอกสูบ รูปแบบวงจรนี้รับประกันให้เครื่องยนต์ทำงานอย่างมั่นคง และเครื่องยนต์ดีเซลเนื่องจากมีอัตราส่วนการอัดสูงกว่า (โดยปกติจะอยู่ระหว่าง 16–22) จึงมีประสิทธิภาพการใช้น้ำมันเชื้อเพลิงและกำลังส่งออกที่โดดเด่นกว่า

ห้องเครื่องยนต์ประกอบด้วยส่วนประกอบและระบบสำคัญหลายอย่างที่ประกอบกันเป็นหน้าที่หลักของเครื่องยนต์ อย่างแรกคือชุดประกอบบล็อกเครื่องยนต์ ทำหน้าที่เป็นโครงสร้างรองรับของเครื่องยนต์ รวมถึงบล็อกกระบอกสูบ ฝาสูบ ปะเก็นฝาสูบ และอ่างน้ำมันเครื่อง บล็อกกระบอกสูบเชื่อมต่อแต่ละกระบอกสูบเข้ากับห้องข้อเหวี่ยง ฝาสูบปิดผนึกกระบอกสูบเพื่อสร้างห้องเผาไหม้และติดตั้งเสื้อสูบระบายความร้อน ปะเก็นฝาสูบช่วยให้การปิดผนึกแน่นสนิทที่รอยต่อเพื่อป้องกันการรั่วไหลของอากาศและน้ำ และอ่างน้ำมันเครื่องเก็บน้ำมันเครื่องและปิดผนึกห้องข้อเหวี่ยง ถัดมาคือกลไกเพลาข้อเหวี่ยงและก้านสูบ ประกอบด้วยลูกสูบ ก้านสูบ เพลาข้อเหวี่ยง และล้อช่วยแรง ลูกสูบรับแรงดันจากก๊าซเผาไหม้และส่งแรงไปยังเพลาข้อเหวี่ยงผ่านก้านสูบ เปลี่ยนการเคลื่อนที่แบบไป-กลับเป็นการเคลื่อนที่แบบหมุน ล้อช่วยแรงเก็บพลังงานเพื่อรักษาการทำงานของเครื่องยนต์ให้ราบรื่น ระบบวาล์วควบคุมการดูดและปล่อยไอเสีย รวมถึงเพลาลูกเบี้ยว (ซึ่งอาจติดตั้งอยู่ด้านบนหรือด้านล่าง เพลาลูกเบี้ยวคู่เหนือศีรษะสามารถควบคุมวาล์วไอดีและไอเสียแยกกันเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ) วาล์ว สปริงวาล์ว และชิ้นส่วนระบบตั้งเวลา (สายพานตั้งเวลาต้องเปลี่ยนเป็นประจำ โซ่ตั้งเวลามีความแข็งแรงกว่าและมีโอกาสชำรุดน้อยกว่า) ระบบนี้จะปรับเวลาการเปิดและปิดวาล์วตามสภาวะการทำงานของเครื่องยนต์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการดูดและปล่อยไอเสียให้เหมาะสมที่สุด นอกจากนี้ ระบบเสริมอีกห้าระบบทำงานร่วมกัน ได้แก่ ระบบจ่ายเชื้อเพลิงส่งเชื้อเพลิงอย่างแม่นยำผ่านหัวฉีดเชื้อเพลิง ระบบระบายความร้อนรักษาอุณหภูมิการทำงานที่เหมาะสมของเครื่องยนต์โดยใช้ถังน้ำและปั๊มน้ำ ระบบหล่อลื่นใช้ปั๊มน้ำมันเพื่อส่งน้ำมัน ลดการสึกหรอของชิ้นส่วน ระบบจุดระเบิด (เฉพาะเครื่องยนต์เบนซิน) จุดระเบิดส่วนผสมของอากาศและเชื้อเพลิงผ่านหัวเทียน และระบบสตาร์ทให้พลังงานเริ่มต้นโดยใช้มอเตอร์สตาร์ทและแบตเตอรี่ ในขณะเดียวกัน ชิ้นส่วนเสริมต่างๆ เช่น กรองอากาศ น้ำยาหล่อเย็น และน้ำยาฉีดกระจก ก็อยู่ในห้องเครื่องยนต์เช่นกัน ซึ่งทั้งหมดนี้ช่วยให้การทำงานของเครื่องยนต์มีประสิทธิภาพและเสถียร ส่วนประกอบเหล่านี้ทำงานร่วมกันเพื่อสร้างระบบส่งกำลังที่สมบูรณ์ และเทคโนโลยีต่างๆ เช่น ระบบควบคุมจังหวะการเปิด-ปิดวาล์วแบบแปรผัน ช่วยเพิ่มกำลังเครื่องยนต์และประหยัดเชื้อเพลิงได้ดียิ่งขึ้น