รถยนต์ไฟฟ้ามีผลประโยชน์อย่างไร

การใช้งานเครื่องยนต์ดีเซลเริ่มในปลายศตวรรษที่ 19 นักประดิษฐ์ชาวเยอรมันชื่อรูดอล์ฟ ดีเซลได้รับสิทธิบัตรเครื่องยนต์ดีเซลแบบเผาโดยกดอัดในปี 1892 และผลิตเครื่องทดลองดั้งเดิม ปี 1897 ได้เสร็จสิ้นการปรับปรุงเทคโนโลยีทำให้การทดสอบเครื่องยนต์สำเร็จ และปี 1898 นำไปใช้ในระดับทางการค้าได้แล้ว ปี 1903 เครื่องยนต์ดีเซลถูกติดตั้งบนรถบรรทุกเป็นครั้งแรก และเข้าสู่การใช้งานในวงการยานยนต์อย่างเป็นทางการ เครื่องยนต์ชนิดนี้ใช้วิธีการจุดระเบิดแบบเผาโดยกดอัด มีลักษณะที่มีแรงบิดสูงและการใช้น้ำมันเชื้อเพลิงต่ำ ต่อมาได้เริ่มใช้กันอย่างแพร่หลายในหลายวงการ เช่น เรือ เครื่องจักรกลก่อสร้างและเครื่องจักรการเกษตร เป็นแหล่งพลังงานสำคัญอย่างหนึ่ง การประดิษฐ์นี้ได้เปลี่ยนแปลงทิศทางการพัฒนาวิศวกรรมพลังงาน และให้การสนับสนุนพลังงานที่มีประสิทธิภาพและน่าเชื่อถือแก่อุตสาหกรรมต่างๆ

อาการของหัวฉีดน้ำมันดีเซลเสีย ได้แก่ การทำงานผิดปกติของเครื่องยนต์ เช่น เครื่องสั่นขณะเดินเบา, สูบใดสูบหนึ่งหยุดทำงานทำให้กำลังส่งออกไม่สม่ำเสมอ, เริ่มติดยากในอุณหภูมิต่ำหรือแม้กระทั่งดับกระทันหันขณะขับขี่; สมรรถนะลดลง, เร่งความเร็วช้า, รถไม่มีแรง; การสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิงเพิ่มขึ้น เนื่องจากการพ่นฝอยไม่ดีหรือปริมาณการฉีดไม่สม่ำเสมอทำให้การเผาไหม้ไม่สมบูรณ์; การปล่อยไอเสียผิดปกติ เช่น ควันดำ (น้ำมันเชื้อเพลิงที่เผาไหม้ไม่สมบูรณ์ออกมากับไอเสีย), ควันขาวในอากาศเย็น (เกิดจากการรั่วของหัวฉีด) หรือมีเสียงระเบิด; อาจมีไฟเตือนความผิดปกติปรากฏขึ้น นอกจากนี้ การพ่นฝอยไม่ดีจะทำให้เกิดการสะสมคาร์บอนในกระบอกสูบมากขึ้น ส่งผลต่ออายุการใช้งานของเครื่องยนต์; เข็มฉีดติดจะทำให้สูบนั้นหยุดฉีดน้ำมัน ทำให้กำลังเครื่องยนต์ไม่เสถียร; การรั่วของหัวฉีดอาจทำให้มีน้ำมันหยด ส่งผลให้ประสิทธิภาพการเผาไหม้แย่ลง เมื่อพบอาการเหล่านี้ ควรรีบนำรถไปตรวจสอบที่อู่ซ่อมมืออาชีพ เช่น ทำความสะอาดหัวฉีด, เปลี่ยนชิ้นส่วนที่ชำรุด เป็นต้น เพื่อให้เครื่องยนต์ทำงานปกติและรักษาสมรรถนะของรถให้มั่นคง และหลีกเลี่ยงปัญหาทางกลที่รุนแรงขึ้นจากการขยายตัวของความเสียหาย

แรงดันเชื้อเพลิงที่เครื่องยนต์เบนซินส่งไปยังหัวฉีดเชื้อเพลิงจะแตกต่างกันไปตามรูปแบบการฉีด สำหรับเครื่องยนต์สูบอากาศธรรมชาติ (ประเภทการฉีดในท่อไอดี) แรงดันเชื้อเพลิงมักจะอยู่ในช่วง 2.5-3.5 บาร์ (เท่ากับ 0.25-0.35 เมกะปาสกาล) ในขณะที่แรงดันเชื้อเพลิงของเครื่องยนต์ฉีดตรงลงในกระบอกสูบจะสูงกว่าอย่างเห็นได้ชัด โดยปกติจะอยู่ในช่วง 120-200 บาร์ (12-20 เมกะปาสกาล) แรงดันเชื้อเพลิงที่เหมาะสมมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อประสิทธิภาพของเครื่องยนต์: หากแรงดันต่ำเกินไปจะทำให้การกระจายตัวของเชื้อเพลิงไม่สมบูรณ์ ประสิทธิภาพการเผาไหม้ลดลง และส่งผลต่อกำลังส่งออก แต่หากแรงดันสูงเกินไปอาจก่อให้เกิดความเสียหายต่อหัวฉีดและส่วนประกอบที่เกี่ยวข้อง ระบบจัดการเครื่องยนต์ในรถยนต์สมัยใหม่จะควบคุมแรงดันเชื้อเพลิงอย่างแม่นยำ โดยปรับจังหวะการเปิด-ปิดหัวฉีดเพื่อให้สอดคล้องกับสภาพการทำงานต่างๆ เช่น ในขณะเดินเบาแรงดันจะอยู่ที่ประมาณ 0.25 เมกะปาสกาล เมื่อเร่งเครื่องจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วถึงประมาณ 0.3 เมกะปาสกาล เพื่อให้มั่นใจว่ามีการผสมผสานระหว่างเชื้อเพลิงกับอากาศอย่างเหมาะสม เพิ่มประสิทธิภาพการเผาไหม้และประหยัดเชื้อเพลิง ค่าแรงดันที่แน่นอนอาจแตกต่างกันบ้างในแต่ละรุ่นรถ จึงควรอ้างอิงตามข้อมูลทางเทคนิคที่ผู้ผลิตระบุไว้

ปั๊มฉีดเชื้อเพลิงของเครื่องยนต์ดีเซลมีประเภทหลักดังนี้: ตามวิธีการควบคุมสามารถแบ่งเป็นแบบกลไกและแบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ แบบกลไกอาศัยโครงสร้างกลไก เช่น แคม แพลนเจอร์ เพื่อทำหน้าที่ดูดและจ่ายเชื้อเพลิง รวมถึงปรับความดัน มีโครงสร้างเรียบง่ายและบำรุงรักษาง่าย แบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ใช้หน่วยควบคุมเครื่องยนต์ (ECU) ร่วมกับข้อมูลจากเซ็นเซอร์ โดยใช้โซลินอยด์วาล์วในการปรับปริมาณเชื้อเพลิงอย่างแม่นยำ ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงและลดการปล่อยมลพิษ ตามลักษณะโครงสร้างและระบบฉีด สามารถแบ่งเป็นปั๊มแบบเรียง (inline pump) ปั๊มเดี่ยว (unit pump) ปั๊มหัวฉีด (pump nozzle) และระบบคอมมอนเรล (common rail system) ปั๊มแบบเรียงมีปั๊มและหัวฉีดแยกกันสำหรับแต่ละสูบ ให้อัตราการจ่ายเชื้อเพลิงที่สม่ำเสมอ ปั๊มเดี่ยวทำงานอิสระและให้ความดันฉีดสูง ปั๊มหัวฉีดรวมปั๊มและหัวฉีดเป็นชิ้นเดียวกัน ทำให้ได้ความดันที่สูงขึ้น ระบบคอมมอนเรลใช้ปั๊มเดียวร่วมกับท่อร่วมเชื้อเพลิงเพื่อจ่ายให้ทุกสูบ มีความยืดหยุ่นในการฉีดแต่ต้องการคุณภาพน้ำมันเชื้อเพลิงสูง นอกจากนี้ยังมีรุ่นที่ใช้ทั่วไป เช่น ปั๊มแบบ A B P และ VE ปั๊มแบบ A มีโครงสร้างง่าย เหมาะสำหรับเครื่องยนต์ดีเซลขนาดกลาง ปั๊มแบบ B ออกแบบซับซ้อนกว่าเพื่อความแม่นยำสูง ปั๊มแบบ P เหมาะสมกับสภาพการทำงานเฉพาะอย่าง ปั๊มแบบ VE มีประสิทธิภาพสูง เหมาะสำหรับยานพาหนะที่ต้องการความเร็วหรือประสิทธิภาพสูง ปั๊มฉีดเชื้อเพลิงประเภทต่างๆ เหล่านี้มีคุณลักษณะเฉพาะตัว สามารถเลือกใช้ให้เหมาะสมกับความต้องการด้านสมรรถนะของเครื่องยนต์และสภาพการใช้งาน

การสั่นของเครื่องยนต์ดีเซลมักเกิดจากการเสียหายของระบบหลายระบบร่วมกันหรือแยกต่างหาก ซึ่งส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับระบบเชื้อเพลิง ระบบไอดี ระบบกลไก ระบบหล่อลื่น การสะสมคาร์บอน และระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ ในระบบเชื้อเพลิง การติดขัดของหัวฉีดหรือการพ่นเชื้อเพลิงไม่ดีจะทำให้กระบอกสูบทำงานผิดปกติ ปั๊มฉีดเชื้อเพลิงจ่ายน้ำมันไม่สม่ำเสมอในรอบเดินเบาทำให้กำลังของแต่ละกระบอกสูบไม่สมดุล ตัวกรองเชื้อเพลิงอุดตันหรือท่อเชื้อเพลิงไม่สะดวกจะทำให้การจ่ายเชื้อเพลิงไม่คงที่ ในระบบไอดี ตัวกรองอากาศอุดตันหรือฝุ่นเกาะที่ลิ้นปีกผีเสื้อจะส่งผลต่อปริมาณอากาศที่เข้า วาล์ว EGR ปิดไม่สนิทหรือท่อไอดีรั่วจะทำให้สัดส่วนผสมอากาศและเชื้อเพลิงผิดปกติ ความเสียหายของชิ้นส่วนกลไก เช่น วาล์วปิดไม่สนิท ช่องว่างวาล์วไม่เหมาะสม หรือแรงอัดกระบอกสูบไม่เพียงพอ จะทำลายความสมดุลความดันภายใน ระบบหล่อลื่นที่มีน้ำมันเครื่องไม่เพียงพอ เสื่อมสภาพ หรือสกปรกเกินไปจะเพิ่มแรงเสียดทานของชิ้นส่วน ทำให้การทำงานไม่นิ่ง การสะสมคาร์บอนมากเกินไป (ที่ลิ้นปีกผีเสื้อและหัวฉีด) จะขัดขวางการไหลของเชื้อเพลิงและอากาศ นอกจากนี้ ความผิดปกติของเครื่องวัดอัตราการไหลของอากาศ เซ็นเซอร์ความดันไอดี หรือระบบควบคุมรอบเดินเบาจะรบกวนการควบคุมอัตราส่วนอากาศและเชื้อเพลิง ทำให้เกิดการสั่น การเปลี่ยนตัวกรองเป็นประจำ ทำความสะอาดคราบคาร์บอน และตรวจสอบสภาพน้ำมันหล่อลื่นอย่างสม่ำเสมอ จะช่วยป้องกันปัญหาดังกล่าวได้อย่างมีประสิทธิภาพ