View previous topic :: View next topic |
Author |
Message |
Cummins
2nd Class Pass
Joined: 28/03/2006 Posts: 719
Location: มหาวิทยาลัยราชมงคลอิสาน วิทยาเขตภาคตะวันออกเฉียงเหนือ นครราชสีมา
|
Posted: 24/07/2006 2:16 pm Post subject: จากซูเปอร์ชาร์เจอร์ ถึงเทอร์โบชาร์ทเจอร์ |
|
|
ในอดีตนั้น (ย้อนหลังไปสัก 30 ปี) ถ้าได้เห็นเครื่องยนต์สักเครื่องนึงที่มีเทอร์โบชาร์ทเจอร์ หรือมีอุปกรณ์ในการทำซูเปอร์ชาร์ทเจอร์ติดมาด้วย ก็คงจะเป็นเรื่องที่ออกจะน่าแปลกสักนิด เพราะมันหาดูยาก
ถ้าได้เห็นแล้วคงเป็นอะไรที่จะดูน่าตื่นเต้น เพราะด้วยที่ดูว่า เครื่องยนต์เครื่องนั้นมันคงมีอะไร ๆ ที่ดูจะเหนือกว่าเค้า เพราะด้วยเหตุที่ว่ามันมีใช้อยู่ในเครื่องยนต์ต้นกำลังที่ใช้เฉพาะที่ เฉพาะทาง แต่ในปัจจุบันนี้ เจ้าเทอร์โบชาร์ทเจอร์นี้ เกือบที่จะเรียกได้ว่าเป็นอุปกรณ์มาตรฐานสำหรับเครื่องยนต์ในปัจจุบันนี้ไปเสียแล้ว
" แล้วมันมีดีอะไร ? "
ก่อนที่จะพูดถึงรายละเอียดต่อไปนั้น เรามาดูกันก่อนว่ามันมีที่มาที่ไปอย่างไร ก่อนที่จะมาเป็นเทอร์โบชาร์ท
ในช่วงปลายสงครามโลกครั้งที่ 1 ได้เริ่มมีการใช้เครื่องบินในการรบ แล้วได้ผลเป็นที่น่าพอใจ แล้วประกอบกับในช่วงระหว่างสงครามโลกครั้งที่ 1 ถึงสงครามโลกครั้งที่ 2 นั้น การพัฒนาของเครื่องยนต์สันดาปภายในเป็นไปอย่างรวดเร็ว โดยมี่ขนาดที่เล็กลง และมีสมรรถนะดีขึ้น
ดังนั้น การพัฒนาเครื่องยนต์ลูกสูบเพื่อใช้เป็นเครื่องยนต์ต้นกำลังในอากาศยาน จึงเน้นไปที่สมรรถนะสูง และน้ำหนักเบา ดังนั้นการทำซูเปอร์ชาร์ท จึงเป็นทางเลือกอีกทางหนึ่งสำหรับการเพิ่มสมรรถนะของเครื่องยนต์
แล้วการทำ ซูเปอร์ชาร์ท มันคืออะไร?
การทำซูเปอร์ชาร์ทนั้น ถ้าพูดถึงในส่วนของเครื่องยนต์สันดาปภายในที่ใช้ลูกสูบ เราต้องทำความเข้าใจในเบื้องต้นก่อนนะครับว่า เมื่อเราหมุนเพลาข้อเหวี่ยง จะทำให้ลูกสูบเคลื่อนที่ขึ้นลงในกระบอกสูบ ผลที่เกิดขึ้นในกระบอกสูบ คือ การเปลี่ยนแปลงปริมาตรครับ
ดังนั้น เมื่อลูกสูบเคลื่อนที่ลง จะทำให้ปริมาตรของกระบอกสูบเพิ่มขึ้น ผลที่ตามมาก็คือ ความดันภายในกระบอกสูบจะลดลง และเมื่อลิ้นไอดีเปิด อากาศก็จะไหลเข้าไปในกระบอกสูบครับด้วยความดันของบรรยากาศไม่ใช้เครื่องยนต์ดูดอากาศเข้าไป ต้องเข้าใจพื้นฐานของหลักการนี้ก่อน
จากความเสียดทานในช่องทางต่าง ๆ ก่อนที่อากาศจะไหลเข้าไปถึงกระบอกสูบ จึงมีผลให้อากาศสามารถไหลเข้าไปบรรจุในกระบอกสูบได้เพียง 85 ถึง 90 เปอร์เซนต์ของความจุของกระบอกสูบเท่านั้น
และเราต้องเข้าใจก่อนครับว่า กำลังงานของเครื่องยนต์นั้น ได้มาจากการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงในกระบอกสูบซึ่งมีพื้นที่ ๆ จำกัด และถ้าต้องการให้ได้กำลังงานจากการเผาไหม้มาก ๆ ทำอย่างไรก็ได้ให้การเผาไหม้นั้นสมบูรณ์ที่สุดเท่าที่จะทำใด้
วิธีหนึ่งก็คือ การเพิ่มปริมาณอากาศในกระบอกสูบด้วยการซูเปอร์ชาร์ท การซูเปอร์ชาร์ทนั้นคือการบรรจุอากาศให้เข้าไปในกระบอกสูบให้มากกว่าปริมาตรบรรจุของกระบอกสูบเท่าที่จะทำได้ ผลก็คือ ทำให้การเผาไหม้สมบูรณ์ขึ้น ทำให้เครื่องยนต์มีกำลังมากขึ้น และในทำนองเดียวกัน ถ้าอัดอากาศเข้าไปได้มากพอจนสามารถที่จะเพิ่มเชื้อเพลิงที่เข้าไปเผาไหม้ได้ จะเห็นได้ว่ากำลังของเครื่องยนต์มากขึ้นอย่างชัดเจน
ดังนั้น เมื่อวิธีนี้เป็นวิธีหนึ่งที่สามารถเพิ่มสมรรถนะของเครื่องยนต์ได้โดยที่ทำให้น้ำหนักของเครื่องยนต์ไม่เพิ่มขึ้นมากนัก จึงได้มีการหาวิธีการในการที่จะทำซูเปอร์ชาร์ท ได้มีการคิดค้นอุปกรณ์ที่ใช้ในการอัดอากาศเข้ากระบอกสูบของเครื่องยนต์อย่างมากมาย แต่แล้วก็พบว่า การใช้เครื่องอัดอากาศแบบแรงเหวี่ยง เป็นวิธีหนึ่งที่สามารถทำได้
ในยุคแรกนั้นเนื่องจากว่า เครื่องยนต์ของเครื่องบินส่วนใหญ่เป็นเครื่องยนต์ที่วางกระบอกสูบในแนวรัศมี (เครื่องสูบดาว) ดังนั้น จึงมีพื้นที่หน้าเครื่องยนต์มากพอที่จะติดตั้งเครื่องอัดกาศแบบแรงเหวี่ยง โดยอาศัยกำลังขับจากเครื่องยนต์ได้ และถูกนำมาใช้งานอย่างแพร่หลายในอากศยานในยุคนั้น
ต่อมาในระยะเวลาไล่ ๆ กัน เครื่องยนต์ดีเซลก็ได้รับการพัฒนาให้มีขนาดเล็กลงมาจนสามารถนำมาใช้เป็นเครื่องยนต์ต้นกำลังในหัวรถจักรของรถไฟแทนเครื่องจักรไอน้ำได้สำเร็จ และที่สำคัญไปกว่านั้น ก็คือ นอกจากได้กำลังงานที่สูงขึ้นจากเครื่องยนต์ที่มีขนาดความจุเท่าเดิมแล้ว ผลที่ได้คือความสามารถในการประหยัดเชื้อเพลิง
แต่เนื่องจากว่า เครื่องอัดอากาศแบบแรงเหวี่ยงนั้นมีคุณลักษณะเฉพาะตัวตรงที่ว่า มันต้องใช้รอบหมุนที่สูงมากจึงจะสามารถอัดอากาศได้ หรือไม่ถ้าจะไม่เอารอบหมุนสูง ๆ ก็ต้องใช้ขนาดที่ใหญ่มาก ๆ แล้วข้อเสียอีกประการหนึ่งสำหรับการใช้เครื่องยนต์มาขับ ก็คือ เครื่องยนต์จะต้องเสียกำลังไปส่วนหนึ่ง ดังนั้น บรรดาวิศวกรทั้งหลายก็ต้องหาวิธีการกันล่ะครับว่า ถ้าลดขนาดของเครื่องอัดอากาศให้เล็กลงแล้วจะหาต้นกำลังที่ไหนมาขับให้เครื่องอัดอากาศมีรอบหมุนสัก 20,000-30,000 รอบต่อนาทีได้ (สำหรับเครื่องอัดอากาศที่ใช้ในเครื่องยนต์ของรถไฟ) ดังนั้นบรรดาวิศวกรทั้งหลายก็เล็งไปที่ท่อไอเสียแล้วก็พบว่า ก๊าซไอเสียที่กำลังจะปล่อยทิ้งออกไปนั้นมีพลังงานเหลือมากพอที่จะนำมาใช้ประโยชน์ได้ จึงได้คิดค้นออกแบบชุดกังหันแล้วนำเข้าประกอบร่วมแกนเข้ากับเครื่องอัดอากาศ ซึ่งปรากฏว่าได้ผลดีเกิดกว่าที่คาดหมายไว้ ดังนั้นอุปกรณ์ตัวจึงมีชื่อเรียกรวมกันว่า เทอร์ไบน์-ซูเปอร์ชาร์ท
แต่ต่อมาในภายหลัง ด้วยความหลากหลายในเรื่องของภาษาที่เรียก และเพื่อความสะดวกของการใช้ภาษาในการเรียกอุปกรณ์นี้ ซึ่งจะสื่อถึงอุปกรณ์นี้ให้เข้าใจง่าย ๆ อุปกรณ์ในการทำซูเปอร์ชาร์ทตัวนี้จึงถูกเรียกว่า เทอร์โบชาร์ทเจอร์ครับ ซึ่งเป็นที่เข้าใจทันทีว่า มันเป็นเครื่องอัดอากาศที่ถูกขับด้วยกังหัน _________________ อดีตโชเฟอร์ล้อเหล็ก |
|
Back to top |
|
|
Cummins
2nd Class Pass
Joined: 28/03/2006 Posts: 719
Location: มหาวิทยาลัยราชมงคลอิสาน วิทยาเขตภาคตะวันออกเฉียงเหนือ นครราชสีมา
|
Posted: 27/07/2006 2:32 pm Post subject: เอ้ามาต่อสักหน่อย (กันลืมน่ะ) |
|
|
ที่พูดทิ้งค้างไว้ว่า " มันมีดีอย่างไร? "
ข้อดีของมันนั้น ก็เป็นคุณลักษณะเฉพาะตัวของเครื่องอัดแบบแรงเหวี่ยงก็คือ ให้อัตราการไหลสูง แล้วมีขนาดที่ไม่ใหญ่ และน้ำหนักไม่มากนักเมื่อเทียบกับอัตราการไหลที่ได้เมื่อเทียบกับเครื่องอัดแบบอื่น และสามารถออกแบบให้ช่วงอัตราส่วนความดัน (อัตราส่วนการอัด) ให้อยู่ในระดับที่ได้ประสิทธิภาพในการทำงานที่ดี (ประมาณ 60 - 75 เปอร์เซนต์)
โดยทั่ว ๆ ไปแล้ว อัตราส่วนการอัดที่ใช้ในการประจุอากาศของเครื่องยนต์ดีเซล 4 จังหวะจะอยู่ที่ 1.5 - 2.2 ต่อ 1 ยกเว้นเครื่องยนต์ที่ต้องการให้มีสมรรถณะสูงอาจจะใช้สูงถึง 3 ต่อ 1 ที่ระดับน้ำทะเล แต่ถ้านำไปใช้ที่สูงกว่าระดับน้ำทะเลมาก ๆ แล้วต้องการสมรรถณะที่ไกล้เคียงกับระดับน้ำทะเลอาจต้องใช้อัตราส่วนการอัดสูงถึง 4 - 6 ต่อ 1
โดยปกติแล้ว เครื่องอัดอากาศแบบแรงเหวี่ยงชนิดอัดขั้นตอนเดียว สามารถออกแบบให้มีอัตราส่วนการอัดได้สูงถึง 5 ต่อ 1 และความขอบของล้อคอมเพรสเซอร์ได้สูงสุด 450 เมตร/วินาที ถ้าทำด้วยอะลูมินั่มอัลลอย
แต่ถ้าล้อคอมเพรสเซอร์ทำด้วยไททาเนียม ก็จะสามารถออกแบบให้มีอัตราส่วนการอัดได้ถึง 8 ต่อ 1 และทำความเร็วขอบของล้อคอมเพรสเซอร์ได้ถึง 600 เมตร/วินาที
แต่ข้อเสียของมัน ก็คือ ต้องการรอบหมุนที่สูงมาก ดังนั้น มีวิธีเดียวที่เหมาะสม ก็คือ ใช้กังหันมาขับ แล้วเป่าด้วยก๊าซไอเสีย ผลที่ได้รับกลับมาก็คือ ประสิทธิภาพทางความร้อนโดยรวมสูงขึ้น เพราะเป็นการนำเอาพลังงานความร้อนที่กำลังจะทิ้งไปกลับมาใช้ประโยชน์ในการอัดอากาศเข้าสู่เครื่องยนต์
โดยเฉลี่ย กำลังงานที่ใช้ในการขับเครื่องอัดอากาศขนาด 0.3 - 0.5 กก./วินาที ที่อัตราส่วนการอัด 2.2 ต่อ 1 ที่ความเร็ว 85,000 - 100,000 รอบ/นาทีนั้นจะอยู่ที่ประมาณ 30 - 45 แรงม้าครับ
กำลังงานส่วนนี้ เราได้มาเปล่า ๆ จากก๊าซไอเสียครับ แล้วถ้าจะถามว่า เราเอากังหันไปขวางทางก๊าซไอเสีย โดยที่ว่าก่อนที่จะปล่อยก๊าซไอเสียทิ้งออกไปต้องไปเป่ากังหันก่อนจะทำให้ไอเสียออกไม่สะดวก แล้วมีผลทำให้เครื่องยนต์สูญเสียกำลังไปมั้ย?
ก็ตอบว่ามีผลอยู่บ้าง แต่สิ่งที่ได้รับกลับมามันมีมากกว่า แล้วจุดบกพร่องตรงนี้เราสามารถออกแบบระบบเพื่อแก้ไขได้ครับ
เอ้า แค่นี้ก่อน เดี๋ยวว่าง ๆ จะมาต่อ _________________ อดีตโชเฟอร์ล้อเหล็ก |
|
Back to top |
|
|
PaLm
3rd Class Pass
Joined: 18/07/2006 Posts: 143
Location: ทางรถไฟสายเก่า
|
Posted: 01/08/2006 3:18 am Post subject: |
|
|
หน้าตามันจะเหมือนกับหอยโข่งรถยนต์ไหมน้อ แล้วถ้าเหมือนกันขนาดคงใหญ่น่าดูชม พอเจอแรงอัดใบพัดก็หมุนติ้วๆ แล้วก็แดงเดือด อิอิ ท่านใดมีรูปหอยโข่งรถไฟมั่งครับของ HID ก็ดี อยากเห็นหอยโข่งที่ทำให้ HID แรง ขอบคุณครับ |
|
Back to top |
|
|
rimura
2nd Class Pass (Air)
Joined: 16/08/2006 Posts: 778
Location: Suan luang Rama IX, Pravet, Bangkok
|
Posted: 22/09/2006 10:17 pm Post subject: |
|
|
มีภาพของเครื่องยนต์ Cummins เก็บไว้อยู่บ้างครับ ซึ่งก็จะได้เห็นหน้าค่าตาของเจ้า Turbo Charger นี้ด้วย
ภาพแรก เป็นเครื่องยนต์ Cummins รุ่น KT - 38 แบบ V-12 สูบ เทอร์โบคู่อัดอากาศขั้นตอนเดียว ความจุโดยประมาณ 38 ลิตร ความกว้างกระบอกสูบ x ระยะชัก = 159 x 159 มม. ครับ....
ภาพที่สอง เป็นภาพตัดบางส่วนของรุ่น KTTA - 50 แบบ V-16 สูบ เทอร์โบคู่อัดอากาศ 2 ขั้นตอน ความจุโดยประมาณ 50 ลิตร ความกว้างกระบอกสูบ x ระยะชัก = 159 x 159 มม. เครื่องยนต์รุ่นนี้เคยเป็นสเปคเครื่องยนต์ของรถจักร HID ก่อนที่จะถูกทยอยดัดแปลงจนสเปคเครื่องยนต์ปัจจุบันกลายเป็น KTA - 50 (ใช้เทอร์โบแบบอัดอากาศขั้นตอนเดียว)
สุดท้าย เป็นรุ่น VTA-28 แบบ V-12 สูบ เทอร์โบคู่อัดอากาศขั้นตอนเดียว ความจุโดยประมาณ 28 ลิตร ความกว้างกระบอกสูบ x ระยะชัก = 140 x 152 มม. เจ้าตัวนี้ก็เคยประจำการอยู่ในรถจักร GE คุณปู่ของเรานี่เองครับ ก่อนที่จะมาเปลี่ยนเป็น KT-38 ในปัจจุบันครับ
|
|
Back to top |
|
|
rimura
2nd Class Pass (Air)
Joined: 16/08/2006 Posts: 778
Location: Suan luang Rama IX, Pravet, Bangkok
|
Posted: 23/09/2006 10:21 am Post subject: |
|
|
AtomosBao wrote: | แบ่งลูกล่ะ6สูบหรอครับ |
ครับ, เทอร์โบ 1 ลูกสำหรับ 1 ฝั่งๆละ 6 สูบสำหรับรุ่น V-12 สูบครับ และฝั่งละ 8 สูบ สำหรับรุ่น V-16 สูบ (สำหรับแบบอัดอากาศขั้นตอนเดียว) |
|
Back to top |
|
|
Pom
3rd Class Pass
Joined: 11/07/2006 Posts: 53
Location: ปทุมธานี
|
Posted: 23/09/2006 12:11 pm Post subject: |
|
|
แล้วพวกรถจักรสับเปลี่ยนเขาใช้เครื่องแบบไหนกันอ่ะครับ ใช้แบบคล้ายๆเครื่องรถบรรทุกหรือเปล่า พอดีที่บ้านเป็นอู่ซ่อมรถอ่ะครับ เลยเห็นเครื่องมาหลายแบบ และขอบคุณสำหรับคำตอบนะครับ |
|
Back to top |
|
|
Cummins
2nd Class Pass
Joined: 28/03/2006 Posts: 719
Location: มหาวิทยาลัยราชมงคลอิสาน วิทยาเขตภาคตะวันออกเฉียงเหนือ นครราชสีมา
|
Posted: 23/09/2006 12:57 pm Post subject: เครื่องรถจักรสับเปลี่ยน |
|
|
ก็คล้าย ๆ กันนั่นล่ะดีเซลเหมือน ๆ กัน แต่ขนาดจะใหญ่หรือเล็กเท่านั้นเอง อย่างรถสับเปลี่ยนของอิตาเลี่ยน-ไทย ก็ใช้เครื่องเบ็นซ์ 10 สูบมันก็เครื่องหัวลาก หรือเครื่องรถทัวร์เบ็นซ์นั่นเอง หรือรถยนต์รางที่เป็นรถขนของเวลาซ่อมบำรุงทางสมัยผมฝึกงานบางคันก็เครื่องอีซูซุ 6BD1 มันก็เครื่องรถสิบล้อสมัยนั้นน่ะไม่ได้แตกต่างกันสักเท่าไรลอง ๆ คิดเล่น ๆ ดูแล้วกันรถดีเซลรางทั้งหลายแหล่น่ะถ้าไม่ใช้เครื่องคัมมินส์ N-855 หรือ NTA-855 ล่ะจะใช้ อีซูซุ ฮีโน่ หรือนิสสันเครื่องนอนที่เป็เครื่องรถทัวร์ได้หรือเปล่า _________________ อดีตโชเฟอร์ล้อเหล็ก |
|
Back to top |
|
|
Pom
3rd Class Pass
Joined: 11/07/2006 Posts: 53
Location: ปทุมธานี
|
Posted: 23/09/2006 3:11 pm Post subject: |
|
|
วันนั้นไปอ่านข้อมูลรถดีเซลราง สงสัยเลยมาถามว่า กำลังไฟฟ้า 235 แรงม้า มันหมายถึงอะไร รถดีเซลรางใช้เครื่องรถยนต์ แล้วทำไมมีเรื่องกำลังไฟฟ้าเข้ามาเกี่ยวด้วยอ่ะครับ ขอบคุณสำหรับคำตอบ _________________ โรงเรียนปากเกร็ด Pakkred Secondary School ปัญญา นราน๋ รตนํ ปัญญาเป็นดั่งแก้วของนรชน |
|
Back to top |
|
|
nathapong
1st Class Pass (Air)
Joined: 24/03/2006 Posts: 3515
Location: Ayuthaya - Lamlukka - Navanakhon - Silom
|
Posted: 24/09/2006 8:49 am Post subject: |
|
|
Pom wrote: | วันนั้นไปอ่านข้อมูลรถดีเซลราง สงสัยเลยมาถามว่า กำลังไฟฟ้า 235 แรงม้า มันหมายถึงอะไร รถดีเซลรางใช้เครื่องรถยนต์ แล้วทำไมมีเรื่องกำลังไฟฟ้าเข้ามาเกี่ยวด้วยอ่ะครับ ขอบคุณสำหรับคำตอบ |
ข้อมูลจากที่ไหน ครับ
ในหนังสือ ,ที่เวบอื่นๆ หรือในเวบนี้ (ถ้าในเวบจะได้ตรวจทานและแก้ไขความถูกต้องของข้อมูลครับ) |
|
Back to top |
|
|
PaLm
3rd Class Pass
Joined: 18/07/2006 Posts: 143
Location: ทางรถไฟสายเก่า
|
Posted: 24/09/2006 3:47 pm Post subject: |
|
|
จากรูปแล้วขนาดของหอยโข่งคงจะใหญ่เอาการแต่รูปทรงก็เหมือนกับหอยโข่งของเครื่องรถยนต์นี่เอง ถ้ารถยนต์ใส่หอยโข่งตัวเท่านี้อะไรจะเกิดขึ้นนี่ น่าคิดๆ |
|
Back to top |
|
|
|