Sep 212011
 

ไอดี คืออัตราส่วนผสมระหว่าน้ำมันเชื้อเพลิงกับอากาศมีสถานะเป็นก๊าซ

คาร์บูเรเตอร์ มีหน้าที่จัดสรรน้ำมันเชื้อเพลิงให้ผสมกับอากาศเปล่า ๆ เพื่อเป็นไอดีประจุเข้าสู่กระบอกสูบให้ถูกต้องเหมาะสมกับสภาวะการทำงานของเครื่องยนต์ อัตราส่วนผสมของไอดีอาจแตกต่างกันไปบ้าง ถ้าต้องการกำลังสูงสุดก็อาจจะไม่ค่อยประหยัด หรือถ้าต้องการประหยัดก็ต้องยอมเสียกำลัง

อากาศ ประกอบด้วยก๊าซหลายชนิดแต่ก๊าซที่จำเป็นต่อการเผาไหม้คือก๊าซออกซิเจน(O2) ออกซิเจนจะทำหน้าที่ช่วยเผาไหม้โดยมีไนโตรเจน(N2) คอยควบคุมไม่ให้การเผาไหม้รุนแรงและรวดเร็วเกินไป เพราะการเผาไหม้นี้เป็นการเผาไหม้ในกระบอกสูบ อากาศ ปริมาณ 99% ของอากาศจะประกอบด้วย ไนโตรเจน(N2) 78 %, ออกซิเจน(O2) 21 % และก๊าซอื่นๆ เช่น อาร์กอน(Ar) 0.096 %, คาร์บอนไดออกไซด์(CO2) 0.03 %, ไฮโดรคาร์บอน(HC), ไนโตรเจนออกไซค์(NOx), SO2

ปกติแล้วการเผาไหม้ภายในกระสูบนั้น ก๊าซไฮโดรคาร์บอน(HC) จะทำปฎิกิริยากับออกซิเจน(O2) ในระหว่างกระบวนการเผาไหม้จะเปลี่ยนรูปไปเป็นไอน้ำ(H2O)และคาร์บอนไดออกไซค์(CO2) ทำให้เกิดความร้อนและแรงดันภายในกระบอกสูบ แต่ถ้าระหว่างเผาไหม้ก๊าซไนโตรเจน(N2) ไปทำปฎิกิริยากับออกซิเจน(O2) จะเปลี่ยนรูปไปเป็นไนโตรเจนอ๊อกไซค์(NOx) ก็จะเกิดเป็นมลพิษ ดังนั้นอัตราส่วนผสมของอากาศกับน้ำมันเชื้อเพลิงจะต้องมีอัตราส่วนที่เหมาะสมเพื่อให้การเผาไหม้เป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพและเกิดมลพิษน้อยที่สุด

ความสัมพันธ์ระหว่างอัตราส่วมผสมไอดีกับปริมาณก๊าซต่างๆ ที่เกิดจากการเผาไหม้

อัตรส่วนผสมไอดี

อัตราส่วนของไอดี ที่เหมาะสม และทำให้เกิดการเผาไหม้ที่สมบูรณ์ที่สุด ประหยัดน้ำมันมากที่สุดและได้ก๊าซไอเสียที่สะอาดไร้มลภาวะที่สุดคือ อัตราส่วนผสมโดยมวลของอากาศกับน้ำมันเชื้อเพลิงประมาณ 14.7-15.2 ต่อ 1 (ปริมาณอากาศต่อมวลน้ำมันเชื้อเพลิงหนึ่งปอนด์) การเผาไหม้จะสมบูรณ์ที่สุดไอเสียที่ออกมาแทบจะไม่มีก๊าซคาร์บอนมอน๊อกไซด์ (CO) และสารประกอบไฮโดรคาร์บอน(HC) เจือปนอยู่ แต่จะได้สมรรถนะของเครื่องยนต์ประมาณ 90-95 % เท่านั้นการเผาไหม้ในทางอุดมคติ

การเผาไหม้ในทางอุดมคตินั้น ปฎิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นในห้องเผาไหม้จะต้องเป็นดังนี้

  • ก๊าซไฮโดรคาร์บอน(HC)จะทำปฎิกิริยากับออกซิเจน(O2)ในระหว่างกระบวนการเผาไหม้แล้วเปลี่ยนรูปไปเป็นไอน้ำ(H2O)และคาร์บอนไดออกไซค์(CO2)
  • ไนโตรเจนควรจะผ่านออกไปโดยไม่ได้ทำปฎิกิริยาใดในกระบวนการไหม้

เครื่องยนต์เบนซินที่มีการเผาไหม้สมบูรณ์ ก๊าซที่ปล่อยออกมาคือ

  1. H2O
  2. CO2

เครื่องยนต์เบนซินที่มีการเผาไหม้ไม่สมบูรณ์ ก๊าซที่ปล่อยออกมาคือ

  1. H2O
  2. ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2)
  3. ก๊าซไฮโดรคาร์บอน (HC)
  4. ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO)
  5. ก๊าซไนโตรเจนออกไซด์ (NOx)

ก๊าซที่เป็นอันตราย

  1. ก๊าซไฮโดรคาร์บอน (HC) เป็นไอระเหยของน้ำมันเชื้อเพลิง ซึ่งเกิดจากการเผาไหม้ไม่สมบูรณ์ และปล่อยออกมาทางท่อไอเสีย ก๊าซนี้เป็นอนตรายต่อระบบหายใจ ทำให้วิงเวียนศรีษะ หัวใจเต้นแรง บางชนิดอาจก่อให้เกิดมะเร็งได้
  2. ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) เป็นก๊าซพิษ ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ยากต่อการสังเกต ซึ่งเกิดจากการเผาไหม้ไม่สมบูรณ์ เป็นพิษต่อระบบเลือดที่มีผลโดยตรงต่อสมองเนื่องจากก๊าซนี้รวมตัวกับฮีโมโกลบินในเลือดกลายเป็นสารคาร์บอกซี่ฮีโมโกลบิน ทำให้เลือดที่จะนำออกซิเจนไปเลี้ยงส่วนต่างๆ ของร่างกายไม่เพียงพอ หากสูดดมเข้าไป ในปริมาณที่มากพอ จะทำให้วิงเวียนศีรษะ อาเจียน หมดสติ และถึงขั้นเสียชีวิต
  3. ก๊าซไนโตรเจนออกไซด์ (NOx) เป็นก๊าซพิษ เป็นอันตรายต่อระบบหายใจเช่นกัน

อัตราส่วนผสมของไอดีสภาวะการทำงานของเครื่องยนต์ต่าง ๆ

รอบการทำงาน เดินเบา ปานกลาง รอบสูง เร่งรอบ
ผลของอัตราส่วนผสมไอดี 8-12 ต่อ 1 15-17 ต่อ 1 12.5-13 ต่อ 1 11-12 ต่อ 1

การสตาร์ทเครื่องยนต์ ส่วนผสมหนากว่าปกติแต่จะแปรผันตามอุณหภูมิของอากาศในขณะเวลานั้น ๆ ด้วย อัตราส่วนผสมจะอยู่ในระดับ 4-8 ต่อ 1 (โดยมวลของอากาศกับน้ำมัน) อากาศยิ่งเย็นเครื่องก็ยิ่งต้องการไอดีที่หนากว่าปกติ

การทำงานของเครื่องยนต์ในรอบเดินเบา เครื่องยนต์เดินเบาที่ประมาณ 600-700 รอบต่อนาที อัตราส่วนของไอดีที่เหมาะสมต่อการทำงานในรอบเดินเบา จะอยู่ในระดับ 8-12 ต่อ 1 (โดยมวลของอากาศกับน้ำมัน) หนากว่าปกติในขณะที่เครื่องยนต์เดินเบาก๊าซไอเสียจะมีมลภาวะมากและสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิงมากการทำงานของเครื่องยนต์ที่รอบสูงกว่าเดินเบาจนถึงประมาณ 3,000 รอบต่อนาที อัตราส่วนผสมบางกว่าปกติเล็กน้อย 15-17 ต่อ 1(โดยมวลของอากาศกับน้ำมัน) ความประหยัดจึงเป็นสิ่งที่เกิดขึ้นในช่วงความเร็วรอบนี้ เช่นความเร็วคงที่ 60-90 กม./ชม.

การทำงานในรอบการทำงานที่เกินกว่า 2,500 รอบต่อนาที จนถึงรอบสูงสุดมักจะต้องการกำลังจากเครื่องยนต์เต็มที่ อัตราส่วนผสมไอดีในช่วงความเร็วรอบนี้จะใช้ประมาณ 12.5-13 ต่อ 1(โดยมวลของอากาศกับน้ำมัน) หนากว่าปกติไม่ประหยัดแต่ได้สมรรถนะเต็มที่

การทำงานของเครื่องยนต์เมื่อต้องการเพิ่มความเร็วอย่างกระทันหัน เช่นการแซงหรือลบหลีก อัตราส่วนผสมไอดีที่เหมาะสมประมาณ 11-12 ต่อ 1 (โดยมวลของอากาศกับน้ำมัน) หนากว่าปกติโดยจะมีระบบปั้มเร่ง

 Leave a Reply

(required)

(required)

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>