นวัตกรรมเม็ดฟู่ ศาสตร์ชะลอวัย

เพลาลูกเบี้ยว-เฟืองราวลิ้น (Camshaft)

Car engine camshafts

เพลาลูกเบี้ยวรถยนต์ (Camshaft)


เพลาลูกเบี้ยว เป็นเพลาหมุน ที่ถูกสร้างให้บริเวณ แกนเพลามีชิ้นโลหะยื่นออกมาในรูปทรงของ “รูปไข่” โลหะที่ยื่นออกมาจากแกนเพลาที่เป็นรูปไข่นี้เอง เรียกว่า “ลูกเบี้ยว” เมื่อเวลาแกนเพลาหมุน ลูกเบี้ยวก็จะหมุนตาม

camshaft
เพลาลูกเบี้ยว

หน้าที่ของเพลาลูกเบี้ยว

เพลาลูกเบี้ยว ทำหน้าที่ควบคุมการเปิดวาล์วไอดี (ปิดวาล์วไอเสีย) เพื่อให้ไอดีไหลเข้ามาสู่ห้องเผาไหม้ และเปิดวาล์วไอเสีย (ปิดวาล์วไอดี) เพื่อให้ไอเสียไหลออกไป สรุปคือ เมื่อเพลาลูกเบี้ยวหมุนเมื่อใด ก็จะต้องมี การเปิด-ปิดของวาล์ว (Valve) เกิดขึ้นเมื่อนั้น

เพลาลูกเบี้ยวติดตั้งอยู่ที่ไหน ?

เครื่องยนต์รุ่นเก่าหน่อย จะมีเพลาลูกเบี้ยว เป็นแกนอยู่ภายในห้องเสื้อสูบ (ห้องเครื่อง) ซึ่งได้รับแรงหมุนมาจาก เพลาข้อเหวี่ยงอีกที เครื่องยนต์ที่มีเพลาลูกเบี้ยวติดตั้งอยู่ในห้องเครื่องนี้ เวลาเพลาลูกเบี้ยวหมุน ก็จะไปดันเอาลูกกระทุ้ง (Cam follower) ให้ไปดันเอาก้านกระทุ้ง (Push rod) ซึ่งแกนอีกด้านหนึ่งของก้านกระทุ้ง ก็จะไปดัน กระเดื่องวาล์ว (Rocker arm) ให้ไปกดวาล์วให้เปิดออก เมื่อวาล์วเปิดออก ก็จะส่งผลให้ มีการถ่ายเทอากาศ ในห้องเผาไหม้ (วาล์วที่ติดตั้งอยู่เหนือห้องเผาไหม้เรียกว่า Over Head Valve หรือ OHV)

eq006
eq007

ส่วนเครื่องยนต์ที่มีการติดตั้งเพลาลูกเบี้ยวอยู่ด้านบนของฝาสูบ เรียกว่า Over Head Camshaft หรือ OHC การทำงานในลักษณะนี้ จะไม่ใช้ก้านกระทุ้งในการส่งต่อกำลัง เพราะเพลาลูกเบี้ยว จะควบคุมการ เปิด-ปิดวาล์วด้วยตัวเอง ซึ่งเป็นการควบคุมการทำงานโดยตรง และลดชิ้นส่วนอุปกรณ์ให้น้อยลงด้วย เครื่องยนต์ OHC ส่วนใหญ่จะใช้ลูกเบี้ยว ในการควบคุมการเปิด-ปิดวาล์วโดยตรง แต่ก็อาจมีเครื่องยนต์บางรุ่น ที่ใช้กระเดื่องวาล์ว ในการทำงาน

เครื่องยนต์ใดใช้เพลาลูกเบี้ยวแกนเดียว ติดตั้งอยู่เหนือฝาสูบ ในการควบคุมการเปิด-ปิด การทำงานของวาล์ว เรียกเครื่องยนต์นั้นว่า มีการทำงานแบบ Single Over Head Camshaft หรือ SOHC ต่อมามีการออกแบบ ให้มีเพลาลูกเบี้ยวอยู่ 2 แกน ติดตั้งอยู่คู่ขนานกัน แกนหนึ่ง ควบคุมการเปิด-ปิดไอดีโดยเฉพาะ ส่วนอีกแกนหนึ่ง ควบคุมการเปิด-ปิด ไอเสียโดยเฉพาะเช่นกัน เรียกเครื่องยนต์นั้นว่ามีการทำงานแบบ Doble Over Head Camshaft หรือ DOHC ที่เราสามารถเห็นตัวอักษรนี้ พิมพ์ติดอยู่บนฝาวาล์ว ของรถหลายๆ รุ่น

แกนเพลาลูกเบี้ยวหมุนได้อย่างไร ?

แกนเพลาลูกเบี้ยว ได้รับแรงฉุดให้หมุน จากเพลาข้อเหวี่ยง (Crank shaft) ซึ่งตัวกลางที่ส่งผ่านแรงฉุดนี้ มี 3 ชนิด คือ

  • เฟืองราวลิ้น (Timing gear)
  • โซ่ราวลิ้น (Timing chain)
  • สายพานราวลิ้น (Timing belt)

เครื่องยนต์ใดๆ จะเลือกใช้วิธีใดวิธีหนึ่งนั้น ขึ้นอยู่กับการออกแบบ ของบริษัทผู้ผลิต ไม่ว่าจะเป็นเพลาลูกเบี้ยว ที่ติดตั้งอยู่ในห้องเครื่อง หรือติดตั้งอยู่เหนือวาล์ว ก็จะต้องได้รับแรงฉุดให้หมุนด้วยวิธีใดวิธีหนึ่ง

timing-b
timing-c
สายพานไทม์มิ่ง (Timing Belt)
โซ่ไทม์มิ่ง (Timing Chain)
timing-g
เฟืองไทม์มิ่ง (Timing Gear)

engine20

จำนวนฟันของมูเลย์ไทม์มิ่งเพลาลูกเบี้ยวจะมีจำนวนมากเป็น 2 เท่าของมูเลย์ไทม์มิ่งเพลาข้อเหวี่ยง นั่นคือเพลาข้อเหวี่ยงหมุนสองรอบจะเท่ากับเพลาลูกเบี้ยวหมุนหนึ่งรอบ

  • กลไกแบบเฟืองราวลิ้น (Timing gear) กลไกแบบเฟืองไทม์มิ่งหรือเฟืองราวลิ้น ใช้กับเครื่องยนต์ที่มีกลไกลิ้นอยู่เหนือฝาสูบ ซึ่งเพลาลูกเบี้ยวอยู่ในเสื้อสูบอย่างไรก็ตามการใช้เฟืองไทม์มิ่ง การทำงานจะเกิดเสียงดังมากกว่าแบบโซ่ไทม์มิ่ง เครื่องยนต์ในบ้านเราที่ใช้ระบบนี้ เช่น รถอีซูซุมังกร (4JA1) เป็นต้น

engine21

  • โซ่ราวลิ้น (Timing chain) กลไกแบบโซ่ไทมมิ่งหรือโซ่ราวลิ้นแบบนี้ใช้ในเครื่องยนต์ที่ใช้เพลาลูกเบี้ยวอยู่เหนือฝาสูบ (DOHC) เพลาลูกเบี้ยวจะถูกขับโดยโซ่ไทม์มิ่ง และจะถูกหล่อลื่นด้วยน้ำมันเครื่อง ความตึงของโซ่จะถูกปรับตัวโดยตัวตั้งโซ่และมีตัวดันโซ่คอยช่วยลดการสะเทือนของโซ เพลาลูกเบี้ยวที่ใช้โซ่เป็นตัวขับนี้จะทำงานเงียบกว่าแบบเฟืองไทมมิ่ง เครื่องยนต์บ้านเราที่ใช้ระบบนี้ เช่น นิสสันเซ็นทรา (B13) เป็นต้น

engine22

  • สายพานราวลิ้น (Timing belt) กลไกขับลิ้นแบบสายพานไทมมิ่งหรือสายพานราวลิ้น เพลาลูกเบี้ยวถูกขับด้วยสายพานแบบมีฟันแทนที่การใช้โซ่ไทม์มิ่ง สายพานนั้นจะทำงานได้เงียบกว่าโซ่ และไม่ต้องการการหล่อลื่น หรือการปรับตั้งความตึง อีกทั้งสายพานยังมีน้ำหนักน้อยกว่า วิธีการขับลิ้นแบบอื่น ด้วยเหตุนี้ ปัจจุบันนิยมใช้ในเครื่องยนต์เป็นส่วนมาก เช่น โตโยต้าไมตี้เอ๊กซ์ (2LII), มิตซูบิชิไซโคลน-สตราด้า เป็นต้น

engine23

Online Marketing
ออนไลน์คือทางรอด ไม่ใช่ทางเลือก สมัครวันนี้เรียนฟรี รับจำนวนจำกัด คลิ๊กเลย!