เครื่องยนต์แบบสันดาปภายใน

                                                  
                                                     เครื่องยนต์แบบสันดาปภายใน
       เครื่องยนต์แบบสันดาปภายในคือ เครื่องยนต์ที่มีการระเบิดหรือเผาไหม้ส่วนผสมของเชื้อเพลิงกับอากาศเกิดขึ้นภายในเครื่องยนต์แรงระเบิดจากการเผาไหม้จะถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานเพื่อใช้ในการขับเคลื่อนตัวรถ

1.หลักการทำงาน
       หลักการทำงานของปืนใหญ่ เป็นหลักการเดียวกันกับการเผาไหม้ของเครื่องยนต์ลูกสูบ  ถ้าคุณเผาอะไรก็ได้อยู่ในห้องเล็กและแคบ  หรือจุดระเบิดขึ้นพลังงานความร้อนจะถูกส่งผ่านไปยังแก๊ส  และทำให้แก๊สขยายตัวอย่างรวดเร็วผลักดันลูกปืนหรือลูกสูบให้วิ่งออกไปในปืนใหญ่  พลังงานจากการระเบิดถูกเปลี่ยนเป็นการเคลื่อนที่ของลูกปืน   ส่วนในกระบอกสูบ   พลังงานจากการระเบิดของเชื้อเพลิงถูกเปลี่ยนเป็นการวิ่งของลูกสูบภายในกระบอกสูบ
ส่วนประกอบภายในลูกสูบ
หัวเทียน  (Sparkplug) (K)   ใช้สำหรับจุดเชื้อเพลิงผสมให้เกิดการเผาไหม้
วาวล์  (Vavle)   วาวล์ไอดี (A)   และวาวล์ไอเสีย (J)   เปิดและปิดในจังหวะที่เหมาะสม เพื่อให้อากาศและเชื้อเพลิงถูกดูดเข้า และผลักออก  ถ้าลูกสูบอยู่ในช่วงจังหวะระเบิดวาวล์ทั้งสองจะต้องปิดสนิท  ห้ามมีการรั่ว  จึงต้องมีการชีลด์ที่จุดสัมผัสให้ดี
ลูกสูบ  (Piston)  (M)   เป็นอุปกรณ์รูปทรงกระบอกเคลื่อนที่ขึ้นและลง   ลูกสูบต้องสร้างจากวัสดุที่มีความแข็งแรงสามารถรับแรงกดดันจากความร้อนในห้องเผาไหม้ได้    เพื่อจะส่งกำลังผ่านก้านลูกสูบไปที่ข้อเหวี่ยง  โดยปกติลูกสูบทำจากโลหะผสมอลูมิเนียมทำให้มีน้ำหนักเบา   หน้าถัดไปเป็นชิ้นส่วนสำคัญของเครื่องยนต์

เครื่องยนต์ 2 จังหวะ

1.ไอดีจะถูกดูดเข้าสู่ห้องเผาไหม้ในจังหวะที่ลูกสูบเคลื่อนตัวลงจากจุดสูงสุด ห้องข้อเหวี่ยงของเครื่องยนต์ 2 จังหวะจะถูกออกแบบให้ทำหน้าที่เป็นห้องกักเก็บไอดีไปในตัว เมื่อลูกสูบเลื่อนลงจากจุดศูนย์ตามบนก็จะเป็นการ”ไล่”ไอดีในห้องข้อเหวี่ยงให้เข้าไปในกระบอกสูบ ผ่านทางช่องพอร์ต (Scavenging port)ที่อยู่รอบๆผนังกระบอกสูบ 
 2.เมื่อลูกสูบเคลื่อนตัวกลับขึ้นจากตำแหน่งล่างสุดอีกครั้ง ก็จะเป็นการบีบอัดไอดีให้มีปริมาตรเล็กลงเหลือเพียง 1 ใน 6-8 ของปริมาตรเดิมเมื่อลูกสูบเคลื่อนขึ้นไปอยู่ตำแหน่งศูนย์ตายบน เมื่อมีการจุดระเบิดเพื่อเผาไหม้ไอดี แรงระเบิดจะขับดันให้ลูกสูบเคลื่อนตัวลงไปสูจุดต่ำสุดอีกครั้งหนึ่ง ในจังหวะนี้ไอดีใหม่จะถูกไล่จากห้องข้อเหวี่ยงเข้าสู่กระบอกสูบเหมือนกับจังหวะที่ 1 ขณะเดียวกันก็ยังทำหน้าที่”ไล่”ไอเสียที่เกิดจากการเผาไหม้ในจังหวะที่ 1 ออกไปด้วย
การทำงานของเครื่องยนต์ 2 จังหวะจะอัดไอดีเพื่อจุดระเบิดเมื่อลูกสูบเคลื่อนขึ้น และมีการดูดเอาไอดีเข้ามาเผาไหม้และไล่ไอเสียออกไปเมื่อลูกสูบเคลื่อนลงในทุกรอบการหมุนของเครื่องยนต์ 

 ดังนั้นจึงมีไอดีส่วนหนึ่งอาจผสมปะปนกับไอเสียที่ยังไหลออกไม่หมด และตกค้างอยู่ในกระบอกสูบ หรือไม่ก็มีไอดีบางส่วนเล็ดลอดปะปนกับไอเสียที่ถูกไล่ออกไป ทั้งนี้และทั้งนั้นก็ขึ้นอยู่กับการออกแบบและชนิดของวาล์วที่ทำหน้าที่กักเก็บไอดีที่อยู่ในห้องข้อเหวี่ยง และการออกแบบ Scavenging port ไปจนถึงการคำนวณความยาวของท่อไอเสีย จึงจะทำให้เครื่องยนต์ 2 จังหวะทำงานได้ประสิทธิภาพสูงสุดที่รอบใดรอบหนึ่งได้ ข้อด้อยอีกประการหนึ่งของเครื่องยนต์ 2จังหวะก็คือ จะสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงสูงกว่าเครื่องยนต์แบบ 4 จังหวะเมื่อเทียบกับขนาดความจุของเครื่องยนต์

เครื่องยนต์ 4 จังหวะ

     เครื่องยนต์แบบลูกสูบแบบหนึ่ง   ใช้ระบบการเผาไหม้แบบ  4  จังหวะ   เรียกว่า  เครื่องยนต์  4  จังหวะ  ( Four-stroke  combustion cycle)   หรือเรียกว่าวัฎจักรออตโต้   เพื่อให้เกียรติกับท่าน   Nikolas otto  ซึ่งค้นคิดประดิษฐ์เครื่องจักรนี้ขึ้นมาเมื่อปี ค.ศ.  1867  โดยแบ่งจังหวะออกเป็นดังนี้

1. ดูด 
2. อัด 
3. ระเบิด 
4. คาย 

1.ดูด ( Intake )
               จังหวะดูดนั้นเริ่มต้นจากลูกสูบอยู่ด้านบนเคลื่อนที่ลงมาสู่ด้านล่างเพื่อดูดส่วนผสมไอดี(น้ำมันและอากาศ)เข้ามาในกระบอกสูบโดยดูดผ่านทางวาล์วไอดีซึ่งวาล์วไอดีจะปิดเมื่อสิ้นสุดจังหวะดูด โดยที่การเคลื่อนที่ของลูกสูบจะขึ้นอยู่กับเพลาข้อเหวี่ยง(Crank shaft ) ดังรูปทางซ้ายมือ


 2. อัด( Compression ) 
 เมื่อวาล์วไอดีปิดเรียบร้อยแล้ว ลูกสูบก็จะเคลื่อนที่จากล่างขึ้นบน เพื่ออัดส่วนผสมไอดีที่ถูกดูดเข้ามาทั้งหมด ถูกอัดตัวทำให้แรงดันในกระบอกสูบสูงขึ้น สมมุติ อัตราส่วน กำลังอัด 10ต่อ1 ก็หมายความว่า ลูกสูบลูกหนึ่งสามารถดูดอากาศเข้าไปได้ 10 ลิตรลูกสูบก็จะต้องอัดอากาศ 10 ลิตรให้เหลือเพียง 1 ลิตร ดูจากรูป
3.ระเบิด ( Expansion ) 
 รูปด้านซ้ายจะเห็นว่า ในจังหวะนี้จะต่อเนื่องกับจังหวะที่แล้วคือในตำแหน่งที่ลูกสูบขึ้นไปสูงสุดนั้นจะมีการเผาไหม้เกิดขึ้น ตามรูปทางซ้ายมือ ซึ่งหัวเทียนเป็นตัวทำให้เกิดประกายไฟเพื่อไปจุดส่วนผสมระหว่างน้ำมันกับอากาศให้เกิดการเผาไหม้  และในจังหวะระเบิดนี้เองที่ส่งกำลังออกมาให้ใช้งานกันและลูกสูบก็จะเคลื่อนที่ลงมาสู่ด้านล่าง และวาล์วไอเสียก็จะเริ่มเปิด
 
4.คาย ( Exhaust ) 
 เป็นการทำงานต่อจากจังหวะระเบิด เมื่อลูกสูบได้รับแรงกระแทกมาจากการเผาไหม้ ทำให้ลูกสูบเคลื่อนที่ลงมาสู่ด้านล่าง พร้อมกับเปิดวาล์วไอเสียแล้วลูกสูบก็จะเคลื่อนที่ขึ้นสู่ด้านบนพร้อมกับจัดการกวาดเอาไอเสียออกไป และเมื่อลูกสูบขึ้นไปจนสุด วาล์วไอเสียก็จะปิด วาล์วไอดีก็จะเริ่มเปิดเพื่อเข้าสู่การดูดอีกครั้งและจะวนอยู่แบบนี้ไปเรื่อยๆ
     เมื่อสิ้นสุดจังหวะคาย ซึ่งเป็นจังหวะที่  4   ก็หมุนวนซ้ำเข้าสู่จังหวะดูดอีกครั้ง    ความแตกต่างระหว่างการเคลื่อนที่ของลูกสูบกับลูกปืนใหญ่คือลูกสูบเคลื่อนที่กลับไปมา   ส่วนลูกปืนใหญ่เคลื่อนที่แบบเส้นตรงเพราะในเครื่องยนต์มีก้านลูกสูบและเพลาข้อเหวี่ยงเปลี่ยนการเคลื่อนที่ในแนวเส้นตรงของลูกสูบไปเป็นการเคลื่อนที่แบบการหมุนไปหมุนล้อให้รถเคลื่อนที่


ข้อดี

-ให้ประสิทธิภาพสูงกว่าเครื่องยนต์สันดาปภายนอก
-ราคาไม่แพง  เมื่อเทียบกับเครื่องยนต์กังหันแก๊ส
-เติมเชื้อเพลิงได้ง่ายกว่าเมื่อเทียบกับรถไฟฟ้า

ข้อเสีย
-ความร้อนค่อนข้างสูง
-อายุการใช้งานของเครื่องยนต์สั้น
-ประสิทธิภาพต่ำ