ประวัติโดยสังเขปของเครื่องยนต์ดีเซลระบบรางร่วม
ปี ค.ศ. 1942 Cooper-Bessemer GN-8 ใช้เคื่องยนต์ดีเซลของเรือที่มีรางร่วมแต่หัวฉีดไม่ได้ควบคุมด้วยอิเล็กทรอนิกส์
ปี ค.ศ. 1960 ต้นแบบถูกคิดค้นโดย Robert Huber of Switzerland แล้วพัฒนาต่อโดย Dr. Marco Ganser at the Swiss Federal Institute of Technology in Zurich
ปี ค.ศ. 1990 พัฒนาต่อยอดสู่รถยนต์ญี่ปุ่นได้สำเร็จโดย Dr. Shohei Itoh and Masahiko Miyaki ของบริษัท Denso ใช้กับรถบรรทุก Hino ขายในปี ค.ศ. 1995
ปี ค.ศ. 1997 พัฒนาโดยบริษัท Bosch ใช้ระบบรางร่วมกับรถยนต์นั่งส่วนบุคคลให้กับกลุ่มบริษัท Fiat Mercedes-Benz และ Alfa Romeo (คำว่า Common rail engines เป็นชื่อที่ Fiat ใช้เรียกเป็นบริษัทแรก)
สาเหตุและความสำคัญของเครื่องยนต์ดีเซลระบบรางร่วม
เครื่องยนต์ดีเซลระบบรางร่วมจัดอยู่ในประเภทหนึ่งของเครื่องยนต์ดีเซลหัวฉีดควบคุมด้วยอิเล็กทรอนิกส์ คือ
1. เครื่องยนต์ดีเซลหัวฉีดควบคุมด้วยอิเล็กทรอนิกส์ แบบหัวฉีดหน่วยเดียวกับปั๊ม (Unit Injector)
1.1 ระบบลูกเบี้ยว (PDE) เคยใช้กับเครื่องยนต์เรือขนาดใหญ่
1.2 ระบบรางร่วมน้ำมันเครื่อง (Oil Common Rail System) เคยใช้กับ Isuzu รุ่น Truper
2. เครื่องยนต์ดีเซลหัวฉีดควบคุมด้วยอิเล็กทรอนิกส์ แบบระบบรางร่วม (Common Rail System) ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่ดีกว่าเครื่องยนต์ตามแบบที่ 1.1 และ 1.2
จากกฎหมายควบคุมมลพิษยูโรระดับ 3 (ล่าสุดบางประเทศเตรียมใช้กฎหมายควบคุมมลพิษยูโรระดับ 7) ทำให้บริษัทผู้ผลิตรถยนต์ต้องเร่งพัฒนาเทคโนโลยีของเครื่องยนต์ ทั้งนี้เพื่อให้สังคมในเมืองใหญ่ได้สัมผัสกับสภาวะแวดล้อมทางอากาศที่สะอาดขึ้น เทคโนโลยีใหม่ของเครื่องยนต์ดีเซลจึงต้องเป็นระบบรางร่วม
ในการลดมลพิษให้ต่ำลงได้มากๆ นั้นนอกจากจะต้องใช้เครื่องยนต์ระบบรางร่วมแล้วในส่วนของเครื่องยนต์ยังต้องออกแบบให้มีหลายลิ้น (Multi Valve) (เช่น 4 ลิ้น ต่อ 1 สูบ) พร้อมกับใช้ตัวอัดบรรจุอากาศเทอร์โบ เพื่อเพิ่มอากาศช่วยให้การเผาไหม้สมบูรณ์ขึ้น ลดเขม่าควันซึ่งเป็นปัญหาใหญ่ของเครื่องยนต์ที่ใช้เชื้อเพลิงดีเซล นอกจากนี้แล้วยังต้องมีระบบควบคุมแก๊สพิษ (Emission Control) อีก 2 ระบบเพื่อลดแก๊ส NOX คือต้องมี CAT (Catalytic Converter) หรือเครื่องฟอกไอเสียเชิงเร่งปฏิกิริยา และต้องมี EGR (Exhaust Gas Recirculation) หรือการหมุนเวียนไอเสีย ดังนั้นถ้าอุด EGR และผ่า CAT ก็จะเกิดปัญหาต่อสภาวะแวดล้อมด้วยเช่นกัน
หลักการทำงานขั้นพื้นฐานของเครื่องยนต์ระบบรางร่วมเหมือนกันกับเครื่องยนต์ดีเซล 4 จังหวะ แต่แตกต่างกันที่วิธีการควบคุมจังหวะและปริมาตรการฉีดเชื้อเพลิงโดยเครื่องยนต์ระบบรางร่วมใช้ความดันของเชื้อเพลิงสูงกว่าเครื่องยนต์ดีเซลธรรมดา (ปั๊มแบบจานจ่ายและแบบแถวเรียง) ประมาณ 7 เท่าขึ้นไป ความดันสูงสะสมอยู่ในรางร่วม มีหัวฉีดไฟฟ้าฉีดเชื้อเพลิงตามการสั่งการของหน่วยควบคุมทางอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งทำให้การเผาไหม้เชื้อเพลิงมีประสิทธิภาพสมบูรณ์ที่สุดคือมลพิษต่ำกว่า พลังงานมากกว่า และประหยัดเชื้อเพลิงมากกว่าเครื่องยนต์ดีเซลระบบอื่น
ปี ค.ศ. 1990 พัฒนาต่อยอดสู่รถยนต์ญี่ปุ่นได้สำเร็จโดย Dr. Shohei Itoh and Masahiko Miyaki ของบริษัท Denso ใช้กับรถบรรทุก Hino ขายในปี ค.ศ. 1995
ปี ค.ศ. 1997 พัฒนาโดยบริษัท Bosch ใช้ระบบรางร่วมกับรถยนต์นั่งส่วนบุคคลให้กับกลุ่มบริษัท Fiat Mercedes-Benz และ Alfa Romeo (คำว่า Common rail engines เป็นชื่อที่ Fiat ใช้เรียกเป็นบริษัทแรก)
สาเหตุและความสำคัญของเครื่องยนต์ดีเซลระบบรางร่วม
เครื่องยนต์ดีเซลระบบรางร่วมจัดอยู่ในประเภทหนึ่งของเครื่องยนต์ดีเซลหัวฉีดควบคุมด้วยอิเล็กทรอนิกส์ คือ
1. เครื่องยนต์ดีเซลหัวฉีดควบคุมด้วยอิเล็กทรอนิกส์ แบบหัวฉีดหน่วยเดียวกับปั๊ม (Unit Injector)
1.1 ระบบลูกเบี้ยว (PDE) เคยใช้กับเครื่องยนต์เรือขนาดใหญ่
1.2 ระบบรางร่วมน้ำมันเครื่อง (Oil Common Rail System) เคยใช้กับ Isuzu รุ่น Truper
2. เครื่องยนต์ดีเซลหัวฉีดควบคุมด้วยอิเล็กทรอนิกส์ แบบระบบรางร่วม (Common Rail System) ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่ดีกว่าเครื่องยนต์ตามแบบที่ 1.1 และ 1.2
จากกฎหมายควบคุมมลพิษยูโรระดับ 3 (ล่าสุดบางประเทศเตรียมใช้กฎหมายควบคุมมลพิษยูโรระดับ 7) ทำให้บริษัทผู้ผลิตรถยนต์ต้องเร่งพัฒนาเทคโนโลยีของเครื่องยนต์ ทั้งนี้เพื่อให้สังคมในเมืองใหญ่ได้สัมผัสกับสภาวะแวดล้อมทางอากาศที่สะอาดขึ้น เทคโนโลยีใหม่ของเครื่องยนต์ดีเซลจึงต้องเป็นระบบรางร่วม
ในการลดมลพิษให้ต่ำลงได้มากๆ นั้นนอกจากจะต้องใช้เครื่องยนต์ระบบรางร่วมแล้วในส่วนของเครื่องยนต์ยังต้องออกแบบให้มีหลายลิ้น (Multi Valve) (เช่น 4 ลิ้น ต่อ 1 สูบ) พร้อมกับใช้ตัวอัดบรรจุอากาศเทอร์โบ เพื่อเพิ่มอากาศช่วยให้การเผาไหม้สมบูรณ์ขึ้น ลดเขม่าควันซึ่งเป็นปัญหาใหญ่ของเครื่องยนต์ที่ใช้เชื้อเพลิงดีเซล นอกจากนี้แล้วยังต้องมีระบบควบคุมแก๊สพิษ (Emission Control) อีก 2 ระบบเพื่อลดแก๊ส NOX คือต้องมี CAT (Catalytic Converter) หรือเครื่องฟอกไอเสียเชิงเร่งปฏิกิริยา และต้องมี EGR (Exhaust Gas Recirculation) หรือการหมุนเวียนไอเสีย ดังนั้นถ้าอุด EGR และผ่า CAT ก็จะเกิดปัญหาต่อสภาวะแวดล้อมด้วยเช่นกัน
หลักการทำงานขั้นพื้นฐานของเครื่องยนต์ระบบรางร่วมเหมือนกันกับเครื่องยนต์ดีเซล 4 จังหวะ แต่แตกต่างกันที่วิธีการควบคุมจังหวะและปริมาตรการฉีดเชื้อเพลิงโดยเครื่องยนต์ระบบรางร่วมใช้ความดันของเชื้อเพลิงสูงกว่าเครื่องยนต์ดีเซลธรรมดา (ปั๊มแบบจานจ่ายและแบบแถวเรียง) ประมาณ 7 เท่าขึ้นไป ความดันสูงสะสมอยู่ในรางร่วม มีหัวฉีดไฟฟ้าฉีดเชื้อเพลิงตามการสั่งการของหน่วยควบคุมทางอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งทำให้การเผาไหม้เชื้อเพลิงมีประสิทธิภาพสมบูรณ์ที่สุดคือมลพิษต่ำกว่า พลังงานมากกว่า และประหยัดเชื้อเพลิงมากกว่าเครื่องยนต์ดีเซลระบบอื่น
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น