กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 4 นาที

ไม่มีชื่อบทความ

เครื่องยนต์ ขนาดเล็ก เป็นคำทั่วไปสำหรับ เครื่องยนต์สันดาปภายใน ขนาดเล็กที่มีกำลังต่ำหลากหลายประเภทซึ่งใช้ในการขับเคลื่อน เครื่องตัดหญ้า เครื่อง กำเนิดไฟฟ้า เครื่อง ผสมคอนกรีต...

เครื่องยนต์ขนาดเล็ก

เครื่องยนต์Briggs & Stratton Vanguard V-twin ใน เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบพกพา

เครื่องยนต์ขนาดเล็ก เป็นคำทั่วไปสำหรับ เครื่องยนต์สันดาปภายในขนาดเล็กที่มีกำลังต่ำหลากหลายประเภทซึ่งใช้ในการขับเคลื่อนเครื่องตัดหญ้าเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เครื่องผสมคอนกรีตและเครื่องจักรอื่นๆ อีกมากมายที่ต้องการแหล่งพลังงานอิสระ[ 1 ]เครื่องยนต์เหล่านี้มักมีการออกแบบที่เรียบง่าย เช่น เครื่องยนต์เบนซินสูบเดียวระบายความร้อนด้วยอากาศที่มีระบบสตาร์ทแบบดึงเชือก ระบบจุดระเบิดแบบปล่อยประจุตัวเก็บประจุ และคาร์บูเรเตอร์แบบป้อนด้วยแรงโน้มถ่วง

เครื่องยนต์ที่มีการออกแบบและปริมาตรกระบอกสูบใกล้เคียงกันนี้ยังใช้ในยานพาหนะขนาดเล็ก เช่นรถจักรยานยนต์รถสกูตเตอร์รถเอทีวีและรถโกคาร์ทอีก ด้วย

ลักษณะเฉพาะ

เครื่องยนต์มีขนาดเล็กทั้งในด้านขนาดทางกายภาพและกำลังขับ เมื่อเทียบกับเครื่องยนต์รถยนต์ ขนาดใหญ่ กำลังขับโดยทั่วไปจะน้อยกว่า11 กิโลวัตต์ (15 แรงม้า) เครื่องยนต์ที่เล็กที่สุดใช้ในเครื่องจักรทำสวนแบบมือถือ เช่นเครื่องตัดหญ้าและเลื่อยยนต์ซึ่งมีปริมาตรกระบอกสูบเพียง24 ซีซี (1.5 ลูกบาศก์นิ้ว) [ 2 ] ต้นทุนการผลิตมักเป็นปัจจัยสำคัญสำหรับเครื่องยนต์ขนาดเล็ก ส่งผลให้มีการออกแบบที่ค่อนข้างเรียบง่าย (เมื่อเทียบกับเครื่องยนต์รถยนต์เป็นต้น)     

การกำหนดค่าที่พบได้บ่อยที่สุดคือเครื่องยนต์สูบเดียวที่ระบายความร้อนด้วยอากาศวงจรการเผาไหม้สามารถเป็นได้ทั้งแบบสองจังหวะ (ซึ่งส่งผลให้เครื่องยนต์มีน้ำหนักเบากว่าสำหรับกำลังเอาต์พุตที่กำหนด โดยมีห้องข้อเหวี่ยง แบบปิดผนึก ที่สามารถทำงานได้ในทุกทิศทาง) [ 3 ] [ 4 ]หรือแบบสี่จังหวะ (ซึ่งผลิตก๊าซไอเสีย ในระดับที่ต่ำกว่า ) [ 5 ] [ 6 ]เชื้อเพลิงมักจะเป็นน้ำมันเบนซินหรือดีเซล[ 7 ]

ในแง่ของการใช้งาน เครื่องยนต์สองจังหวะมักใช้ในอุปกรณ์มือถือ เช่น เลื่อยโซ่ เครื่องตัดหญ้า และเครื่องเป่าใบไม้[ 8 ] [ 2 ]เครื่องยนต์สี่จังหวะมักใช้กับอุปกรณ์ที่มีขนาดใหญ่ขึ้น เช่น เครื่องกำเนิดไฟฟ้า เครื่องตัดหญ้า เครื่องผสมคอนกรีตเครื่องฉีดน้ำแรงดันสูงเครื่องเป่าหิมะและรถแทรกเตอร์สวน[ 8 ] [ 9 ]

ในปี พ.ศ. 2516 เครื่องยนต์ Wankel (โรตารี่) ขนาดเล็กที่ผลิตโดย NSU ถูกนำมาใช้ในเครื่องตัดหญ้า[ 10 ]

ออกแบบ

ระบบไฟฟ้า

เมื่อใช้ระบบสตาร์ทแบบแมนนวล (เช่นสตาร์ทเตอร์แบบดึงเชือก) จะต้องการเพียงระบบไฟฟ้าพื้นฐานเท่านั้น เนื่องจากจุดประสงค์เดียวของระบบคือการจ่ายไฟให้กับหัวเทียน เครื่องยนต์รุ่นเก่าใช้แม็กนีโต (มักฝังอยู่ในฟลายวีล[ 11 ] ) เพื่อให้ได้ผลลัพธ์นี้ ในขณะที่เครื่องยนต์รุ่นใหม่มักใช้ ระบบ จุดระเบิดแบบคายประจุตัวเก็บประจุ (CDI) พร้อมคอยล์จุดระเบิด[ 12 ]ระบบเหล่านี้ไม่จำเป็นต้องใช้แบตเตอรี่หรือระบบชาร์จ[ 11 ]

ก่อนการประดิษฐ์ระบบสตาร์ทแบบดึงเชือก จะมีการติดรอกแบบมีร่องเข้ากับ ล้อช่วยแรงของเครื่องยนต์ผู้ใช้งานจะหมุนเชือกรอบรอกด้วยมือ จากนั้นกระชากเชือกเพื่อหมุนเครื่องยนต์เพื่อให้สตาร์ทได้ หลังจากมีการนำคลัตช์สปริงมาใช้ในช่วงทศวรรษ 1960 ระบบสตาร์ทแบบ "แรงกระตุ้น" หรือ "แบบไขลาน" ก็ได้รับความนิยมในช่วงเวลาสั้นๆ[ 13 ]ระบบเหล่านี้ใช้สปริงขนาดใหญ่ซึ่งผู้ใช้งานจะดึงให้ตึงโดยใช้ด้ามหมุน[ 14 ]อย่างไรก็ตาม ระบบเหล่านี้อาจเป็นอันตรายได้ เนื่องจากเป็นไปได้ที่จะปล่อยให้ระบบสตาร์ทไขลานไว้และพร้อมที่จะสตาร์ทเครื่องยนต์โดยไม่ตั้งใจ แม้ว่าจะไขลานไว้นานแล้วก็ตาม

การสตาร์ทด้วยไฟฟ้า ซึ่งเป็นที่นิยมมากขึ้นเรื่อย ๆ นั้น ต้องใช้ระบบไฟฟ้าที่ซับซ้อนกว่าเดิม เครื่องยนต์เหล่านี้ยังต้องการมอเตอร์สตาร์ทแบตเตอรี่สำหรับจ่ายไฟ และอัลเทอร์เนเตอร์เพื่อชาร์จแบตเตอรี่ให้เต็มอยู่เสมอ

ระบบเชื้อเพลิง

เครื่องยนต์เบนซินมักใช้ระบบเชื้อเพลิงแบบง่ายๆ ซึ่งประกอบด้วย คาร์บูเรเตอร์แบบลูกลอยที่มีถังเชื้อเพลิงอยู่ด้านบน (เพื่อให้เชื้อเพลิงถูกส่งโดยแรงโน้มถ่วง หลีกเลี่ยงความจำเป็นในการใช้ปั๊มเชื้อเพลิง ) บางครั้ง ถังเชื้อเพลิงจะอยู่ด้านล่างคาร์บูเรเตอร์ และเชื้อเพลิงจะถูกส่งโดยใช้สุญญากาศของเครื่องยนต์หรือแรงดันในห้องข้อเหวี่ยงเพื่อทำให้ไดอะแฟรมภายในคาร์บูเรเตอร์ง อเพื่อดูดเชื้อเพลิงจากถัง[ 15 ]

เครื่องยนต์ดีเซลใช้ระบบฉีดเชื้อเพลิง[ 16 ]

ผู้ว่าการ

เครื่องยนต์ขนาดเล็กส่วนใหญ่ใช้ตัวควบคุมความเร็วรอบ (governor)เพื่อรักษาความเร็วรอบเครื่องยนต์ให้คงที่ภายใต้ภาระที่แตกต่างกัน เครื่องยนต์บางรุ่นยังมีกลไกให้ผู้ใช้ปรับความเร็วรอบเครื่องยนต์ได้ โดยปกติแล้ว การปรับความเร็วรอบจะทำได้โดยการปรับตัวควบคุมความเร็วรอบ (governor) แทนที่จะควบคุมการเปิดปิดของลิ้นปีกผีเสื้อ ของคาร์บูเรเตอร์โดยตรง ซึ่งจะควบคุมความเร็วรอบเครื่องยนต์ให้สูงขึ้นหรือต่ำลง

ระบบวาล์ว

การออกแบบที่พบได้บ่อยที่สุดคือ การกำหนด ค่าวาล์วเหนือศีรษะเช่นเดียวกับที่ใช้ใน รถจักรยานยนต์ ฮอนด้า GXตั้งแต่ทศวรรษ 1980 เป็นต้นมา[ 17 ]

เครื่องยนต์บางรุ่นใช้ การ กำหนดค่า วาล์วด้านข้างแทน เนื่องจากมีความเรียบง่ายทั้งในด้านการผลิตและการบำรุงรักษาขั้นพื้นฐาน แม้ว่าจะแลกมาด้วยการไหลของอากาศที่ไม่มีประสิทธิภาพก็ตาม[ 18 ]เครื่องยนต์บางรุ่นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เช่น เครื่องยนต์ซีรีส์ Honda GC ได้ใช้การกำหนดค่าแคมเหนือหัว[ 19 ]

เพลาข้อเหวี่ยง

เครื่องยนต์ขนาดเล็กสามารถ วาง เพลาข้อเหวี่ยงได้ทั้งแนวนอนหรือแนวตั้ง ขึ้นอยู่กับการใช้งานที่ต้องการ เครื่องยนต์แกนตั้งถูกพัฒนาขึ้นครั้งแรกสำหรับเครื่องตัดหญ้าแบบโรตารี่ แต่เนื่องจากตลาดมีขนาดใหญ่ จึงทำให้มีเครื่องยนต์ราคาถูกออกมามากมาย และปัจจุบันจึงถูกนำไปใช้ในงานอื่นๆ เช่น เครื่องกำเนิดไฟฟ้าด้วย

ผู้ผลิต

ผู้ผลิตเครื่องยนต์ขนาดเล็กสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้ารายใหญ่ที่สุด 4 รายในปี 2019 ได้แก่Briggs & Stratton , Honda , KawasakiและKohlerผู้เล่นรายใหญ่อื่นๆ ได้แก่Kubota , Yamahaและ Liquid Combustion Technology [ 20 ]

ผู้ผลิตเหล่านี้ยังคงเป็นผู้ผลิตรายใหญ่ที่สุด 4 รายในปี 2026 [ 21 ]

การซ่อมแซม/บำรุงรักษา

แม้ว่าสถาบันการศึกษาเชิงพาณิชย์มักจะยกย่องให้เป็นอาชีพแยกต่างหาก แต่ก็อาจเป็นทักษะที่บุคคลใช้เป็นส่วนหนึ่งของอาชีพที่ใหญ่กว่า เช่น ช่างซ่อมรถยนต์หรือช่างซ่อมเครื่องจักรกลการเกษตรต้องใช้ความระมัดระวังด้านความปลอดภัยหลายประการเมื่อทำงานกับเครื่องยนต์ขนาดเล็ก[ 22 ]

การบำรุงรักษาเชิงป้องกันทั่วไป ได้แก่ การรักษาระดับน้ำมันให้เพียงพอ ระดับน้ำหล่อเย็นให้เพียงพอ การทำความสะอาดไส้กรองอากาศ การตรวจสอบให้แน่ใจว่าเชื้อเพลิงยังคงสดใหม่ และการทำความสะอาดอุปกรณ์หลังการใช้งาน (โดยเฉพาะอุปกรณ์สนามหญ้าเนื่องจากเศษหญ้าที่ตัดแล้วสะสมอยู่) ตารางการบำรุงรักษา ขั้นตอนการใช้งาน และขั้นตอนด้านความปลอดภัยมีระบุไว้ในคู่มือผู้ใช้งานและจะแตกต่างกันไปตามผู้ผลิต รุ่นเครื่องยนต์ และประเภทของอุปกรณ์[ 23 ] [ 24 ]

การปล่อยมลพิษ

เครื่องยนต์ขนาดเล็ก เนื่องจากมีการออกแบบที่เรียบง่ายและไม่มี ระบบ ควบคุมการปล่อยมลพิษเหมือนในเครื่องยนต์ขนาดใหญ่ จึงปล่อยมลพิษทางอากาศ ในปริมาณมากเกินสัดส่วน โดยเฉพาะสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่ายและคาร์บอนมอนอกไซด์เนื่องจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงไม่สมบูรณ์การกวาดล้างเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นภายในเครื่องยนต์ขนาดเล็ก โดยเมื่อไอเสียถูกปล่อยออกมาจากเครื่องยนต์ ความแตกต่างของความดันจะช่วยดึงอากาศบริสุทธิ์เข้าไปในกระบอกสูบเมื่อวาล์วไอดีและไอเสียอยู่ในตำแหน่งที่ทับซ้อนกัน[ 25 ]ประสิทธิภาพการกวาดล้างที่สูงขึ้น (ลดการสูญเสียจากการกวาดล้าง) ภายในเครื่องยนต์ขนาดเล็กจะช่วยลดปริมาณการปล่อยมลพิษที่เป็นอันตรายจากไอเสีย เนื่องจากมีเชื้อเพลิงที่เผาไหม้ไม่สมบูรณ์น้อยลง[ 26 ]มีการประมาณการว่ามลพิษคาร์บอนมอนอกไซด์ในสหรัฐอเมริกามากกว่า 10% ในปี 2011 มาจากเครื่องยนต์ขนาดเล็ก[ 27 ]

เพื่อตอบสนองต่อเรื่องนี้ เขตอำนาจศาลบางแห่ง โดยเฉพาะรัฐแคลิฟอร์เนียของสหรัฐอเมริกา ได้บังคับใช้กฎระเบียบการปล่อยมลพิษที่เข้มงวดมากขึ้นสำหรับเครื่องยนต์ขนาดเล็ก ในปี 2021 รัฐแคลิฟอร์เนียได้สั่งห้ามการขายเครื่องยนต์ขนาดเล็กที่ใช้ในอุปกรณ์ทำสวนอย่างมีประสิทธิภาพตั้งแต่วันที่ 1 มกราคม 2024 [ 28 ]

ทางเลือกหลักนอกเหนือจากเครื่องยนต์ขนาดเล็กคือการใช้มอเตอร์ไฟฟ้าที่ขับเคลื่อนด้วยแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้

ดูเพิ่มเติม

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ไม่มีชื่อบทความ

เครื่องยนต์ ขนาดเล็ก เป็นคำทั่วไปสำหรับ เครื่องยนต์สันดาปภายใน ขนาดเล็กที่มีกำลังต่ำหลากหลายประเภทซึ่งใช้ในการขับเคลื่อน เครื่องตัดหญ้า เครื่อง กำเนิดไฟฟ้า เครื่อง ผสมคอนกรีต...

ลักษณะเฉพาะ

เครื่องยนต์มีขนาดเล็กทั้งในด้านขนาดทางกายภาพและกำลังขับ เมื่อเทียบกับ เครื่องยนต์รถยนต์ ขนาดใหญ่ กำลังขับโดยทั่วไปจะน้อยกว่า 11 กิโลวัตต์ (15 แรงม้า) เครื่องยนต์ ที่เล็กที่สุดใช้ในเครื่องจักรทำสวนแบบมือถือ เช่น เครื่องตัดหญ้า และ เลื่อยยนต์ ซึ่งมี...

ระบบไฟฟ้า

เมื่อใช้ระบบสตาร์ทแบบแมนนวล (เช่น สตาร์ทเตอร์ แบบดึงเชือก) จะต้องการเพียงระบบไฟฟ้าพื้นฐานเท่านั้น เนื่องจากจุดประสงค์เดียวของระบบคือการจ่ายไฟให้กับหัวเทียน เครื่องยนต์รุ่นเก่าใช้ แม็กนีโต (มักฝังอยู่ในฟลายวีล [ 11 ] ) เพื่อให้ได้ผลลัพธ์นี้...

ระบบเชื้อเพลิง

เครื่องยนต์เบนซินมักใช้ระบบเชื้อเพลิงแบบง่ายๆ ซึ่งประกอบด้วย คาร์บูเรเตอร์ แบบลูกลอยที่มีถังเชื้อเพลิงอยู่ด้านบน (เพื่อให้เชื้อเพลิงถูกส่งโดยแรงโน้มถ่วง หลีกเลี่ยงความจำเป็นในการใช้ ปั๊มเชื้อเพลิง ) บางครั้ง ถังเชื้อเพลิงจะอยู่ด้านล่างคาร์บูเรเตอร์...