ออฟเซ็ต ( Offset , ET )
คือตำแหน่งของระยะห่างระหว่าง เส้นแบ่งครึ่งล้อตามแนวขวาง กับ หน้าแปลนของล้อ (Hub Mounting Surface) โดยมีหน่วยเป็น มิลลิเมตร ซึ่งระบุเป็น 3 ค่าด้วยกันคือ
ค่าออฟเซ็ต เท่ากับศูนย์ Zero Offset (0)
คือค่า ระยะห่างของ หน้าแปลนล้อ ( Hub Mounting Surface ) ตรงกับ เส้นแบ่งครึ่งของ ล้อตามแนวขวางของล้อพอดี
ค่า ออฟเซ็ต เป็นบวก Positive (+)
คือระยะห่างของเส้นแบ่งครึ่งล้อวัดไปถึงหน้าแปลนล้อโดยมีทิศทางไปนอกตัวรถ วัดได้เป็นระยะเท่าไรนั้นถือค่าเป็นบวก(+) เช่น +20, +30, +38, +45 เป็นต้น ซึ่งมักพบกับล้อที่ใช้กับรถขับเคลื่อนล้อหน้าเสียส่วนใหญ่
ค่าออฟเซ็ต เป็นลบ Negative (-)
คือระยะห่างของเส้นแบ่งครึ่งล้อวัดไปถึงหน้าแปลนล้อ หรือพูดง่ายๆ ว่าหน้าแปลนของล้อมีระยะเกินเส้นแบ่งครึ่งล้อไปในทิศทางเข้าในตัวรถ วัดได้เป็นระยะเท่าไรนั้นถือค่าเป็น (-) เช่น -5, -10, -20 เป็นต้น ซึ่งรถยนต์ขับเคลื่อนล้อหลังมักกำหนดให้ใช้ล้อแม็กที่มีค่าออฟเซ็ตเป็นลบหรือก็บวกไม่มาก
เรื่องนี้หากมีการเลือกค่า offset ที่ไม่ตรงกับรถนั้นๆ ก็จะมีผลกระทบตามมาเช่นกัน หรือหากมีการเปลี่ยนขนาดความกว้างของล้อ ค่า Offset ก็เปลี่ยนไปด้วย ดังนั้นจึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องศึกษาหรือรู้ถึงค่า Offset สำหรับรถของท่านควรมีตัวเลขอยู่ที่เท่าไร ? เพื่อจะได้ไม่สร้างปัญหาให้แก่ตัวรถของท่าน
เราจะรู้ได้อย่างไร ว่าล้อของเรามีค่า Offset เท่าไร ?
การดูค่า offset ล้อแม็ก ของเราด้วยตนเอง
โดยปกติ ล้อแม็ก ส่วนใหญ่ จะมีตัวเลขบ่งบอกไว้ที่ตัวล้อเองเลย ซึ่งเรามักสังเกตุเห็น ตัวเลขที่มักจะตามตัวอักษร เช่น " ET 38 " ก็หมายถึง offsET 38 นั่นเอง หรือบางที ก็อาจมีเฉพาะตัวเลขลอยๆ ไม่มีตัวอักษรนำหน้าก็มี เช่น " 45 " ก็หมายถึง Offset = 45 เหมือนกัน ดูตัวอย่าง ที่รูปภาพด้านล่าง
แต่หากดูที่ล้อแล้ว ไม่ปรากฎ ตัวอักษรหรือตัวเลขดังกล่าว เราก็มีวิธีหาค่า Offset ได้เหมือนกัน แต่ต้องใช้เครื่องวัดและการคำนวณประกอบกัน
วันศุกร์ที่ 27 สิงหาคม พ.ศ. 2553
วันศุกร์ที่ 20 สิงหาคม พ.ศ. 2553
Rotary engine
เครื่องยนต์โรตารี่
ใช้ระบบการเผาไหม้ และ ระบบฉีดน้ำมันเชื้อเพลิง เหมือนกับเครื่องยนต์ลูกสูบ
ที่จุดปลายของโรเตอร์ เป็นใบมีด เพื่อใช้ในการชีลด์หัองเผาไหม้ ไม่ให้เกิดการรั่วไหลของแก๊สได้ ด้านข้างของโรเตอร์ก็ต้องชีลด์ด้วยแหวนโลหะ
ช่องกลางเป็นฟันเกียร์ ซึ่งจะขบเข้ากับเฟืองเกียร์ซึ่งจะทำให้โรเตอร์สามารถหมุนในห้องเผาไหม้ได้
เสื้อโรเตอร์หรือห้องเผาไหม้ (Housing)
หัองเผาไหม้มีลักษณะดังรูป
ตัวโรเตอร์แบ่งห้องเผาไหม้ออกเป็น 3 ส่วน แต่ละส่วนทำหน้าที่การเผาไหม้ออกเป็น 4 จังหวะดังนี้
ดูด
อัด
ระเบิด
คาย
ช่องไอดีและไอเสียเป็นท่อเปิดอยู่ภายในเสื้อ ไม่ใช้วาวล์ ช่องไอเสีย และไอดีต่อโดยตรงกับท่อ
เพลาส่งกำลังมีลูกเบี้ยวอยู่ 2 อัน
นำมาประกอบเข้าด้วยกัน
เพลาส่งกำลังต้องมีการชีลด์ป้องกันแก๊สรั่ว และลูกปืนต้องหล่อลื่น ผิวภายในขัดเรียบเงาไม่ให้เกิดแรงเสียดทาน ช่องไอดี (Intake port)เจาะไว้ตามตำแหน่งดังรูป
ฝาปิดหัวท้าย ในรูปจะเห็นช่องไอดี (Intake port) อย่างชัดเจน
ตำแหน่งของช่องไอเสีย (Exhaust Port)
ฝาปิดประกบเข้าชิ้นส่วนบนนี้ ซึ่งมีช่องเจาะสำหรับไอเสียอยู่ด้วย
ชิ้นส่วนบนนี้ จะถูกแซนวิสไว้ตรงกลางโดยประกบเข้ากับฝาปิดหัวท้าย
กำลังงาน
เครื่องยนต์โรตารี่เป็นเครื่องยนต์เผาไหม้ 4 จังหวะ แต่มีความแตกต่างจากเครื่องยนต์ 4 จังหวะของเครื่องยนต์แบบลูกสูบ ดังจะได้อธิบายต่อไป
ส่วนสำคัญของเครื่องยนต์โรตารี่ คือ ตัวโรเตอร์ ซึ่งเทียบได้กับลูกสูบของรถยนต์ โรเตอร์สวมไว้กับเพลาลูกเบี้ยว ทำให้หมุนเยื้องศูนย์ให้แรงบิดกับเพลาได้ ขณะที่โรเตอร์หมุน ถ้าคุณสังเกตให้ดี ลูกเบี้ยวจะหมุนไป 3 รอบ ต่อการหมุนของโรเตอร์ 1 รอบ ( โรเตอร์กับลูกเบี้ยวแยกการหมุนออกจากกันด้วยลูกปืน ทำให้สามารถหมุนในลักษณะเช่นนี้ได้
ให้คุณลองสังเกตการหมุนอย่างละเอียด คุณจะเห็นว่า ลูกเบี้ยวหมุน 3 รอบ ต่อการหมุนของโรเตอร์ 1 รอบ
ขณะที่โรเตอร์หมุนอยู่ภายในห้องเผาไหม้ ห้องเผาไหม้ที่ถูกแยกออกเป็น 3 ห้องจะมีการหดและขยายอยู่ตลอดเวลา เป็นจังหวะดังต่อไปนี้
จังหวะดูด
เริ่มต้นเมื่อจุดยอดของโรเตอร์หมุนผ่านช่องไอดี หัองกำลังขยาย มันจึงเกิดแรงจากสูญญากาศดูดเชื้อเพลิงผสมเข้าไปในห้อง เมื่อจุดยอดเคลื่อนที่ผ่านมันจะปิดช่องไอดี และชีลด์ไว้รอเข้าสู่จังหวะอัด
จังหวะอัด
ขณะที่โรเตอร์หมุน ปริมาตรของห้องจะถูกอัดให้เล็กลง เชื้อเพลิงผสมถูกอัดไปด้วย แต่ยังไม่ระเบิด
จังหวะระเบิด
เครื่องยนต์โรตารี่ทั่วไป โรเตอร์ 1 อัน ใช้หัวเทียน 2 อัน เนื่องจากห้องเผาไหม้เป็นรูปทรงลักษณะยาวดังนั้นการเผาไหม้จึงเกิดขึ้นได้ยาก ถ้าใช้หัวเทียนเพียงอันเดียว
เมื่อหัวเทียนทั้งสองถูกจุดขึ้น เชื้อเพลิงลุกไหม้ขึ้นอย่างรวดเร็ว แรงดันของแก๊สจะขับและดันโรเตอร์หมุนไปในทิศทางการขยายตัวของแก๊ส จนกระทั่งจุดยอดของโรเตอร์ผ่านไปยังช่องไอเสีย
จังหวะคาย
เมื่อจุดยอดผ่านช่องไอเสีย แก๊สแรงดันสูงจะไหลทะลักออกไปที่ช่องไอเสีย โรเตอร์จะช่วยผลักแก๊สให้ไหลออกไปอีก เมื่อจุดยอดเคลื่อนที่ปิดช่องไอเสีย วัฏจักรหมุนเข้าสู่จังหวะดูดอีกครั้ง
การหมุนของโรเตอร์ 1 รอบ มีการระเบิด 3 ครั้ง ทุกๆหน้าต้องผ่านการระเบิดทั้งสิ้น จึงต้องจำไว้ว่า เพลาส่งกำลังหมุน 3 รอบต่อการหมุนของโรเตอร์ 1 รอบ ซึ่งหมายความว่า การระเบิด 1 ครั้ง เพลาส่งกำลังหมุน 1 รอบ
ความแตกต่าง
มีความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเครื่องยนต์โรตารี่กับเครื่องยนต์ลูกสูบ ดังต่อไปนี้
ใช้ชิ้นส่วนเคลื่อนไหวน้อยกว่า
เครื่องยนต์โรตารี่มีชิ้นส่วนเคลื่อนไหวน้อยกว่าเครื่องยนต์แบบลูกสูบ เครื่องยนต์โรตารี่แบบ 2 โรเตอร์ ใช้ชิ้นส่วนหลักอยู่ 3 ชิ้น คือ โรเตอร์ 2 ชิ้น และเพลาส่งกำลัง 1 ชิ้น ขณะที่เครื่องยนต์แบบลูกสูบใช้ชิ้นส่วนเคลื่อนไหว 40 ชิ้น เช่น ลูกสูบ ก้านลูกสูบ เพลาลูกเบี้ยว วาวล์ สปริงวาวล์ และสายพาน เป็นต้น
การลดชิ้นส่วนที่มีการเคลื่อนไหวลง หมายความว่า เครื่องยนต์โรตารี่มีความสเถียรภาพมากกว่า ซึ่งเป็นเหตุผลหนึ่งที่บริษัทเครื่องบินบางแห่ง นำเครื่องยนต์โรตารี่ไปใช้แล้ว
เครื่องยนต์หมุนเรียบกว่า
ตัวโรเตอร์หมุนอย่างต่อเนื่องไปในทิศทางเดียว ไม่มีการเปลี่ยนทิศทางอย่างรุนแรงเหมือนลูกสูบ ดังนั้นการส่งกำลังของเครื่องยนต์โรตารี่จึงเรียบกว่า การเผาไหม้เกิดขึ้นใน 3 ครั้ง ต่อ การหมุนของเพลา 3 รอบ การเผาไหม้เกิดขึ้นทุกรอบ ไม่เหมือนกับลูกสูบที่มีการเผาไหม้ 1 ครั้งต่อการหมุน 2 รอบ
ช้ากว่าจึงดีกว่า
เพราะว่าโรเตอร์หมุน 1 ใน 3 ของรอบเพลา ดังนั้นชิ้นส่วนหลักของเครื่องยนต์โรตารี่จึงหมุนช้ากว่าเครื่องยนต์แบบลูกสูบ จึงช่วยให้มันเกิดการสึกหรอน้อยกว่า
ปัญหาอื่นๆ
ปัญหาน่าปวดหัวของเครื่องยนต์โรตารี่มีดังนี้
ไอเสียออกมามาก การเผาไหม้เกิดขึ้นยังไม่สมบูรณ์นัก
ค่าใช้จ่ายในการผลิตสูงมาก เพราะว่าจำนวนโรเตอร์ไม่สามารถเพิ่มได้เหมือนลูกสูบ
ใช้น้ำมันเชื้อเพลิงมากกว่า เพราะว่าอัตราส่วนอัดน้อยกว่าของลูกสูบ ประสิทธิภาพทางความร้อนจึงน้อยกว่า
ตัวอย่าง รถยนต์ที่ใช้เครื่องยนต์โรตารี่
ใช้ระบบการเผาไหม้ และ ระบบฉีดน้ำมันเชื้อเพลิง เหมือนกับเครื่องยนต์ลูกสูบ
โรเตอร์
ตัวโรเตอร์ มีส่วนโค้งอยู่ 3 หน้า แต่ละหน้าทำหน้าที่ได้เหมือนกับลูกสูบ ดังนั้นจึงต้องเซาะเป็นร่องไว้ เพื่อเพิ่มความจุของแก๊ส ให้เกิดการเผาไหม้ได้มากพอ
ที่จุดปลายของโรเตอร์ เป็นใบมีด เพื่อใช้ในการชีลด์หัองเผาไหม้ ไม่ให้เกิดการรั่วไหลของแก๊สได้ ด้านข้างของโรเตอร์ก็ต้องชีลด์ด้วยแหวนโลหะ
ช่องกลางเป็นฟันเกียร์ ซึ่งจะขบเข้ากับเฟืองเกียร์ซึ่งจะทำให้โรเตอร์สามารถหมุนในห้องเผาไหม้ได้
เสื้อโรเตอร์หรือห้องเผาไหม้ (Housing)
หัองเผาไหม้มีลักษณะดังรูป
ตัวโรเตอร์แบ่งห้องเผาไหม้ออกเป็น 3 ส่วน แต่ละส่วนทำหน้าที่การเผาไหม้ออกเป็น 4 จังหวะดังนี้
ดูด
อัด
ระเบิด
คาย
ช่องไอดีและไอเสียเป็นท่อเปิดอยู่ภายในเสื้อ ไม่ใช้วาวล์ ช่องไอเสีย และไอดีต่อโดยตรงกับท่อ
เพลาส่งกำลัง
เพลาส่งกำลังมีลูกเบี้ยวอยู่ 2 อัน
ลูกเบี้ยวทำให้โรเตอร์หมุนออกจากจุดศูนย์กลางอย่างไม่สม่ำเสมอ (ไม่ได้หมุนเป็นวงกลม) ในรูปภาพมีลูกเบี้ยว 2 อัน แสดงว่ามีโรเตอร์อยู่ 2 อัน ลูกเบี้ยวของเครื่องยนต์โรตารี่ ทำหน้าที่เหมือนกับเพลาลูกเบี้ยวในเครื่องยนต์ลูกสูบ ขณะที่โรเตอร์หมุน มันจะมีแรงเยื้องศูนย์กระทำกับลูกเบี้ยวอยู่ตลอดเวลา แรงที่กดนี้ทำให้เกิดแรงบิด (Torque) ขึ้น และทำให้เพลาหมุน
นำมาประกอบเข้าด้วยกัน
เพลาส่งกำลังต้องมีการชีลด์ป้องกันแก๊สรั่ว และลูกปืนต้องหล่อลื่น ผิวภายในขัดเรียบเงาไม่ให้เกิดแรงเสียดทาน ช่องไอดี (Intake port)เจาะไว้ตามตำแหน่งดังรูป
ฝาปิดหัวท้าย ในรูปจะเห็นช่องไอดี (Intake port) อย่างชัดเจน
ตำแหน่งของช่องไอเสีย (Exhaust Port)
ฝาปิดประกบเข้าชิ้นส่วนบนนี้ ซึ่งมีช่องเจาะสำหรับไอเสียอยู่ด้วย
ชิ้นส่วนบนนี้ จะถูกแซนวิสไว้ตรงกลางโดยประกบเข้ากับฝาปิดหัวท้าย
กำลังงาน
เครื่องยนต์โรตารี่เป็นเครื่องยนต์เผาไหม้ 4 จังหวะ แต่มีความแตกต่างจากเครื่องยนต์ 4 จังหวะของเครื่องยนต์แบบลูกสูบ ดังจะได้อธิบายต่อไป
ส่วนสำคัญของเครื่องยนต์โรตารี่ คือ ตัวโรเตอร์ ซึ่งเทียบได้กับลูกสูบของรถยนต์ โรเตอร์สวมไว้กับเพลาลูกเบี้ยว ทำให้หมุนเยื้องศูนย์ให้แรงบิดกับเพลาได้ ขณะที่โรเตอร์หมุน ถ้าคุณสังเกตให้ดี ลูกเบี้ยวจะหมุนไป 3 รอบ ต่อการหมุนของโรเตอร์ 1 รอบ ( โรเตอร์กับลูกเบี้ยวแยกการหมุนออกจากกันด้วยลูกปืน ทำให้สามารถหมุนในลักษณะเช่นนี้ได้
ให้คุณลองสังเกตการหมุนอย่างละเอียด คุณจะเห็นว่า ลูกเบี้ยวหมุน 3 รอบ ต่อการหมุนของโรเตอร์ 1 รอบ
ขณะที่โรเตอร์หมุนอยู่ภายในห้องเผาไหม้ ห้องเผาไหม้ที่ถูกแยกออกเป็น 3 ห้องจะมีการหดและขยายอยู่ตลอดเวลา เป็นจังหวะดังต่อไปนี้
จังหวะดูด
เริ่มต้นเมื่อจุดยอดของโรเตอร์หมุนผ่านช่องไอดี หัองกำลังขยาย มันจึงเกิดแรงจากสูญญากาศดูดเชื้อเพลิงผสมเข้าไปในห้อง เมื่อจุดยอดเคลื่อนที่ผ่านมันจะปิดช่องไอดี และชีลด์ไว้รอเข้าสู่จังหวะอัด
จังหวะอัด
ขณะที่โรเตอร์หมุน ปริมาตรของห้องจะถูกอัดให้เล็กลง เชื้อเพลิงผสมถูกอัดไปด้วย แต่ยังไม่ระเบิด
จังหวะระเบิด
เครื่องยนต์โรตารี่ทั่วไป โรเตอร์ 1 อัน ใช้หัวเทียน 2 อัน เนื่องจากห้องเผาไหม้เป็นรูปทรงลักษณะยาวดังนั้นการเผาไหม้จึงเกิดขึ้นได้ยาก ถ้าใช้หัวเทียนเพียงอันเดียว
เมื่อหัวเทียนทั้งสองถูกจุดขึ้น เชื้อเพลิงลุกไหม้ขึ้นอย่างรวดเร็ว แรงดันของแก๊สจะขับและดันโรเตอร์หมุนไปในทิศทางการขยายตัวของแก๊ส จนกระทั่งจุดยอดของโรเตอร์ผ่านไปยังช่องไอเสีย
จังหวะคาย
เมื่อจุดยอดผ่านช่องไอเสีย แก๊สแรงดันสูงจะไหลทะลักออกไปที่ช่องไอเสีย โรเตอร์จะช่วยผลักแก๊สให้ไหลออกไปอีก เมื่อจุดยอดเคลื่อนที่ปิดช่องไอเสีย วัฏจักรหมุนเข้าสู่จังหวะดูดอีกครั้ง
การหมุนของโรเตอร์ 1 รอบ มีการระเบิด 3 ครั้ง ทุกๆหน้าต้องผ่านการระเบิดทั้งสิ้น จึงต้องจำไว้ว่า เพลาส่งกำลังหมุน 3 รอบต่อการหมุนของโรเตอร์ 1 รอบ ซึ่งหมายความว่า การระเบิด 1 ครั้ง เพลาส่งกำลังหมุน 1 รอบ
ความแตกต่าง
มีความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเครื่องยนต์โรตารี่กับเครื่องยนต์ลูกสูบ ดังต่อไปนี้
ใช้ชิ้นส่วนเคลื่อนไหวน้อยกว่า
เครื่องยนต์โรตารี่มีชิ้นส่วนเคลื่อนไหวน้อยกว่าเครื่องยนต์แบบลูกสูบ เครื่องยนต์โรตารี่แบบ 2 โรเตอร์ ใช้ชิ้นส่วนหลักอยู่ 3 ชิ้น คือ โรเตอร์ 2 ชิ้น และเพลาส่งกำลัง 1 ชิ้น ขณะที่เครื่องยนต์แบบลูกสูบใช้ชิ้นส่วนเคลื่อนไหว 40 ชิ้น เช่น ลูกสูบ ก้านลูกสูบ เพลาลูกเบี้ยว วาวล์ สปริงวาวล์ และสายพาน เป็นต้น
การลดชิ้นส่วนที่มีการเคลื่อนไหวลง หมายความว่า เครื่องยนต์โรตารี่มีความสเถียรภาพมากกว่า ซึ่งเป็นเหตุผลหนึ่งที่บริษัทเครื่องบินบางแห่ง นำเครื่องยนต์โรตารี่ไปใช้แล้ว
เครื่องยนต์หมุนเรียบกว่า
ตัวโรเตอร์หมุนอย่างต่อเนื่องไปในทิศทางเดียว ไม่มีการเปลี่ยนทิศทางอย่างรุนแรงเหมือนลูกสูบ ดังนั้นการส่งกำลังของเครื่องยนต์โรตารี่จึงเรียบกว่า การเผาไหม้เกิดขึ้นใน 3 ครั้ง ต่อ การหมุนของเพลา 3 รอบ การเผาไหม้เกิดขึ้นทุกรอบ ไม่เหมือนกับลูกสูบที่มีการเผาไหม้ 1 ครั้งต่อการหมุน 2 รอบ
ช้ากว่าจึงดีกว่า
เพราะว่าโรเตอร์หมุน 1 ใน 3 ของรอบเพลา ดังนั้นชิ้นส่วนหลักของเครื่องยนต์โรตารี่จึงหมุนช้ากว่าเครื่องยนต์แบบลูกสูบ จึงช่วยให้มันเกิดการสึกหรอน้อยกว่า
ปัญหาอื่นๆ
ปัญหาน่าปวดหัวของเครื่องยนต์โรตารี่มีดังนี้
ไอเสียออกมามาก การเผาไหม้เกิดขึ้นยังไม่สมบูรณ์นัก
ค่าใช้จ่ายในการผลิตสูงมาก เพราะว่าจำนวนโรเตอร์ไม่สามารถเพิ่มได้เหมือนลูกสูบ
ใช้น้ำมันเชื้อเพลิงมากกว่า เพราะว่าอัตราส่วนอัดน้อยกว่าของลูกสูบ ประสิทธิภาพทางความร้อนจึงน้อยกว่า
ตัวอย่าง รถยนต์ที่ใช้เครื่องยนต์โรตารี่
Mazda Rx7
Mazda Rx8
ขอบคุณ ข้อมูลจาก..ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคล
สมัครสมาชิก:
บทความ (Atom)