รายละเอียดส่วนหนึ่ง: ชุดประกอบกระบอกวาล์วรถยนต์คืออะไร?

ส่วนประกอบหลักใดบ้างที่ประกอบด้วยชุดประกอบกระบอกวาล์วยานยนต์ และแต่ละส่วนประกอบมีหน้าที่อะไรบ้าง​?​

ที่ ประกอบกระบอกวาล์วรถยนต์ เป็นส่วนประกอบหลักที่สำคัญของเครื่องยนต์ ประกอบด้วยหลายส่วน เช่น เสื้อสูบ กลุ่มวาล์ว กลุ่มเกียร์วาล์ว ส่วนประกอบระบบทำความเย็น และส่วนประกอบระบบหล่อลื่น การแบ่งส่วนงานมีความชัดเจนและประสานงานอย่างใกล้ชิด​.

ประการแรก เสื้อสูบเป็นเฟรมพื้นฐานของการประกอบ มักจะหล่อจากเหล็กหล่อหรือวัสดุโลหะผสมอลูมิเนียมที่มีความแข็งแรงสูง โดยมีโครงสร้างสำคัญ เช่น รูกระบอกสูบ เสื้อน้ำ และช่องน้ำมันอยู่ภายใน รูกระบอกสูบเป็น "ราง" สำหรับลูกสูบในการตอบสนอง และจำเป็นต้องได้รับการขัดเกลาอย่างระมัดระวังเพื่อให้แน่ใจว่าผนังด้านในมีความเรียบและกลม และลดการสูญเสียแรงเสียดทานระหว่างลูกสูบและผนังกระบอกสูบ แจ็คเก็ตน้ำล้อมรอบกระบอกสูบและสื่อสารกับระบบระบายความร้อนของเครื่องยนต์ และนำความร้อนจำนวนมากที่เกิดขึ้นเมื่อกระบอกสูบทำงานผ่านการไหลเวียนของของเหลวทำความเย็นเพื่อป้องกันไม่ให้กระบอกสูบร้อนเกินไป ช่องน้ำมันมีหน้าที่ในการลำเลียงน้ำมันหล่อลื่น ทำหน้าที่หล่อลื่นชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวของกระบอกสูบภายในและลดการสึกหรอ​

ที่ second is the valve group, including intake valve, exhaust valve, valve seat, valve conduit, valve spring and valve oil seal, etc. The intake valve is responsible for opening the intake stroke to allow the combustible mixture (gasoline engine) or air (diesel engine) to enter the cylinder; the exhaust valve opens the exhaust stroke to discharge the combustion exhaust gas out of the cylinder. The valve seat is embedded on the cylinder block or cylinder head and cooperates with the valve seal to prevent gas leakage in the cylinder; the valve conduit provides guidance for valve movement to ensure the coaxiality of the valve opening and closing; the valve spring makes the valve tightly fit with the valve race through elastic force, achieving sealing, and at the same time offsetting the inertial force of the valve transmission group; the valve oil seal is placed on the valve stem to prevent engine oil from entering the combustion chamber and prevent mixture or exhaust gas from penetrateing into the oil passage.​

ถัดมาเป็นกลุ่มระบบส่งกำลังของวาล์ว ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยเพลาลูกเบี้ยว ก้านกระทุ้ง แขนโยก และส่วนประกอบอื่นๆ (โครงสร้างเครื่องยนต์ที่แตกต่างกันอาจแตกต่างกันเล็กน้อย) เพลาลูกเบี้ยวได้รับการออกแบบให้มีโปรไฟล์ลูกเบี้ยวตามกฎรอบการทำงานของเครื่องยนต์ โดยจะขับเคลื่อนการหมุนผ่านเพลาข้อเหวี่ยง และใช้ส่วนที่ยื่นออกมาของลูกเบี้ยวเพื่อดันเสายกและก้านกระทุ้ง ซึ่งจะขับเคลื่อนแขนโยกให้แกว่งไปรอบแกนของแขนโยก ในที่สุดก็รับรู้ถึงการเปิดและปิดของวาล์ว ควบคุมเวลาเปิด ระยะเวลาการเปิด และการยกของวาล์วได้อย่างแม่นยำ​

นอกจากนี้ ส่วนประกอบยังรวมส่วนต่อประสานปั๊มน้ำของระบบทำความเย็น ฐานยึดเทอร์โมสตัท พื้นผิวติดตั้งปั๊มน้ำมัน ส่วนต่อประสานตัวกรองน้ำมัน และส่วนประกอบอื่น ๆ ของระบบหล่อลื่น เพื่อให้แน่ใจว่าระบบทำความเย็นและหล่อลื่นสามารถให้บริการชุดประกอบกระบอกสูบวาล์วและเครื่องยนต์โดยรวมได้อย่างมีประสิทธิภาพ​

ทำอย่างไรจึงจะได้ฟังก์ชันหลักของชุดกระบอกสูบวาล์วรถยนต์ในระหว่างการทำงานของเครื่องยนต์?​

เมื่อเครื่องยนต์กำลังทำงาน ประกอบกระบอกวาล์วรถยนต์ หมุนรอบวงจรสี่จังหวะของ "งานอัด-อัด-งาน-ไอเสีย" และทำงานในลักษณะที่ประสานกันผ่านการทำงานที่ประสานกันของส่วนประกอบต่างๆ เพื่อให้บรรลุหน้าที่หลัก เช่น ท่ออากาศเข้า การปิดผนึก การกระจายความร้อน และการหล่อลื่น ทำให้มั่นใจได้ถึงการทำงานที่มีประสิทธิภาพและมั่นคงของเครื่องยนต์​

ในระหว่างจังหวะไอดี เพลาข้อเหวี่ยงจะขับเคลื่อนเพลาลูกเบี้ยวให้หมุนผ่านระบบไทม์มิ่ง (เช่น สายพานไทม์มิ่ง โซ่ไทม์มิ่ง) เมื่อส่วนที่ยื่นออกมาของลูกเบี้ยวของเพลาลูกเบี้ยวดันเสายกและก้านกระทุ้ง ปลายด้านหนึ่งของแขนโยกจะถูกดันขึ้น และปลายอีกด้านจะกดวาล์วไอดีลง เพื่อให้วาล์วไอดีเปิดต้านแรงยืดหยุ่นของสปริงวาล์ว ในเวลานี้ ลูกสูบจะเคลื่อนลงในกระบอกสูบ ปริมาตรกระบอกสูบเพิ่มขึ้น เกิดแรงดันลบ และส่วนผสมหรืออากาศที่ติดไฟได้ภายนอกจะเข้าสู่กระบอกสูบผ่านทางท่อไอดีและวาล์วไอดีที่เปิดอยู่ ซึ่งทำให้กระบวนการไอดีเสร็จสมบูรณ์​

หลังจากเข้าสู่จังหวะการอัด เพลาลูกเบี้ยวยังคงหมุนต่อไป ส่วนยื่นของลูกเบี้ยวจะหลุดออกจากเสาดัน สปริงวาล์วจะกลับสู่การเสียรูป และวาล์วไอดีจะถูกดึงและปิด ในเวลาเดียวกัน วาล์วไอเสียจะปิดอยู่เสมอ ลูกสูบจะเคลื่อนขึ้นด้านบน บีบอัดส่วนผสมในกระบอกสูบ เพิ่มความดันและอุณหภูมิของส่วนผสม และเตรียมพร้อมสำหรับการเผาไหม้ครั้งต่อไป ในระหว่างกระบวนการนี้ การปิดผนึกอย่างแน่นหนาระหว่างบ่าวาล์วและวาล์วถือเป็นสิ่งสำคัญ หากซีลไม่ดีจะทำให้ส่วนผสมรั่ว ลดแรงดันในการอัด และส่งผลต่อกำลังเครื่องยนต์และการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิง​

ในระหว่างจังหวะการทำงาน หัวเทียน (เครื่องยนต์เบนซิน) จะจุดไฟส่วนผสมที่ถูกบีบอัด หรือเครื่องยนต์ดีเซลจะฉีดดีเซลเข้าไปในกระบอกสูบที่มีอุณหภูมิสูงและแรงดันสูงผ่านหัวฉีดน้ำมันเชื้อเพลิง เผาไหม้ตัวเอง สร้างแรงระเบิดขนาดใหญ่เพื่อดันลูกสูบให้เคลื่อนที่ลง ขับเคลื่อนเพลาข้อเหวี่ยงเพื่อหมุนและส่งออกกำลัง ในเวลานี้ บล็อกกระบอกสูบของกระบอกสูบวาล์วต้องทนต่อแรงดันการเผาไหม้ขนาดใหญ่ วัสดุที่มีความแข็งแรงสูงและโครงสร้างที่มั่นคงทำให้มั่นใจได้ว่าบล็อกกระบอกสูบจะไม่เปลี่ยนรูปหรือเสียหาย สารหล่อเย็นในแจ็คเก็ตน้ำจะยังคงไหลเวียนต่อไป ช่วยระบายความร้อนที่เกิดจากการเผาไหม้ออกไปอย่างรวดเร็ว และป้องกันไม่ให้เสื้อสูบและวาล์วทำงานล้มเหลวเนื่องจากอุณหภูมิสูง​

ในระหว่างช่วงจังหวะไอเสีย เพลาลูกเบี้ยวจะขับเคลื่อนวาล์วไอเสียให้เปิดอีกครั้ง และลูกสูบจะเคลื่อนขึ้นด้านบน เพื่อระบายก๊าซไอเสียที่เผาไหม้ออกจากกระบอกสูบผ่านทางวาล์วไอเสียและทางผ่านไอเสีย จังหวะการเปิดและปิดวาล์วไอเสียจำเป็นต้องได้รับการควบคุมอย่างแม่นยำ ซึ่งไม่เพียงแต่ทำให้แน่ใจได้ว่าก๊าซไอเสียถูกระบายออกจนหมด แต่ยังหลีกเลี่ยงการรบกวนที่ทับซ้อนกันกับกระบวนการไอดีอีกด้วย ตลอดวงจรการทำงาน ระบบหล่อลื่นจะลำเลียงน้ำมันหล่อลื่นไปยังชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว เช่น เพลาลูกเบี้ยว เสากระทุ้ง แขนโยก ผ่านเส้นทางน้ำมัน ก่อตัวเป็นฟิล์มน้ำมันเพื่อลดการเสียดสีและการสึกหรอระหว่างชิ้นส่วน ในขณะเดียวกัน น้ำมันหล่อลื่นยังสามารถช่วยกระจายความร้อนและยืดอายุการใช้งานของชิ้นส่วนได้อีกด้วย​

อะไรคือความแตกต่างในการประกอบกระบอกสูบวาล์วในเครื่องยนต์ประเภทต่างๆ (เช่น น้ำมันเบนซิน/ดีเซล ระบบสำลักตามธรรมชาติ/เทอร์โบชาร์จ)?​

เครื่องยนต์ประเภทต่างๆ มีความแตกต่างที่ชัดเจนในการออกแบบโครงสร้าง การเลือกใช้วัสดุ และพารามิเตอร์ส่วนประกอบ เนื่องจากหลักการทำงาน วิธีการเผาไหม้ และข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพที่แตกต่างกัน เพื่อปรับให้เข้ากับคุณลักษณะของเครื่องยนต์​

ในการเปรียบเทียบระหว่างเครื่องยนต์เบนซินและเครื่องยนต์ดีเซล สิ่งแรกคือความแตกต่างในการออกแบบความแข็งแรงของกระบอกสูบ เครื่องยนต์ดีเซลใช้การจุดระเบิดด้วยการอัด และความดันการเผาไหม้สูงสุดในกระบอกสูบสามารถเข้าถึง 12-20MPa ซึ่งสูงกว่าเครื่องยนต์เบนซิน 6-12MPa มาก ดังนั้นบล็อกกระบอกสูบวาล์วของเครื่องยนต์ดีเซลมักจะใช้การออกแบบความหนาของผนังที่หนาขึ้นหรือทำจากเหล็กหล่อครีมที่มีความแข็งแรงสูงเพื่อเพิ่มแรงกดและการต้านทานการเสียรูปของกระบอกสูบ ในขณะที่เสื้อสูบเครื่องยนต์เบนซินสามารถทำจากอลูมิเนียมอัลลอยด์น้ำหนักเบาซึ่งช่วยลดน้ำหนักโดยรวมของเครื่องยนต์ในขณะที่ยังคงความแข็งแกร่ง ประการที่สองคือความแตกต่างในพารามิเตอร์กลุ่มวาล์ว วาล์วไอดีของเครื่องยนต์ดีเซลมักจะมีขนาดใหญ่กว่าเครื่องยนต์เบนซินเพื่อตอบสนองความต้องการปริมาณไอดีที่มาก (อัตราส่วนอากาศต่อเชื้อเพลิงของเครื่องยนต์ดีเซลจะสูงกว่า) วาล์วไอเสียต้องมีความต้านทานต่ออุณหภูมิสูงมากขึ้น เนื่องจากอุณหภูมิการเผาไหม้ดีเซลสูงกว่า อุณหภูมิไอเสียสามารถเข้าถึง 600-800 ℃ วาล์วไอเสียเครื่องยนต์ดีเซลบางรุ่นจะทำจากวัสดุคอมโพสิตไบเมทัลลิก (เช่น หัวเป็นโลหะผสมทนความร้อน) เพื่อปรับปรุงการต้านทานความร้อน​

ในแง่ของความแตกต่างระหว่างเครื่องยนต์ดูดอากาศตามธรรมชาติและเครื่องยนต์เทอร์โบชาร์จ แกนกลางอยู่ที่การปิดผนึกกระบอกสูบและการออกแบบการกระจายความร้อน เครื่องยนต์เทอร์โบชาร์จจะเพิ่มแรงดันไอดีเป็น 0.15-0.3MPa (หรือสูงกว่านั้น) ผ่านทางเทอร์โบชาร์จเจอร์ และความดันและอุณหภูมิในการเผาไหม้ในกระบอกสูบก็เพิ่มขึ้นตามไปด้วย ดังนั้นข้อกำหนดการปิดผนึกของชุดประกอบกระบอกวาล์วจึงเข้มงวดยิ่งขึ้น บ่าวาล์วและวาล์วมีความแม่นยำในการจับคู่ที่แม่นยำยิ่งขึ้น และการหุ้มด้วยเลเซอร์และกระบวนการอื่น ๆ มักจะใช้เพื่อเพิ่มความต้านทานการสึกหรอของพื้นผิวการปิดผนึก ซีลน้ำมันวาล์วจะต้องทำจากวัสดุฟลูออโรอีลาสติกทนแรงดันสูงและอุณหภูมิสูงเพื่อป้องกันการรั่วไหลของน้ำมัน ในขณะเดียวกันการออกแบบปลอกสูบน้ำของเครื่องยนต์เทอร์โบชาร์จก็มีความซับซ้อนมากขึ้นซึ่งจะเพิ่มจำนวนช่องน้ำหล่อเย็นหรือขยายพื้นที่หน้าตัดของช่องน้ำ บางส่วนจะใช้โครงสร้างการปิดผนึกหลายชั้นบนพื้นผิวข้อต่อของฝาสูบเพื่อเพิ่มผลการกระจายความร้อนและหลีกเลี่ยงการเสียรูปของกระบอกสูบหรือการระเหยของวาล์วเนื่องจากอุณหภูมิสูง นอกจากนี้ การออกแบบโปรไฟล์ลูกเบี้ยวเพลาลูกเบี้ยวของกลุ่มเกียร์วาล์วของเครื่องยนต์เทอร์โบชาร์จยังมีความรุนแรงมากขึ้น และการยกวาล์วและระยะเวลาเปิดจะนานขึ้นเพื่อให้ตรงกับปริมาตรไอดีขนาดใหญ่ที่มาจากซูเปอร์ชาร์จเจอร์ และปรับปรุงกำลังขับของเครื่องยนต์​

ในการใช้งานประจำวันจะทราบได้อย่างไรว่าชุดกระบอกวาล์วรถยนต์ชำรุดและจะบำรุงรักษาอย่างไร​

ในระหว่างการใช้งานในแต่ละวัน คุณสามารถใช้สถานะการทำงานของเครื่องยนต์ ข้อความแจ้งเครื่องมือ และการตรวจสอบทางกายภาพเพื่อตรวจสอบว่าชุดประกอบกระบอกสูบวาล์วของยานพาหนะมีข้อบกพร่องหรือไม่ ในเวลาเดียวกัน จำเป็นต้องดำเนินการบำรุงรักษาตามเป้าหมายอย่างสม่ำเสมอเพื่อยืดอายุการใช้งาน​.​

ในแง่ของการตัดสินข้อบกพร่อง ก่อนอื่นให้ใส่ใจกับเสียงการทำงานของเครื่องยนต์: หากมีเสียงผิดปกติของ "da da da da da" อาจเป็นไปได้ว่าช่องว่างวาล์วใหญ่เกินไป (กลุ่มเกียร์วาล์วสึกหรอ) หรือสปริงวาล์วแตก ส่งผลให้เกิดเสียงชนกันเมื่อวาล์วเคลื่อนที่ หากมี "อากาศรั่ว" (คล้ายกับเสียงนกหวีด) อาจเป็นไปได้ว่าวาล์วและบ่าวาล์วมีการปิดผนึกไม่ดี และส่วนผสมหรือก๊าซไอเสียรั่ว ประการที่สอง สังเกตการเปลี่ยนแปลงของสมรรถนะของเครื่องยนต์: หากกำลังลดลงอย่างมากและการเร่งความเร็วต่ำ อาจเกิดจากการเปิดวาล์วไอดีไม่เพียงพอ (การสึกหรอของเพลาลูกเบี้ยว) หรือวาล์วไอเสียปิดไม่สนิทส่งผลให้ก๊าซไหลย้อน หากการสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิงเพิ่มขึ้นอย่างมาก อาจเนื่องมาจากการซีลวาล์วไม่ดีและแรงดันในการอัดลดลง และเครื่องยนต์จำเป็นต้องใช้เชื้อเพลิงมากขึ้นเพื่อรักษากำลังไว้ นอกจากนี้ ยังสามารถตัดสินได้โดยการตรวจสอบน้ำมันเครื่องและสารหล่อเย็น: หากมีการผสมสารหล่อเย็นลงในน้ำมันเครื่อง (น้ำมันมีสีขาวขุ่น) อาจเป็นไปได้ว่าเสื้อสูบน้ำในกระบอกสูบแตกและสารหล่อเย็นแทรกซึมเข้าไปในช่องน้ำมัน หากน้ำมันเครื่อง (คราบน้ำมันบนพื้นผิวของสารหล่อเย็น) ปรากฏในสารหล่อเย็น อาจเป็นไปได้ว่าซีลน้ำมันท่อร้อยวาล์วเสียหายและน้ำมันเครื่องเข้าไปในแจ็คเก็ตน้ำ สถานการณ์เหล่านี้บ่งชี้ว่ามีความล้มเหลวอย่างร้ายแรงของชุดประกอบกระบอกวาล์วและจำเป็นต้องซ่อมแซมทันที​.

ในเรื่องการบำรุงรักษาสิ่งแรกที่ต้องทำคือเปลี่ยนน้ำมันเครื่องและไส้กรองน้ำมันเครื่องอย่างสม่ำเสมอ คุณภาพและความสะอาดของน้ำมันเครื่องส่งผลโดยตรงต่อการหล่อลื่นของชิ้นส่วนชุดเกียร์วาล์ว แนะนำให้เปลี่ยนน้ำมันเครื่องด้วยเครื่องหมายการปรับตัวทุก ๆ 5,000-10,000 กิโลเมตรตามข้อกำหนดของคู่มือรถยนต์ เพื่อหลีกเลี่ยงการสึกหรอของส่วนประกอบที่รุนแรงขึ้นเนื่องจากการเสื่อมสภาพของน้ำมันเครื่อง ประการที่สอง จำเป็นต้องตรวจสอบระยะห่างวาล์วอย่างสม่ำเสมอ หลังจากที่เครื่องยนต์ทำงานได้ระยะหนึ่ง ส่วนประกอบชุดเกียร์วาล์วจะสึกหรอ ส่งผลให้ระยะห่างวาล์วใหญ่ขึ้น จำเป็นต้องตรวจจับและปรับแต่งโดยใช้ฟีลเลอร์เกจ (เครื่องยนต์บางรุ่นใช้เสาดันไฮดรอลิก ซึ่งสามารถชดเชยระยะห่างโดยอัตโนมัติโดยไม่ต้องทำการปรับด้วยตนเอง) โดยปกติจะมีการตรวจสอบทุกๆ 30,000-60,000 กิโลเมตร นอกจากนี้ ควรใส่ใจกับการบำรุงรักษาระบบระบายความร้อนของเครื่องยนต์ เปลี่ยนสารหล่อเย็นเป็นประจำ (ทุกๆ 2-3 ปีหรือ 40,000-60,000 กิโลเมตร) ทำความสะอาดตะกรันในถังเก็บน้ำและแจ็คเก็ตน้ำ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าการไหลเวียนของของเหลวทำความเย็นไม่มีสิ่งกีดขวาง และหลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไปของกระบอกสูบ ขณะเดียวกันให้ตรวจสอบการซีลของระบบทำความเย็นเพื่อป้องกันการรั่วซึมของน้ำหล่อเย็นและทำให้อุณหภูมิกระบอกสูบผิดปกติ สำหรับรถยนต์ที่มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น จำเป็นต้องตรวจสอบอย่างสม่ำเสมอว่าซีลน้ำมันวาล์วมีอายุหรือไม่ หากใช้น้ำมันเครื่องเร็วเกินไป (หรือที่รู้จักกันทั่วไปในชื่อ "น้ำมันเครื่องที่ไหม้") และมีควันสีน้ำเงินไหลออกจากท่อไอเสีย จะต้องเปลี่ยนซีลน้ำมันวาล์วให้ทันเวลา เพื่อป้องกันไม่ให้น้ำมันเครื่องเข้าสู่ห้องเผาไหม้และส่งผลต่อประสิทธิภาพของเครื่องยนต์