เริ่มจากตำแหน่งที่ลูกสูบตั้งอยู่และทำงานอย่างไร ลูกสูบเป็นส่วนประกอบทรงกระบอกโดยทั่วไปทำจากอลูมิเนียมอัลลอยด์ มันวางอยู่ภายในกระบอกสูบซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของเสื้อสูบ หน้าที่หลักของลูกสูบคือการเลื่อนขึ้นและลงภายในกระบอกสูบ สร้างแรงอัดและการขยายตัวของส่วนผสมอากาศและเชื้อเพลิงที่จำเป็นเพื่อสร้างพลังงาน
เครื่องยนต์สมัยใหม่ส่วนใหญ่ทำงานบนวงจรสี่จังหวะ ซึ่งประกอบด้วยสี่ขั้นตอน: ไอดี การอัด การเผาไหม้ และไอเสีย ลูกสูบมีบทบาทสำคัญในแต่ละขั้นตอนเหล่านี้ มาดูแต่ละขั้นตอนกัน:
จังหวะการบริโภค:ในระหว่างขั้นตอนนี้ ลูกสูบจะเคลื่อนลงด้านล่าง ทำให้เกิดสุญญากาศในกระบอกสูบ สุญญากาศนี้จะดึงอากาศและเชื้อเพลิงจากท่อร่วมไอดีผ่านวาล์วไอดีแบบเปิด
จังหวะการบีบอัด:เมื่อจังหวะไอดีเสร็จสมบูรณ์ วาล์วไอดีจะปิด และลูกสูบจะเลื่อนขึ้น วิธีนี้จะบีบอัดส่วนผสมของอากาศและเชื้อเพลิง ทำให้ความดันและอุณหภูมิเพิ่มขึ้น จังหวะการอัดจะเตรียมส่วนผสมสำหรับการเผาไหม้
จังหวะการเผาไหม้ (Power Stroke):หัวเทียนจะจุดประกายส่วนผสมเมื่อส่วนผสมของอากาศและเชื้อเพลิงถูกบีบอัดมากที่สุดที่ด้านบนของจังหวะการอัด การจุดระเบิดนี้ทำให้เกิดการขยายตัวอย่างรวดเร็วของก๊าซ ทำให้เกิดแรงดันและอุณหภูมิสูง แรงของการขยายตัวนี้จะดันลูกสูบลงด้วยแรงมหาศาล ทำให้เกิดพลังงานกล
จังหวะไอเสีย:หลังจากช่วงการเผาไหม้ลูกสูบเริ่มเคลื่อนตัวขึ้นอีกครั้ง การเคลื่อนไหวขึ้นนี้จะดันก๊าซไอเสียออกจากกระบอกสูบผ่านทางวาล์วไอเสียที่เปิดอยู่ จังหวะไอเสียจะเตรียมกระบอกสูบสำหรับจังหวะไอดีครั้งถัดไป
ตอนนี้เราได้ครอบคลุมขั้นตอนต่างๆ แล้ว ลองใช้เวลาสักครู่เพื่อทำความเข้าใจการซีลและการหล่อลื่น เพื่อรักษากระบวนการเผาไหม้ที่มีประสิทธิภาพและป้องกันการรั่วซึมของก๊าซ ลูกสูบจะต้องผนึกแน่นกับผนังกระบอกสูบ แหวนลูกสูบ ซึ่งโดยทั่วไปจะทำจากโลหะ จะติดตั้งไว้รอบเส้นรอบวงด้านนอกของลูกสูบเพื่อทำการปิดผนึกนี้ นอกจากนี้ผนังลูกสูบและกระบอกสูบยังได้รับการหล่อลื่นเพื่อลดการเสียดสีและการสึกหรอ ทำให้มั่นใจได้ถึงการทำงานที่ราบรื่น
ลูกสูบเชื่อมต่อกับเพลาข้อเหวี่ยงผ่านก้านสูบ ขณะที่ลูกสูบเคลื่อนที่ขึ้นและลง มันจะถ่ายโอนการเคลื่อนที่เชิงเส้นไปยังก้านสูบ ซึ่งแปลงเป็นการเคลื่อนที่แบบหมุน จากนั้นการเคลื่อนที่แบบหมุนจะถูกส่งไปยังเพลาข้อเหวี่ยงซึ่งจะขับเคลื่อนล้อของรถในที่สุด
โดยสรุป ลูกสูบในเครื่องยนต์จะเคลื่อนที่ขึ้นและลงในกระบอกสูบเพื่ออำนวยความสะดวกในกระบวนการไอดี การบีบอัด การเผาไหม้ และไอเสียของวงจรสี่จังหวะ การเคลื่อนที่จะก่อให้เกิดพลังงานกลซึ่งถูกควบคุมเพื่อส่งกำลังให้กับยานพาหนะ การออกแบบ การปิดผนึก และการเชื่อมต่อกับเพลาข้อเหวี่ยงของลูกสูบถือเป็นสิ่งสำคัญต่อการทำงานของเครื่องยนต์อย่างมีประสิทธิภาพ