ระบบฉีด กับความเหมือนที่แตกต่าง (ภาค 2)
อุปกรณ์อีกตัวในระบบฉีดที่มีหลักการทำงานที่แตกต่างกัน แต่เป้าหมายสุดท้ายเหมือนกันคือ หม้อต้มแก๊ส หรืออุปกรณ์ลดแรงดัน วัตถุประสงค์ที่ต้องการคือ ทำให้น้ำแก๊สเหลวกลายเป็นไอแก๊สพร้อมทั้งทำการลดแรงดันก่อนฉีดไอแก๊ส(ในระบบ LPG) ส่วนในระบบ NGV จะทำหน้าที่ลดแรงดันสูงให้เป็นแรงดันต่ำก่อนฉีด
ส่วนหลักๆของอุปกรณ์พวกนี้มีการทำงานอยู่ 3 แบบ แต่จะขอแบ่งประเภทออกได้ 2 อย่างคือ กลุ่มหม้อต้มหรือหม้อลดแรงดัน กับ กลุ่มระบบการเปลี่ยนสถานะแก๊สพร้อมลดแรงดันแบบแยกส่วน

เริ่มที่กลุ่มหม้อต้ม จะแบ่งการทำงานออกได้ 2 แบบ คือ
1. ใช้ไดอะแฟรมควบคุมการจ่ายก๊าซ
2. ใช้ระบบแกนเร่งก๊าซแบบลูกสูบ

1. แบบไดอะแฟรม หม้อต้มแบบนี้ในระบบฉีดไม่ค่อยเป็นที่นิยมมากนักเนื่องจากการออกแบบที่ซับซ้อน แต่ได้ผลดีจากการควบคุมแรงดันที่คงที่มาก การทำงานโดยทั่วไป ในระบบ LPG แก๊สเหลวจะถูกส่งผ่าน Solinoide Gas ที่ติดตั้งกับหม้อต้ม ผ่านเข้าท่อต้มหลังจากนั้นจะถูกดันผ่านลิ้นควบคุมการไหล (Flow Valve) ลิ้นตัวนี้จะถูกต่อเข้ากับแกนโลหะที่ผนึกอยู่กับไดอะแฟรมห้องแรก ( Primary Chamber ) แผ่นไดอะแฟรมจะถูกกดด้วยแรงสปริงเป็นการควบคุมปริมาณการไหลผ่านของไอแก๊สและควบคุมแรงดันในห้องแรก ไดอะแฟรมในห้องแรกจะถูกดูดด้วย Vaccum ในท่อร่วมไอดีเพื่อเป็นตัวกำหนดการจ่ายแรงดันไอแก๊ส หลังจากที่ผ่านห้องแรกไอแก๊สจะเข้าสู่ห้องพักแก๊สซึ่งควบคุมด้วยวาวล์ควบคุมการปล่อยไอแก๊ส ( Automatic Pilot ) วาวล์ตัวนี้จะถูกกดด้วยสปริงโดยมีไอแก๊สวิ่งผ่านใต้วาวล์ปกติสปริงที่ใช้กดจะมีขนาดเล็กแรงกดต่ำ เมื่อใดที่ Solinoide Gas ยังเปิดอยู่หม้อต้มก็ยังมีการเปลี่ยนสถานะของน้ำแก๊สตลอด ไอแก๊สที่มีแรงดันสูงกว่าแรงกดของสปริง Pilot จะดันหน้าวาวล์ขึ้นและไหลผ่านเข้ารางหัวฉีด ต่อเมื่อ Solinoide Gas หยุดทำงานไอแก๊สที่เกิดขึ้นจะคงตัวและมีแรงดันคงที่ในระบบ Automatic Pilot จะปิดตัวลงไอแก๊สก็ไม่สามารถไหลผ่านหม้อต้มได้ เป็นการตัดการจ่ายไอแก๊สไปในตัว ซึ่งตามปกติหม้อต้มแบบนี้จะนิยมใช้ในระบบดูดมากกว่า แต่ในบางบริษัทที่จำหน่ายระบบอาจนำเอาพื้นฐานของหม้อต้มแบบนี้มาประยุกต์ใช้ทั้งหม้อต้มแบบดูดและแบบฉีดได้ โดยเมื่อต้องการให้เป็นระบบดูดก็จะสร้างห้องพักไอแก๊สขนาดใหญ่เข้าไป หรือเรียกว่า Secandary Chamber ให้ห้องนี้จะมีต่อแกนสกูรสำหรับปรับจูนการควบคุม Automatic Pilot ก่อนที่จะปล่อยไอแก๊สเข้าไปในวงจรดเดินเบาโดยมีลิ้นควบคุมต่อเข้ากับไดอะแฟรมแผ่นใหญ่ในห้อง Secondary โดยอาศัยลมดูดในท่อร่วมดูดไอแก๊สออกจากห้อง เมื่อไดอะแฟรมยุบตัวลิ้นควบคุมจะถูกเปิดออกมากยิ่งขึ้น ปกติในช่วงเดินเบาลิ้นจะเปิดน้อยมากแต่อาศัยวงจรเดินเบาเป็นตัวจ่ายแก๊ส แต่การนำวงจรระบบแบบนี้มาใช้ในระบบดูดจะต้องใช้กับเครื่องยนต์ที่มีขนาดใหญ่เนื่องจากนำพื้นฐานหม้อต้มที่ใช้แรงดันมากกว่ามาใช้

ทีนี้ลองกลับมาดูดในการนำหม้อต้มแบบนี้มาใช้ ผลดีมีในเรื่องการควบคุมแรงดันที่คงที่ แต่เนื่องจากมีการใช้ไดอะแฟรมมาทำงาน ผลที่ตามมาคือต้องสร้างห้องให้เป็นที่อยู่ของไดอะแฟรมจึงต้องสร้างหม้อต้มให้มีขนาดใหญ่ขึ้น ทำให้ติดตั้งได้ยากเนื่องจากขนาดตัวของมัน

2.แบบใช้แกนเร่งแก๊สแบบลูกสูบ หม้อต้มหรือหม้อลดแรงดันแบบนี้เป็นที่นิยมในการนำมาใช้งานมาก การทำงานจะอาศัย แกนเร่ง(ลูกสูบ)เปรียบเสมือนวาวล์จ่ายในระบบทำงานควบคู่กับไดอะแฟรมเพียงแผ่นเดียว หลักการคือเมื่อ Solinoide Gas เปิดน้ำแก๊สจะไหลเข้าไปในห้องต้มหลังจากนั้นจะถูกส่งผ่านเข้าสู่ห้องพักไอแก๊ส เมื่อเครื่องยนต์ทำงานจะอาศัยแรงดูดภายในท่อร่วมไอดีมาดูดไดอะแฟรมแผ่นหน้า ไดอะแฟรมแผ่นนี้จะถูกกดด้วยแรงสปริง โดยจุดศูนย์กลางของไดอะแฟรมจะกดอยู่บนลูกสูบ ถ้าสปริงที่ใช้กดยิ่งมีความแข็งมากแก๊สก็จะจ่ายแรงดันมากตาม ส่วนใหญ่หม้อต้มแบบนี้จะมีสะดือปรับแรงดันอยู่ทำให้สามารถปรับตำแหน่งของลูกสูบได้ เรียกได้ว่าสามารถปรับแรงดันได้ในช่วงที่กว้างกว่าระบบที่ใช้ไดอะแฟรม และยังมีแรงดูดจากท่อร่วมไอดีมาช่วยในการจ่ายแก๊สแบบแปรผัน แต่เนื่องจากตัวลูกสูบเองมีการเคลื่อนที่ตามแนวเสื้อของหม้อต้ม ดังนั้นลูกสูบจึงต้องมีซีลที่ทำการผนึกการรั้วเอาไว้ อันนี้จะมีปัญหาได้ในกรณีที่มีการรั่วของซีลภายใน จะทำให้แรงดันในระบบผิดปกติ และถ้าเกิดการเสียดสีมากๆจะทำให้เสื้อหลวม ถึงมีการเปลี่ยนซีลทั้งระบบก็ไม่สามารถใช้งานได้ดี อันนี้จึงถือว่าเป็นข้อด้อย แต่การออกแบบก็มีการพัฒนาวัสดุมากขึ้นทำให้หม้อต้มแบบนี้ทนทานมากขึ้น และระบบแบบนี้ไม่สามารถนำไปประยุกต์ใช้เป็นระบบดูดได้ ส่วนข้อดีคือขนาดเล็กติดตั้งง่าย มีการปรับแรงดันได้กว้างสามารถนำไปใช้กับเครื่องยนต์ได้หลายขนาดโดยที่ไม่ต้องแก้ไขกลไกภายในเพิ่มเติม

ส่วนระบบที่ไม่ใช้หม้อต้ม เป็นระบบที่มีการทำงานแบบแยกส่วนกัน แต่วัตถุประสงค์คือการเปลี่ยนสถานะแก๊สและลดแรงดันเช่นเดียวกับระบบหม้อต้ม ระบบแบบนี้จะออกแบบให้ส่วนเปลี่ยนสถานะแก๊สให้แยกส่วนออกมาโดยการใช้น้ำร้อนจากระบบเครื่องยนต์ ผ่านเข้าสู่ขดท่อน้ำแก๊ส ถ้าเป็นระบบ NGV ท่อน้ำแก๊สจะเปลี่ยนไปใช้ตัวลดแรงดันสูง ( High Pressure Regulator ) หรือ ตัวลดแรงดันขั้นต้น ( First Step Regulator ) แทนที่กัน หลังจากได้ไอแก๊สแล้ว ไอแก๊สจะถูกส่งเข้าสู่ตัวลดแรงดันต่ำ ( Low Pressure Regulator ) ที่ตัวลดแรงดันต่ำจะสามารถปรับค่าแรงดันได้ โดยมีการควบคุมการตัดไอแก๊สด้วย Solinoide Valve และไอแก๊สที่มีแรงดันต่ำจะถูกส่งเข้าไปที่ตัวหัวฉีดเพื่อรอกการฉีด ระบบแบบนี้มีข้อดีที่สามารถติดตั้งได้ง่าย การปรับค่าแรงดันต่ำสามารถทำได้กว้างมากทำให้ระบบสามารถใช้กับเครื่องยนต์ได้หลายขนาด แต่ข้อด้อยจะเกิดจากการติดตั้งถ้ามีการเดินท่อจ่ายไอแก๊สแรงดันสูง และแรงดันต่ำผิดพลาดจะทำให้ระบบควบคุมแรงดันไม่คงที่ได้ง่าย

เปรียบเทียบขนาดตัวระหว่างหม้อต้มแบบไดอะแฟรมกับหม้อต้มที่เป็นแกนเร่ง

รูปภายในฝาหน้า ด้านที่ใช้สปริงตัวใหญ่จะเป็นด้านควบคุมแรงดันไอแก๊ส ( Primary Chamber ) ส่วนสปริงตัวเล็กเป็น Automatic Pilot

เป็นห้องอุ่นแก๊สจะใช้น้ำร้อนผ่านเข้าไป สังเกตุเห็นท่อเส้นนึง จะเป็นทางผ่านของน้ำแก๊สและกลายเป็นไอจะใช้พื้นที่แลกเปลี่ยนความร้อนน้อยมาก

สปริงกดห้องควบคุมแรงดันจะดันแผ่นไดอะแฟรมอยู่ ไดอะแฟรมจะถูกต่อเข้ากับแกนกระเดื่องวาวล์คอยควบคุมปริมาณ/แรงดัน ไอแก๊สแรงดันสูง โดยจะมีการใช้แรงดูดที่เกิดในท่อร่วมเป็นตัวช่วย ปิด/เปิด กระเดื่องวาวล์ร่วมกับสปริงกด

สปริง Automatic Pilot ถ้าแก๊สไหลผ่านหน้าวาวล์ที่อยู่ใต้ไดอะแฟรมจะยกตัวขึ้นด้วยแรงดันไอแก๊ส ผ่านรูเล็กๆออกสู่ท่อจ่ายไอแก๊ส ถ้าน้ำแก็สหยุดไหล Automatic Pilot จะปิดตัวจากแรงสปริง ถือเป็นมาตราฐานของระบบไดอะแฟรม ทั้งหม้อต้มแบบดูดและหัวฉีด

ห้องควบคุมแรงดันแกนเร่งจะต่อเข้ากับไดอะแฟรมของ Primary

บ่ารับหน้าสัมผัสของ Automatic Pilot รูเล็กๆจะเป็นรูจ่ายไอแก๊ส และห้องนี้จะมีปริมาตรมากพอสำหรับสำรองไอแก๊ส

กระเดื่องลิ้นควบคุมแรงดัน

ไดอะแฟรมของชุด Primary

Port จ่ายไอแก๊ส จาก Primary สู่ห้อง Auto Pilot

ฝาปิดห้องอุ่นแก๊ส แบบลูกเลื่อน แกนตรงกลางจะขยับขึ้นลงเพื่อกดไดอะแฟรมเพื่อ เร่ง/ลด แรงดันไอแก๊ส

ฝาหน้าจะมีสปริงที่อยู่บนบ่าที่ปรับระยะได้เพื่อเพิ่มหรือลดค่า K ของสปริง สปริงจะกดลงไดอะแฟรมอีกต่อ

ไดอะแฟรมจะเป็นตัวช่วยเร่งหรือลดแรงดันไอแก๊ส จะใช้แรงดูดภายในท่อร่วมไอดีร่วมด้วย หม้อต้มแบบนี้จะอาศัยแรงดูดและแรงสปริงกด การติดตั้งหม้อต้มแบบนี้สามารถติดตั้งได้ทุกแนวโดยไม่มีผลต่อแรงดันไอแก๊ส

ชุดลูกเลื่อนเร่งแรงดัน จะมีลูกสูบที่มีหน้าสัมผัสเป็นยางคอยปิด/เปิดการจ่ายไอแก๊ส

ภายในห้องอุ่นแก๊ส ต้องทำให้มีพื้นที่แลกเปลี่ยนความร้อนมากกว่าแบบไดอะแฟรม เพราะไม่มีห้องพักไอแก๊สดังนั้นจำเป็นที่ต้องให้แก๊สเป็นไอเร็วมากขึ้น ข้อนี้จะเป็นข้อเสียเพราะแรงดันมันไม่ค่อยนิ่ง

ช่องบังคับลูกเลื่อน จะเป็นที่อยู่ของชุดลูกสูบโดยมีแกนเร่งต่อจากหลังแผ่นไดอะแฟรมอีกที

GasThai.Com ขอขอบคุณบทความโดย
คุณ SOR : sor@gasthai.com