โรงไฟฟ้าพลังงานก๊าซ ( Gas turbine )
โรงไฟฟ้าพลังไอน้ำนั้น ได้มีการมาเป็นเวลานานเกือบปีมาแล้ว และมีการพัฒนาจนสามารถใช้งานได้ดี จ่ายกำลังไฟฟ้าได้สูงกว่า โรงไฟฟ้าที่ใช้ต้นกำลังอื่นขับหลายชนิด สำหรับโรงไฟฟ้าพลังงานก๊าซ ถูกคิดค้นเพื่อนำมาใช้งานเมื่อไม่นานมาเท่าไรนัก สาเหตุที่นำระบบก๊าซมาใช้ก็เนื่องจากว่า การสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานไอน้ำ จำเป็นต้องหาแหล่งน้ำที่ต้องใช้ปริมาณมากบางครั้งทำได้ลำบาก อาจจะต้องสร้างอ่างเก็บน้ำขนาดใหญ่ขึ้นมา ทำให้สิ้นเปลืองค่าใช้จ่าย ตลอดจนปัญหาเรื่องหม้อน้ำ ซึ่งเปลืองพื้นที่ในการติดตั้ง และมักมีข้อขัดข้องเกิดขึ้น เมื่อเปรียบเทียบขนาดของโรงงานไฟฟ้าที่มีกำลังจ่ายไฟฟ้าเท่ากัน โรงไฟฟ้าพลังงานก๊าซจะมีขนาดเล็กกะทัดรัดกว่าโรงไฟฟ้าพลังไอน้ำ

1. หลักการทำงานของเครื่องกังหันก๊าซ
การทำงานของเครื่องกังหันก๊าซ คล้ายกับกังหันไอน้ำ โดยกังหันไอน้ำจะใช้พลังงาน
จากไอน้ำเป็นตัวขับกังหัน แล้วเปลี่ยนเป็นพลังงานกลขณะที่ไอน้ำวิ่งผ่านใบพัด พร้อมกับขยายตัวเป็นช่วง ๆ จนเข้าสู่เครื่องควบแน่น ( condenser ) ส่วนกังหันก๊าซนั้นตัวที่ขับกังหันจะเป็นก๊าซร้อนที่เกิดจากการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงภายในห้องเผาไหม้ แล้วส่งเข้าตัวกังหัน
การทำงานของเครื่องกังหันก๊าซ โดยมีเครื่องอัดอากาศ ( compressor ) ต่ออยู่บนเพลาเดียวกับชุดกังหัน และต่อตรงไปยังเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เมื่อเริ่มเดินเครื่อง อากาศจะถูกดูดจากภายนอกเข้าหาเครื่องอัดอากาศทางด้านล่าง ถูกอัดจนมีความดันและอุณหภูมิสูงขึ้น แล้วถูกส่งไปยังห้องเผาไหม้ ซึ่งใช้เชื้อเพลิงเป็นก๊าซธรรมชาติหรือน้ำมัน จะถูกเผาไหม้และให้ความร้อนแก่อากาศ ก๊าซร้อนที่ออกจากห้องเผาไหม้ จะถูกส่งไปยังตัวกังหัน ทำให้กังหันหมุนเกิดงานขึ้น ไปขับเครื่องอัดอากาศและขณะเดียวกันก็ขับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าด้วย ความดันของก๊าซเมื่อผ่านตัวกังหันจะลดลงและผ่านออกมาที่บรรยากาศ
ปกติห้องเผาไหม้จะสร้างด้วยโลหะทนความร้อนสูง แต่เนื่องจากอุณหภูมิของก๊าซร้อนที่เข้าไปขับตัวกังหันมีขีดจำกัด ดังนั้นอากาศประมาณ 1/6 ของอากาศอัดทั้งหมดจะถูกใช้ในห้องเผาไหม้ส่วนที่เหลือ ก็จะทำหน้าที่ผสมกับก๊าซร้อน แล้วจึงนำเข้าไปยังเรือนกังหัน อุณหภูมิของเปลวไฟในห้องเผาไหม้อยู่ระหว่าง 3,000 – 4,000 องศาฟาเร็นไฮท์ แต่ก๊าซร้อนมีอุณหภูมิประมาณ 1,000 – 1,500 องศาฟาเร็นไฮท์ ก่อนเข้าสู่เรือนกังหัน เพื่อขับกังหันต่อไป พลังงานที่ผลิตจากเครื่องกังหันก๊าซ จะนำไปขับเครื่องอัดอากาศประมาณ 60% ส่วนที่เหลือจะนำไปขับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและอุปกรณ์ประกอบช่วยงานอย่างอื่น



2 การใช้งานของเครื่องกังหันก๊าซ
ปกติโรงไฟฟ้าพลังงานก๊าซ มักเป็นเครื่องจ่ายไฟสำรอง ( stand by ) และช่วยเสริมการผลิต เมื่อเกิดความต้องการใช้ไฟฟ้าสูงสุด ( peak load ) มีกำลังการผลิตตั้งแต่ 1 – 60 เมกกะวัตต์ นอกจากจะใช้เป็นเครื่องต้อนกำลังในการผลิตไฟฟ้าแล้ว เครื่องกังหันก๊าซยังใช้งานอย่างอื่นอีก เช่นใช้เป็นเครื่องต้นกำลังขับปั๊มขนาดใหญ่
- ขับเครื่องรถยนต์ที่มีเร็วสูง
- ขับเครื่องเรือที่มีความเร็วสูง
- ใช้เป็นเครื่องยนต์ สำหรับรถบรรทุก รถโดยสาร และรถแทรกเตอร์
- ใช้เป็นเครื่องต้อนกำลังสำหรับเครื่องบินไอพ่น ( jet plane)
ข้อดีของเครื่องกังหันก๊าซ
1. ต้นทุนการสร้างต่ำ
2. มีนำหนักเบา
3. สามารถเริ่มเดินเครื่องได้รวดเร็ว ใช้เวลาเพียง 40 –60 วินาทีเท่านั้น
4. อุปกรณ์ประกอบอื่น ๆ มีน้อย และประกอบอยู่ในชุดเดียวกัน
5. สามารถเคลื่อนย้ายไปติดตั้งในที่ที่ต้องการได้สะดวก รวดเร็ว ใช้เวลาเพียงไม่กี่สัปดาห์ ก็สามารถเดินเครื่องจ่ายไฟฟ้า แต่ถ้าเป็นโรงไฟฟ้า พลังงานไอน้ำจะต้องใช้เวลาในการออกแบบสร้าง และทดลองเดินเครื่องนานประมาณ 5 ปี
เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันก๊าซ
ข้อเสียของเครื่องกังหันก๊าซ
1. ความร้อนสูง ทำให้เกิดความเค้นต่อชิ้นส่วนภายในตัวกังหันสูงมาก จึงต้องมีการตรวจซ่อมบ่อย ๆ
2. ค่าใช้จ่ายในการผลิตสูง สิ้นเปลืองเชื้อเพลิงต่อหน่วยกิโลวัตต์ – ชั่วโมง มาก
3. มีประสิทธิ ภาพต่ำ เพราะกำลังที่ได้จ่ายเครื่องกังหันส่วนหนึ่งจะต้องนำไปใช้ขับเครื่องอัดอากาศ






3. เครื่องกังหันก๊าซระบบ 2 เพลา
จากวงจรการทำงานของเครื่องกังหันก๊าซระบบเพลาเดียว พลังงานที่เกิดขึ้นสามารถควบคุมได้ด้วยการปรับปริมาณเชื้อเพลิง ที่จ่ายเข้าไปในห้องเผาไหม้ ซึ่งเป็นการควบคุมอุณหภูมิของก๊าซร้อนก่อนเข้าสู่ตัวกังหัน ถ้าเชื้อเพลิงน้อย ความร้อนจากก๊าซที่เผาไหม้ และงานที่ได้จากตัวกังหันก็จะน้อยตามไปด้วย
ในระบบเพลาเดียว ทั้งเครื่องอัดอากาศและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะถูกออกแบบให้หมุนด้วยความเร็วรอบคงที่ 3,000 รอบ / นาที บางครั้งการออกแบบ ต้องการแยกเครื่องอัดอากาศ และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าให้อยู่คนละเพลา เพราะว่าเครื่องกังหัน จำเป็นจะต้องใช้อุปกรณ์ที่มีความเร็วรอบต่างกันไปอีก เช่น ปั๊มขนาดใหญ่ อุปกรณ์ช่วยเหลืออย่างอื่น ฯลฯ
การแยกเครื่องอัดอากาศ และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าออกจากกันโดยใช้ระบบ 2 เพลา ซึ่งจะต้องมีกังหัน 2 ชุด คือ ชุดที่หนึ่ง ขับเครื่องอัดอากาศ ชุดที่สองขับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า อุปกรณ์ที่รวมกันอยู่ในเส้นประเรียกว่า ก๊าซเจนเนอเรเตอร์ ( gas generator ) หรือ ก๊าซซิไฟเออร์ ( gasifier) พลังงานที่ขับโดยเครื่องกังหันตัวที่ 1 จะต้องขับเครื่องอัดอากาศอย่างเดียว หมุนด้วยความเร็วสูง 5,000 – 6,000 รอบ / นาที พลังงานส่วนที่เหลือจากการเผาไหม้จะออกจากเครื่องกังหันเป็นอากาศร้อน เข้าสู่เครื่องกังหันตัวที่ 2 ที่ใช้ขับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าโดยตรง หมุนด้วยความเร็ว 3,000 รอบ /นาที ซึ่งเรียกว่า เพาเวอร์ เทอร์ไบน์ ( power turbine )
สำหรับเครื่องกังหันก๊าซระบบ 2 เพลา เป็นเครื่องขนาดใหญ่ที่ใช้กันแพร่หลายสามารถติดตั้งประกอบรวมกันได้หลายลักษณะ ดังรูป 4-4 เป็นแบบ 2 เพลา มีเพาเวอร์ เทอร์ไบน์ 2 เครื่อง รวมกันขับเตรื่องกำเนิดไฟฟ้าตัวเดียว และรูปที่ 4-5 เป็นแบบใช้ชุด ก๊าซซิไฟเออร์ 2 ชุด ร่วมกันขับเพาเวอร์เทอร์ไบน์ 1 เครื่อง และจะใช้เพาเวอร์เทอร์ไบน์ทั้งหมด 4 เครื่อง ร่วมกันขับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดใหญ่เพียงเครื่องเดียว ข้อดี ของระบบนี้คือ มีความอ่อนตัวในการจ่ายโหลด เป็นส่วน ๆ ได้อย่างเหมาะสม ชุดก๊าซซิไฟเออร์บางชุด สามารถหยุดใช้งานได้ ถ้าโหลดลดต่ำลง เป็นการเพิ่มประสิทธิภาพในการใช้งานของเครื่องให้สูงขึ้น







4. เครื่องอัดอากาศ
หน้าที่หลักของเครื่องอัดอากาศ คือ อัดอากาศให้มีความดันสูง เพื่อนำไปใช้ผสมกับเชื้อเพลิงในห้องเผาไหม้ โดยการดูดอากาศผ่านแผ่นกรอง ทางช่องรับอากาศเข้า เพื่อแยกฝุ่นละอองออก เป็นการป้องกันชิ้นส่วนภายในของเครื่องกังหัน ไม่ให้เกิดการกัดกร่อน หรือสึกกร่อนได้ ปริมาณของอากาศที่ผ่านเข้าไปในเครื่องอัดอากาศ ของเครื่องกังหันก๊าซที่มีกำลังผลิตไฟฟ้าขนาด 20 เมกกะวัตต์ จะใช้ประมาณ 500,000 ลูกบาศก์ฟุต / นาที เครื่องอัดอากาศที่นิยมใช้มี 2 ชนิด คือ
1. แบบแรงเหวี่ยง ( centrifugal compressor ) ทำงานลักษณะเดียวกับปั๊มแรงเหวี่ยง มีใบพัดเรียงจากเล็กไปใหญ่ เหมาะที่จะใช้กับเครื่องกังหันก๊าซขนาดเล็กเท่านั้น
2. แบบอัดในแนวแกน(axial compressor ) มีลักษณะคล้ายตัวกังหัน ประกอบด้วยใบพัดที่ติดอยู่บนเพลาเป็นแถวๆ ระหว่างแถวของใบพัดจะมีใบพัดติดอยู่ที่ตัวเรือนสลับกันเป็นแถว ๆ เช่นเดียวกัน เมื่ออากาศถูกดูดพร้อมกับอัดผ่านแต่ละแถวของใบพัดที่อยู่กับที่ และใช้ใบพัดหมุนที่ประกอบติดอยู่บนเพลาแล้ว ปริมาณของมันจะลดลง ดังนั้นขนดและความยาวของใบพัดก็จะลดลงตามทิศทางการไหลของอากาศเป็นสัดส่วนเรื่อยไป

5. ห้องเผาไหม้
ห้องเผาไหม้ที่ใช้กับเครื่องกังหันก๊าซ มีลักษณะเป็นรูปทรงกระบอกสองชั้น ประกอบซ้อนกันอยู่ ชั้นนอกเป็นทิศทางเดินของอากาศอัด ที่ส่งมาจากเครื่องอัดอากาศ ขั้นในเป็นช่องทางที่มีอากาศร้อนจากการเผาไหม้เชื้อเพลิง ส่งเข้าไปที่ตัวกังหัน ด้านเหนือของทรงกระบอกชั้นใน จะมีห้องเผาไหม้ ห้องผสมอากาศ รวมทั้งหัวฉีดเชื้อเพลิงประกอบอยู่ส่วนด้านบนสุดของห้องเผาไหม้จะมีแท่น ( platform)สำหรับขึ้นไปตรวจซ่อมอุปกรณ์ต่าง ๆ
วงจรการทำงาน คือ เมื่อเครื่องอัดอากาศ ดูดอากาศและอัดจนได้แรงดันตามพิกัดแล้ว จะถูกส่งเข้าไปทางช่องระหว่างห้องผสมอากาศและปลอกหุ้มห้องเผาไหม้ ( pressure jacket ) ขึ้นไปเข้าด้านบนที่ท่อเปลวไฟ ( flame tube) โดยผ่านตัวหมุน ( diagonal swirler ) ซึ่งจะทำให้อากาศอัดที่ไหลผ่านเกิดการหมุนวน เข้าผสมกับเชื้อเพลิงที่ฉีดตัวหัวฉีดได้ดี เพื่อให้การเผาไหม้เกิดขึ้นได้อย่างสมบูรณ์และกระจายกว้าง จากนั้นก๊าซร้อนจากการเผาไหม้ จะผ่านเข้าไปยังห้องผสมอากาศ ซึ่งมีอากาศอัดส่วนหนึ่ง ถูกส่งเข้ามาผสมกับก๊าซร้อนนี้ เพื่อลดอุณหภูมิของก๊าซร้อนให้ได้ความร้อนตามต้องการ แล้วจึงผ่านออกไปขับเครื่องกังหันต่อไป
ที่ด้านล่างของห้องเผาไหม้จะมีช่องสำหรับเปิดเข้าไปตรวจสภาพซ่อมแซม ดูแลรักษา อุปกรณ์ต่าง ๆ ภายในห้องเผาไหม้ ที่บริเวณใกล้เคียงกันจะมีช่อง (inspectiontube ) สำหรับดูสภาพการเผาไหม้ภายในเตาได้ การเผาไหม้จะเริ่มขึ้นด้วยการจุด จากหัวจุดไฟฟ้าเพียงครั้งเดียง หลังจากนั้นการเผาไหม้ เชื้อเพลิงจะเป็นไปอย่างต่อเนื่อง ถ้าหากการดเผาไหม้ไม่สมบูรณ์ จะด้วยเหตุใดก็ตาม จะมีอุปกรณ์ทำหน้าที่ส่งสัญญาณตัดการส่งเชื้อเพลิงเข้าหัวฉีดทันที

6. ความสามารถในการทำงาน
การทำงานของเครื่องกันหันก๊าซ จะมีประสิทธิภาพดีมากหรือน้อย ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบดังนี้ คือ
1. ความดันขอองอากาศที่จ่ายออกจากเครื่องอัดอากาศ โดยปกติความดันของอากาศจะลดลงเพียงเล็กน้อย เมื่อไหลผ่านเข้าห้องเผาไหม้เข้าสู่เครื่องกังหัน
2.อุณหภูมิของก๊าซร้อน ที่เข้าเครื่องกังหันและของอากาศก่อนเข้าเครื่องอัดอากาศ
3.ประสิทธิภาพของเครื่องจักรที่เปลี่ยนแปลงไป
ก่อนจะทราบเรื่องความสามารถในการทำงานของเครื่องกังหันก๊าซจะขอทำความเข้าใจกับความหมายของศัพท์ต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องต่อไปนี้คือ
1.อัตราส่วนความดัน หมายถึง อัตราส่วนของความดันของอากาศที่ออกจากเครื่องอัดอากาศต่อความดันของอากาศที่เข้าเครื่องอัดอากาศ เช่น อัตราส่วนความดันเท่ากับ 10 หมายถึง ความดันของอากาศที่ออกจากเครื่องอัดอากาศมีค่าเท่ากับ 10 x 14.7 =147 ปอนด์ / ตารางนิ้ว
2. ประสิทธิภาพของเครื่องจักร หมายถึง ประสิทธิภาพของเครื่องอัดอากาศ และเครื่องกังหัน
3.ประสิทธิภาพความร้อน หมายถึง อัตราส่วนของงานที่ได้ออกมาจากเครื่องกังหันต่อพลังงานเชื้อเพลิงที่ป้อนเข้าไป
4. อัตราอากาศ หมายถึง น้ำหนักของอากาศที่เครื่องอัดอากาศดูดเข้าไป ต่อหน่วยของงานที่ต้องการ
5. อัตราส่วนงาน หมายถึง อัตราส่วนของงานที่ได้ต่องานทั้งหมดที่เครื่องกังหันจ่ายออกมา
เนื่องจากประสิทธิภาพของเครื่องจักร และอุณหภูมิของก๊าซร้อนที่เข้าเครื่องกังหัน จะเห็นการเลี่ยนแปลงประสิทธิภาพความร้อน ต่อการเปลี่ยนแปลงประสิทธิภาพของเครื่องจักร และการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิด้วย โดยประสิทธิภาพความร้อนจะเพิ่มขึ้นเมื่อประสิทธิภาพของเครื่องจักร และอุณหภูมิของก๊าซสูงขึ้น
พิจารณาจากกราฟ จะเห็นว่าเมื่อเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องจักรที่ละ 10% ประสิทธิภาพความร้อน สำหรับอุณหภูมิของก๊าซร้อน 1500 องศาฟาเร็นไฮน์จะเพิ่มขึ้นมากกว่าคือ จาก 2.5 เป็น 10 , 20 , 35 และ 75% ตามลำดับ การเพิ่มอุณหภูมิของก๊าซร้อนที่เข้าเครื่องกังหัน จะทำให้ประสิทธิภาพความร้อนเพิ่มขึ้น แต่ก็มีขีดจำกัด เพราะวัสดุที่นำมาใช้ทำตัวกังหันจะต้องทนต่อแรงเครียดเนื่องจากอุณหภูมิสูง และแรงเหวี่ยงหนีศูนย์ขณะที่มันหมุนไป วัสดุจะอ่อนตัวลง ความต้านทานต่อแรงเครียดก็ลดลงด้วย ดังนั้นจึงไม่เหมาะที่จะใช้อุณหภูมิสูงเกินไป

7. การเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องกังหันก๊าซ
ประสิทธิภาพของเครื่องกังหันก๊าซ ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบ 3 อย่าง คือ อุณหภูมิของก๊าซร้อน ก่อนเข้าเครื่องกังหัน ความดันของอากาศอัดก่อนเข้าห้องเผาไหม้ และประสิทธิภาพของเครื่องจักรที่แปรเปลี่ยนไป ดังที่เคยกล่าวมาแล้ว แต่ละองค์ประกอบต่างก็มีขีดจำกัดอยู่ในตัวทั้งสิ้น เช่น ถ้าเพิ่มอุณหภูมิของก๊าซร้อนก่อนเข้าเครื่องกังหันสูงมากไป ก็จะเป็นอันตรายต่อตัวเครื่องกังหัน ถ้าเพิ่มความดันของอากาศที่ออกจากเครื่องอัดอากาศมากไป ก็จะทำให้เครื่องอัดอากาศทำงานหนัก ต้องใช้พลังงานจากเครื่องกังหันมากเกินไป ดังนั้นเพื่อเป็นการหลีกเลี่ยงปัญหาต่าง ๆ จึงมีวิธีการเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องกังหันก๊าซได้ โดยวิธีต่อไปนี้คือ
1. การแลกเปลี่ยนความร้อน ( regenerating )
การต่อเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเข้าตรงบริเวณที่อากาศจากเครื่องอัดอากาศถูกส่งออกมาก่อนเข้าสู่ห้องเผาไหม้ โดยการให้อากาศอัดไหลผ่านภายในท่อ ส่วนอากาศร้อนที่ออกจากเครื่องกังหัน จะไหลผ่านพื้นผิวนอกท่อ ทำให้เกิดการถ่ายเทความร้อนอากาศอัดภายในท่อจนร้อนมากขึ้นก่อนที่จะเข้าห้องเผาไหม้ เพื่อทำให้เชื้อเพลิงในการเผาไหม้น้อยลง ประสิทธิภาพความร้อนของโรงจักรจะสูงมากขึ้น
เปรียบเทียบค่าประสิทธิภาพความร้อนของวงจรธรรมดากับวงจรใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน จะเห็นได้ว่าในวงจรธรรมดาที่อุณหภูมิของก๊าซร้อนก่อนเข้าเครื่องกังหัน 1,000 องศาฟาเร็นไฮน์ ประสิทธิภาพสูงสุดมีค่า 15 % ที่อัตราส่วนเท่ากับ 5 แต่ถ้าใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ประสิทธิภาพความร้อนจะเพิ่มขึ้นเป็น 24 % ที่อัตราส่วนความดันเท่ากับ 3 หรือถ้าเพิ่มอุณหภูมิของก๊าซร้อนก่อนเข้าเครื่องกังหันเป็น 1,500 องศาฟาเร็นไฮน์ ในวงจรธรรมดาจะได้ค่าประสิทธิภาพความร้อนสูงสุด 27 % ที่อัตราส่วนความดันเท่ากับ 11 แต่ถ้าใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนประสิทธิภาพความร้อนจะเพิ่มขึ้นเป็น 35 % ที่อัตราส่วนความดันเท่ากับ 5
ดังนั้นการเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องกังหันก๊าซ โดยการแลกเปลี่ยนความร้อนมีจุดประสงค์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพความร้อน หรือเพื่อประหยัดเชื้อเพลิงเท่านั้น แต่อัตราส่วนงานและอัตราอากาศจะไม่มีการเปลี่ยนแปลงแต่อย่างใด
2. การเพิ่มความร้อน ( reheating )
การต่อวงจรเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องกังหันก๊าซ โดยวิธีการเพิ่มความร้อน ซึ่งจะมีการเพิ่มห้องเผาไหม้และเครื่องกังหันเข้าในวงจร 1 ชุด เรียกว่า 2 ขั้น ( stage ) ถ้าเพิ่ม 2 ชุด เรียกว่า 3 ขั้น จุดประสงค์เพื่อเพิ่มอุณหภูมิของก๊าซร้อนที่ออกจากเครื่องกังหัน ตัวแรกให้สูงขึ้นก่อนเข้าตัวที่สอง และเพิ่มอุณหภูมิของก๊าซร้อนที่ออกจากเครื่องกังหันตัวที่สองให้สูงขึ้นก่อนเข้าเครื่องกังหันตัวที่สองให้สูงขึ้นก่อนเข้าเครื่องกังหันตัวที่สาม วิธีนี้ประสิทธิภาพความร้อนจะเพิ่มขึ้นขั้นละ 0.5 % เท่านั้นแต่อัตราส่วนงาน และอัตราอากาศจะดีขึ้น
ความสัมพันธ์ระหว่างประสิทธิภาพความร้อนกับอัตราส่วนความดันของอากาศที่ออกจากเครื่องอัดอากาศ ในช่วงระยะต้น ที่อัตราส่วนความดันมีค่าต่ำ อัตราการเพิ่มประสิทธิภาพความร้อนทุก ๆ ขั้นของวงจรจะมีค่าเท่ากัน จะเริ่มแตกต่างกันขั้นละ 0.5 % ที่อัตราส่วนความดันเท่ากับ 11 ซึ่งเป็นจุดที่มีประสิทธิภาพความร้อนมีค่าสูงสุด
การเปลี่ยนแปลงของอัตราส่วนงานที่เกิดขึ้นเมื่อมีการเพิ่มชุดกังหันและห้องเผาไหม่เข้าไป 1 ชุด และ 2 ชุด ที่อัตราส่วนความดันเท่ากับ 11 ในวงจรธรรมดา 1 ขั้น จะได้อัตราส่วนงาน 28 % แต่เมื่อเพิ่มเป็นวงจร 2 ขั้น อัตราส่วนจะเพิ่มขึ้นเป็นวงจร 3 ขั้น อัตราส่วนงานจะเพิ่มขึ้นถึง 45 %
การเปลี่ยนแปลงของอัตราที่เกิดขึ้นเมื่อมีการเพิ่มชุดเครื่องกังหันและห้องเผาไหม้เข้าไปในวงจร โดยพิจารณา อัตราอากาศต่ำสุดที่เครื่องอัดอากาศดูดเข้าระบบ จะเห็นได้ว่าในวงจรธรรมดา 1 ขั้น จะใช้อากาศ 50 ปอนด์ / กิโลวัตต์ – ชั่วโมง และถ้าเพิ่มเป็นวงจร 3 ขั้น อากาศที่ใช้จะเหลือเพียง 35 ปอนด์ / กิโลวัตต์ – ชั่วโมง เท่านั้น
ดังนั้นการเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องกังหันก๊าซ โดยวิธีการเพิ่มความร้อนมีจุดประสงค์เพื่อทำให้อัตราส่วนของงานดีขึ้น และลดปริมาณการใช้อากาศให้น้อยลง ส่วนในเรื่องการประหยัดเชื้อเพลิงหรือการเพิ่มประสิทธิภาพความร้อยนั้นเกือบไม่มีการเปลี่ยนแปลงเลย
3. การลดอุณหภูมิของเครื่องอัดอากาศ ( intercooling )
การต่อวงจรเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องกังหันก๊าซ โดยวิธีลดอุณหภูมิของอากาศอัดออกจากเครื่องอัดอากาศ ซึ่งมีการเพิ่มเครื่องอัดอากาศ พร้อมเครื่องระบบความร้อน (intercooler ) เขข้าไปในวงจรที่ละชุด ถ้าเพิ่มชุดเดียวเรียกว่า วงจร 2 ขั้น ถ้าเพิ่ม 2 ชุด เรียกว่า 3 ขั้น
การทำงานของวงจรคือ เมื่ออากาศที่มีความดันและอุณหภูมิสูงออกจากเครื่องอัดอากาศตัวแรก จะถูกส่งเข้าเครื่องระบายความร้อน เพื่อลดอุณหภูมิ โดยใช้น้ำเย็นผ่านนอกท่อ ส่วนอากาศอัดเดินในท่อจะเย็นตัวลง ความดันยังอยู่คงที่ จากนั้นอากาศอัดจะถูกส่งยังเครื่องอัดอากาศตัวที่สอง เพื่อเพิ่มความดันให้สูงขึ้น ขณะเดียวกันอุณหภูมิจะกลับเพิ่มสูงขึ้นอีก เมื่อออกจากเครื่องอัดอากาศตัวที่สอง ก็จะถูกส่งเข้าเครื่องระบายความร้อนตัวที่สอง เพื่อลดอุณหภูมิอีกครั้งหนึ่งก่อนจะถูกส่งเข้าเครื่องอัดอากาศตัวที่สามเพื่อเพิ่มความดันขั้นสุดท้ายให้ได้ตามความต้องการ แล้วจึงนำเข้าสู่ห้องเผาไหม้ การลดอุณหภูมิของอากาศอัดคือ การทำให้อากาศอัดเย็นตัวลงก่อนเข้าสู่เครื่องอัดอากาศ ทำให้ลดงานที่ต้องใช้ ในการขับเครื่องอัดอากาศ การที่เพิ่มเครื่องอัดอากาศ เข้าไปในวงจรมิใช่หมายความว่า เครื่องกังหันจะต้องทำงานหนักมากขึ้นกว่าที่มีเครื่องอัดอากาศเพียงตัวเดียวนั้น เครื่องกังหันจะต้องทำหน้าที่ขับเครื่องอัดอากาศ จนกว่าจะได้ความดันตามต้องการ ( สมมติว่าอัตราส่วนความดันเท่ากับ 12 ) ซึ่งอากาศอัดจะมีอุณหภูมิสูงขึ้นเรื่อย ๆ ทำให้เครื่องอัดอากาศร้อน เครื่องกังหันจะทำงานหนัก
ส่วนในกรณีที่เพิ่มเครื่องอัดอากาศเข้าไปในวงจรอีก 1-2 ตัวนั้น เครื่องอัดอากาศจะมีขนาดเล็กลง จุดประสงค์คือ ต้องการความดันสุดท้ายก่อนเข้ห้องเผาไหม้เท่ากับวงจรที่มีเครื่องอัดอากาศตัวเดียวคือ อัตราส่วนความดันเท่ากับ 12 ดังนั้นโดยเฉลี่ยเครื่องอัดอากาศจะทำหน้าที่อัดอากาศให้มีอัตราส่วนความดันเท่ากับ 4 เท่านั้น ซึ่งจะทำให้เครื่องกังหันทำงานเบาลง การเพิ่มประสิทธิภาพโดยวิธีลดอุณหภูมิของอากาศอัดนี้จะได้ประโยชน์ คล้ายกับวิธีเพิ่มความร้อนให้กับก๊าซร้อนที่ออกจากเครื่องกังหันดังกล่าวมาแล้ว คือ ประสิทธิภาพของความร้อนจะเพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อย แต่จะได้อัตราส่วนงานเพิ่มมากขึ้นและอัตราอากาศลดลงมาก
4.การเพิ่มประสิทธิภาพแบบผสม ( compound )
การเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องกังหันแบบผสม คือ การนำเอาทั้งสามวิธีที่กล่าวมาแล้วรวมกัน ที่ปรับปรุงประสิทธิภาพ และความสามารถของเครื่องกังหันก๊าซให้ดียิ่งขึ้น
ประสิทธิภาพความร้อนของวงจรผสมที่แสดงด้วนเส้นทึบและกราฟประสิทธิภาพความร้อนของวงจรธรรมดาที่แสดงด้วยเส้นประ จะเห็นค่าที่แตกต่างกันอย่างมาก โดยเริ่มตั้งแต่วงจรธรรมดา 1 ขั้น มีค่าประสิทธิภาพความร้อนสูงสุด 25 % แต่วงจรผสม 1 ขั้น มีค่าประสิทธิภาพสูงสุด 35 % วงจรธรรมดา 2 ขั้น มีค่าประสิทธิภาพความร้อนสูงสุด 30 % วงจรผสม 2 ขั้น มีค่าประสิทธิภาพสูงสุด 33 % วงจรผสม 3 ขั้น มีประสิทธิภาพความร้อนสูงสุด 43 %
4.8 เครื่องกังหันก๊าซแบบวงจรปิด
เครื่องกังหันก๊าซแบบวงจรปิด แตกต่างกันแบบวงจรปิดคือ จะไม่มีห้องเผาไหม้ในวงจรการทำงาน แต่จะใช้เครื่องทำอากาศร้อน (air heater ) แทนห้องเผาไหม้ โดยจะมีเตาเผาไหม้แยกจากวงจรการทำงานของเครื่องกังหันก๊าซ เมื่อเพิ่มอุณหภูมิของอากาศอัด ก่อนที่จะส่งเข้าเครื่องกังหัน ดังนั้น อาการร้อนที่เข้าเครื่องกังหันจะสะอาดไม่มีสิ่งสกปรกเจือปนที่จะทำให้เกิดอันตรายต่อเครื่องกังหัน
เมื่ออากาศร้อนเกิดจากเครื่องกังหันก๊าซ จะไม่ปล่อยออกสู่บรรยากาศเหมือนแบบวงจรเปิด แต่จะนำมาระบายความร้อนที่เหลืออยู่ออกที่เครื่องทำให้อากาศเย็น (precooler ) แล้วจึงส่งกลับเข้าเครื่องอัดอากาศใหม่อีกครั้งหนึ่ง ในระบบวงจรปิด จะต้องมีน้ำหล่อเย็นที่เครื่องทำให้อากาศเย็น และต้องมีเครื่องทำอากาศร้อนเพิ่มขึ้น ดังนั้นพื้นที่ผิวที่ถ่ายความร้อน โดยเฉพาะที่ท่อของอากาศอัดก่อนเข้าเครื่องกังหัน จะต้องทำงานที่อุณหภูมิสูงอยู่ตลอดเวลา จึงจำเป็นต้องใช้วัสดุที่ทนต่อความร้อน และเป็นตัวนำความร้อนที่ดี ทำให้มีราคาแพง เชื้อเพลิงที่ใช้ในการเผาไหม้ จะใช้เชื้อเพลิงชนิดใดก็ได้ไม่จำกัดชนิด เพราะก๊าซร้อนที่เกิดจากการเผาไหม้ หรือเถ้าถ่าน ไม่ได้เข้ารวมกับอากาศอัดเหมือนระบบเปิด จึงไม่เกิดปัญหาเรื่องเชื้อเพลิงแต่อย่างใด

ข้อดีของเครื่องกังหันก๊าซวงจรเปิด เมื่อเทียบกับวงจรปิด
1. ไม่มีปัญหาในเรื่องการหาแหล่งน้ำ เพราะไม่มีการใช้น้ำในระบบการทำงาน
2. ไม่มีการสูญเสียความร้อน เนื่องจากไม่มีการส่งผ่านความร้อนเหมือนระบบวงจรปิด
3. วงจรง่ายไม่ยุ่งยาก ปัญหาเรื่องการหล่อลื่น, การสั่นสะเทือนมีน้อย ระบบจุดระเบิดเป็นไปในลักษณะต่อเนื่อง คือ เมื่อเชื้อเพลิงถูกจุดในครั้งแรก ต่อไปจะเป็นการจุดระเบิดเอง
4. ไม่ต้องใช้เวลาในการอุ่นเครื่องนาน หลังจากเครื่องกังหันเริ่มเดินเครื่องเรียบร้อย ก็สามารถจ่ายโหลดเข้าสู่สภาวะเต็มพิกัดได้ทันที
ข้อเสียของเครื่องกังหันก๊าซวงจรเปิด เมื่อเทียบกับบวงจรปิด
1. ขนาด และน้ำหนักมากกว่า
2. เชื้อเพลิงที่ใช้ถูกจำกัดชนิด จะมีเศษสกปรก หรือเถ้าถ่านไม่ได้ เพราะความร้อนที่เกิดจากการเผ่าไหม้ของเชื้อเพลิงจะผสมกับอากาศอัดเข้าสู่เครื่องกังหันโดยตรง
3. ประสิทธิภาพของเครื่องเปลี่ยนแปลงไปได้ง่าย เพราะอากาศที่ถูกเครื่องอัดอากาศดูดเข้าไปในวงจรการทำงาน จะมีความชื้น ไอน้ำประปนอยู่รวมทั้งความหนาแน่นและอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงไป ทำให้เครื่องอัดอากาศทำงานไม่คงที่แน่นอน
ข้อดีของเครื่องกังหันก๊าซเมื่อเทียบกับเครื่องกังหันไอน้ำ
1. สามารถเดินเครื่องได้ง่าย รวดเร็ว เพราะอุปกรณ์น้อยชิ้นกว่า
2. ไม่มีปัญหาเรื่องการกลั่นน้ำและการหาแหล่งน้ำ เพราะไม่ต้องใช้น้ำเป็นจำนวนมาก เหมือนเครื่องกังหันไอน้ำ
3. ออกแบบสร้างได้ง่าย ค่าลงทุน และค่าดำเนินงานถูกกว่าเมื่อคิดที่กำลังการผลิตกำลังไฟฟ้าเท่ากัน
4. ค่าซ่อมแซมบำรุงรักษาต่ำกว่า
5. ความดันใช้การต่ำกว่า ทำให้ลดความเครียดที่แบริ่งลงและการสึกหรอน้อยกว่า
ข้อเสียของความกังหันก๊าซเมื่อเทียบกับเครื่องกังหันไอน้ำ
1. จะต้องมีต้นกำลังในการเริ่มเดินเครื่อง มิฉะนั้นจะไม่สามารถทำงานได้
2. ประสิทธิภาพในการทำงานต่ำ เพราะงานที่ได้จากเครื่องกังหันส่วนหนึ่ง จะต้องนำไปขับเครื่องอัดอากาศ ทำให้เหลืองานที่จะนำไปขับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าน้อยลง






โรงไฟฟ้าพลังงานก๊าซ
1 กังหันก๊าซ (Gas Turbine)
กังหันก๊าซถูกคิดค้นและจดทะเบียนสิทธิบัตรไว้โดย นายจอห์น บาร์เบอร์ ( John Barber ) ชาวอังกฤษ ในปี พ.ศ 2334 ต่อมาได้พัฒนาขึ้นใช้กันอย่างแพร่หลาย เริ่มแรกกังหันก๊าซถูกนำไปใช้กับเครื่องบินเรือเดินทะเล และเป็นต้นกำลังในการผลิตกระแสไฟฟ้า ต่อมาได้ถูกนำไปใช้กับงานต่างๆ อีกมากมาย เช่น รถยนต์ รถแข่ง รถบรรทุก รถรางความเร็วสูง ระบบตู้เย็นกังหันก๊าซ คนเหาะ (Flying Man )

2 ส่วนประกอบของกังหันก๊าซ
กังหันก๊าซมีส่วนประกอบหลักอยู่ 3 ส่วน คือ
1. เครื่องอัดอากาศ ( Air Compressor )
2. ห้องเผาไหม้ ( Combustion Chamber )
3. เครื่องกังหัน ( Turbine )

หลักการทำงานเบื้องต้นของกังหันก๊าซ
1.เครื่องอัดอากาศจะอัดอากาศให้มีความดันสูง 8-10 เท่า
2.อากาศความดันสูงจะถูกส่งเข้าไปยังห้องเผาไหม้ที่มีเชื้อเพลิงก๊าซ(หรือน้ำมันดีเซล) ทำการเผาไหม้
3.อากาศร้อนในห้องเผาไหม้เกิดการขยายตัว ทำให้มีความดันและอุณหภูมิสูง
4.ส่งอากาศนี้ไปดันกังหันก๊าซ
5.เพลาของกังหันก๊าซจะอยู่แกนเดียวกันกับอุปกรณ์ต่างๆ ที่จะนำไปใช้งาน เช่น เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ฯลฯ

3 เครื่องอัดอากาศ ( Air Compressor )
เครื่องอัดอากาศ แบ่งออกเป็น 3 ชนิด คือ
1.เครื่องอัดอากาศแบบลูกสูบ ( Reciprocating Air Compressor )
2.เครื่องอัดอากาศแบบลูกสูบหลายขั้น ( Multistage Reciprcration Compressor )
3.เครื่องอัดอากาศแบบโรตารี ( Rotary Air Compressor )

3.1 เครื่องอัดอากาศแบบลูกสูบ
เครื่องอัดอากาศแบบลูกสูบ ประกอบด้วยลูกสูบที่เคลื่อนที่ในกระกระบอกสูบ โดยรับกำลังขับผ่านก้านสูบและข้อเหวี่ยงที่ประกอบอยู่ในเพลาห้องข้อเหวี่ยง มีลิ้นอุดอากาศและลิ้นส่งติดอยู่ตอนบนของหัวสูบ ลิ้นแบบนี้ทำงานโดยความดันแตกต่างกันระหว่างหน้าและหลังลิ้น ขณะที่ลูกสูบเคลื่อนที่ลงอากาศที่ถูกอัดในจังหวะก่อนหน้าที่ยังหลงเหลืออยู่จะขยายตัวจนมีความดันต่ำกว่าความดันดูดเข้าเล็กน้อยซึ่งอากาศด้านนอกของลิ้นดูดจะสูงกว่าด้านในตัวนั้น ลิ้นจะเปิดให้อากาศเข้าในระหว่างจังหวะนี้ ลิ้นส่งจะปิดเพราะขณะนี้ความดันด้านนอกของลิ้นส่งจะสูงกว่าความดันภายในกระบอกสูบ ขณะนี้ลูกสูบเคลื่อนที่ขึ้น ในช่วงแรกของจังหวะเคลื่อนขึ้น ความดันในกระบอกสูบจะสูงขึ้นเล็กน้อยพอเพียงที่จะทำให้ลิ้นดูดปิด ความดันของอากาศภายในกระบอกสูบจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว เมื่อถูกปิดอยู่ในกระบอกสูบอย่างสนิทจนมีความดันสูงกว่าความดันด้านนอกของลิ้นส่ง ซึ่งจะทำให้ลิ้นส่งเปิดทำให้อากาศความดันสูงออกจากกระบอกสูบ และลิ้นส่งจะปิดในที่สุดเมื่อสุดจังหวะอัด ลูกสูบก็จะเริ่มเลื่อนลงในกระบอกสูบ ลิ้นดูดก็จะเลื่อนออกอีกครั้งหนึ่ง และจะเป็นวัฏจักรเช่นนี้ซ้ำๆ กัน
อากาศที่ถูกปิดอยู่ในกระบอกสูบของเครื่องอัดอากาศแบบนี้จะสามารถอัดให้ความดันได้สูงมากทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความแข็งแรงของวัสดุที่ทำชิ้นส่วนของอัดและกำลังขับของมอเตอร์ ในเครื่องอัดอากาศแบบลูกสูบนี้ การไหลของอากาศจะมีการหยุดทำงานเป็นจังหวะๆ
3.2 เครื่องอัดอากาศแบบลูกสูบหลายขั้น
เครื่องอัดอากาศแบบลูกสูบหลายขั้น มีหลักการทำงานคือ เมื่อการส่งอากาศออกของเครื่องอากาศแบบลูกสูบเดียวถูกกีดขวางย่อมจะทำให้ความดันยิ่งเพิ่มขึ้น ถ้าความดันของอากาศส่งออกสูงมากเกินไปก็จะมีข้อเสียเกิดขึ้น เครื่องอัดอากาศแบบขั้นเดียว ถ้าต้องการอัดอากาศให้ได้ความดันสูงๆ ก็จำเป็นจะต้องให้มีโครงสร้างแข็งแรงมาก รวมทั้งต้องให้ชิ้นส่วนประกอบที่แข้งแรงพอเพื่อแก้ปัญหาเรื่องการสมดุล และเมื่อมีแรงบิดตอนเริ่มสตาร์ทสูงก็ต้องใช้ข้อเหวี่ยงให้มีขนานโตขึ้นด้วย จากข้อเสียต่างๆ ของเครื่องอัดอากาศแบบขั้นเดียวนี้จึงได้มีการปรับปรุงและหันมาใช้เครื่องอัดอากาศแบบหลายขั้น ซึ่งประกอบด้วยกระบอกสูบหลายกระบอกต่อเนื่องกัน โดยอากาศที่ส่งออกจากกระบอกสูบหนึ่งจะวิ่งไปเข้ากระบอกสูบตัวถัดไป แสดงการต่อกระบอกสูบของเครื่องอัดแบบ 3 ขั้นอัตราส่วนความดันต่ำในกระบอกสูบความดันต่ำหมายถึงการขยายตัวของปริมาตรของอากาศที่หัวสูบจะลดลงซึ่งจะทำให้ปริมาตรแทนที่จริงในกระบอกสูบเพิ่มขึ้น ซึ่งสูบนี้จะทำหน้าที่ควบคุมมวลของอากาศที่ไหลผ่านเครื่องอัดอากาศทั้งหมด เพราะกระบอกสูบนี้ทำหน้าที่ดูดอากาศเข้ามาในเครื่องเพียงสูบเดียว ดังนั้น เครื่องอัดอากาศแบบหลายขั้นจึงสามารถส่งมวลผ่านเครื่องอัดได้มากกว่าเครื่องแบบขั้นเดียว
เพื่อที่จะลดอุณหภูมิของอากาศที่ออกจากเครื่องอัดจึงได้มีการติดตั้งอุปกรณ์หล่อเย็นระหว่างสูบเอาไว้ การลดอุณหภูมิ หมายถึง การลดพลังงานภายในของอากาศที่ออกจากเครื่องอัดด้วย และเมื่อพลังนี้ได้มาจากพลังงานที่ใช้ในการอัดของเครื่องอัดอากาศ ผลอันนี้จึงเป็นการช่วยลดงานที่ต้องใช้ในการอัดลง เครื่องอัดแบบหลายขั้น สามารถปรับความสมดุลได้ง่าย และมีแรงบิดต่ำกว่าแบบขั้นเดียว จะสังเกตเห็นว่า ขนาดของกระบอกสูบจะลดลงเมื่อความดันเพิ่มขึ้น ทั้งนี้เนื่องจากว่าเมื่อความดันเพิ่มขึ้นปริมาตรของอากาศที่กำหนดมวลมาให้จะลดลงเมื่อกระบอกสูบต่อเนื่องกัน มวลของอากาศก็จะไหลต่อเนื่องกันไปตลอดเครื่องอัด และเมื่อลูกสูบชุดต่อไปมีปริมาตรอากาศเข้าน้อยเนื่องจากความดันสูงขึ้น จึงทำให้ขนาดของกระบอกสูบเล็กลงตามลำดับ
3.3 เครื่องอัดแบบโรตารี
เครื่องอัดอากาศแบบนี้มีพื้นฐานอยู่ 3 แบบด้วยกัน คือ แบบเหวี่ยงออกตามแนวรัศมีรอบตัว หรือแบบใช้แรงเหวี่ยง (Radial or Centifugal Compressor) แบบไหลตามแนวแกน และแบบขับออกทางบวกหรือพัดลม ลักษณะโดยทั่วๆ ไปของเครื่องอัดอากาศ แบบเหวี่ยงตามแนวรัศมี ซึ่งประกอบด้วยใบพัดที่หมุนได้รอบตัว โดยปกติจะมีความเร็วรอบสูง ( 20,000 – 30,000 ริบต่อนาที ) อยู่ภายใน เครื่องใบพัดประกอบด้วยจานติดใบเมื่อใบหมุนอากาศซึ่งอยู่ในร่องใบก็จะหมุนไปด้วย แรงเหวี่ยงจะผลักให้อากาศออกทางปลายใบพัด ซึ่งเรียกว่าตาของใบพัด ( Eye of Impeller ) อากาศจะไหลจากปลายด้านนอกของใบพัดผ่านแหวนจ่ายลมซึ่งทำให้กระบอกเข้าไปในก้นหอยโข่ง ( Evolute ) ได้ดียิ่งขึ้น ที่แหวนจ่ายลม อากาศจะลดอัตราความเร็วลง ซึ่งมีผลให้ความดันของอากาศก่อตัวสูงขึ้น ในทางทฤษฎีถือว่าไม่มีพลังงานสูญเสีย
ก้นหอยเป็นส่วนที่ทำหน้าที่รวมอากาศของเครื่องอัดซึ่งพื้นที่หน้าตัดจะโตขึ้นเรื่อยๆ โดยรอบเครื่องอัด เหตุผลสำหรับอันนี้ก็คืออากาศที่รวมตัวกันอยู่รอบๆ ก้นหอยจะมากขึ้นเรื่อยๆ ซึ่งต้องใช้พื้นที่หน้าตัดโตขึ้น ต่อไปก็จะมีท่อต่อลมอัดออกไปใช้งาน เครื่องอัดอากาศแบบนี้เป็นแบบการไหลต่อเนื่อง ใช้ในการอัดอากาศเป็นจำนวนมากๆ ผ่านช่วงความดันปานกลางโดยทั่วๆ ไป มีอัตราส่วนการอัดประมาณ 4 ถึง 6 : 1
เครื่องอัดอากาศแบบการไหลตามแนวแกน เครื่องอัดอากาศแบบนี้มีใบพัดแบบอยู่กับที่และแบบเคลื่อนที่หลายๆ ชุดต่อเนื่องกัน ใบชุดอยู่กับที่จะติดอยู่กับเครื่อง ส่วนใบพัดชุดเคลื่อนที่ติดอยู่ที่แกนมีเพลาหมุนรอบตัว ใบชุดเคลื่อนที่นั้นมีลักษณะใบพัดลมหลายๆ อันประกอบเข้าเป็นชุดเดียวกัน ใบพัดเหล่านี้จะช่วยส่งอากาศให้ผ่านเข้าเครื่องอัดอากาศ มุมของใบพัดทุก
ชุดจะจัดไว้พอดีก็ทำให้อากาศผ่านจากใบพัดชุดหนึ่งได้อย่างราบเรียบ อากาศจะวิ่งผ่านตามแนวแกนที่มีความเร็วสูงประมาณ 10,000 – 30,000 รอบต่อนาที ใช้อัดอากาศในปริมาณมากๆ มีอัตราส่วนความดันถึง 10 : 1 หรือมากกว่า ซึ่งเครื่องอัดอากาศแบบนี้จะนำไปใช้กับเครื่องกังหันก๊าซของเครื่องบินและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า



4. กังหันก๊าซ
กังหันก๊าซจะทำงานได้ต้องมีส่วนประกอบ 3 อย่างดังที่กล่าวมาแล้วข้างต้น คือ เครื่องอัดอากาศห้องเผาไหม้ และตัวกังหัน โดยมีการทำงานดังนี้ คือ อากาศจะถูกอัดด้วยเครื่องอัดอากาศให้มีความดันสูง 8 – 10 เท่า โดยใช้เครื่องอัดอากาศแบบโรตารี แบบอากาศไหลตามแนวแกนหรือไหลตามแนวรัศมี
อากาศความดันสูงจะส่งเข้าไปยังห้องเผาไหม้โดยผ่านท่อลม ในห้องเผาไหม้จะมีหัวฉีดเชื้อเพลิงเข้าไปอย่างต่อเนื่อง เมื่ออากาศผ่านเข้าไปยังห้องเผาไหม้จะทำให้เกิดอุณหภูมิสูงขึ้นและเกิดการขยายตัวทำให้มีความดันเพิ่มขึ้นไปขับดันกังหันให้หมุนโดยเพลาของกังหันสามารถต่อไปใช้งานได้ เช่น เครื่องกำเนิดไฟฟ้า หรือเรือเดินสมุทร ส่วนเครื่องบินไม่ส่งกำลังออกที่เพลา แต่จะมีกังหันก๊าซและเครื่องอัดอากาศขนาดใหญ่ที่ให้กำลังและความเร็วสูงมาก ในการผลักดันเครื่องบินให้เคลื่อนที่ภายในอากาศได้ การเผาไหม้อย่างต่อเนื่องจะทำให้อุณหภูมิของห้องเผาไหม้และเครื่องอัดอากาศมีความร้อนสูง จึงต้องมีการระบายความร้อนให้กับเครื่อง
ข้อดีของเครื่องกังหันก๊าซคือ มีการสั่นสะเทือนน้อย ออกแบบง่าย มีประสิทธิภาพการทำงานสูง
กังหันก๊าซเป็นเครื่องที่ไม่สามารถเริ่มเดินเครื่องด้วยตัวเองได้เหมือนเครื่องยนต์ลูกสูบทั่วๆ ไป จึงต้องมีเครื่องช่วยหมุนจนได้ความเร็วรอบระดับหนึ่ง จึงจะทำการจุดเชื้อเพลิงในห้องเผาไหม้ เครื่องช่วยหมุนนี้อาจใช้มอเตอร์ไฟฟ้า หรือกังหันก๊าซเล็กๆ โดยออกแบบให้มีถังเชื้อเพลิงและชุดอัดอากาศ สำหรับกังหันก๊าซตัวเล็กนี้จะใช้เฟืองหรือชุดเกียร์ขับที่เพลากังหันเมื่อเดินเครื่องได้แล้ว ชุดเกียร์จะถอยออกมา
5. การเพิ่มประสิทธิภาพของกังหันก๊าซ
ก๊าซที่ออกจากกังหันจะยังคงมีอุณหภูมิและพลังงานหลงเหลืออยู่อีกมากจึงนำก๊าซร้อนนี้ไปเข้าเครื่องถ่ายเทความร้อน ( Heat Exchange ) ก่อนที่จะส่งเข้าไปยังเครื่องอัดอากาศ ทำให้อากาศที่ถูกอัดมีอุณหภูมิสูงขึ้นและส่งต่อไปยังห้องเผาไหม้ ทำให้ได้พลังงานเพิ่มขึ้น 20 – 30 เปอร์เซ็นต์ อากาศถูกดูดเข้าเครื่องอัดอากาศ เพิ่มความดันให้สูงขึ้น 8 – 10 เท่า ส่งเข้าไปยังห้องเผาไหม้ที่มีก๊าซหรือน้ำมันดีเซลเป็นเชื้อเพลิง อากาศจะขยายตัวมีความดันสูงขึ้น ไปขับเคลื่อนใบพัดของกังหันก๊าซให้หมุน ซึ่งแกนของกังหันต่อเชื่อมเข้ากับแกนของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าผลิตแรงดันไฟฟ้าจ่ายออกไป ส่วนไอเสียที่ขับดันกังหันแล้วจะยังคงมีอุณหภูมิสูงอยู่ จึงนำก๊าซร้อนนี้ไปถ่ายเทความร้อนเพิ่มให้กับอากาศที่ถูกอัด ทำให้ประสิทธิภาพของอากาศสูงขึ้นกว่าปกติเมื่อเข้าไปสันดาปในห้องเผาไหม้



6. กังหันก๊าซแบบวงจรปิด ( Close Cycle Gas Turbine )
กังหันก๊าซแบบวงจรปิดโดยมีโครงสร้างและหลักการทำงานเช่นเดียวกับกังหันก๊าซแบบเปิดโดยทั่วไป ๆ ไป ส่วนที่แตกต่างคือ ใช้อากาศจำนวนเดียวกันหมุนเวียนใช้งานอยู่ในวงจรปิดตลอดเวลา เว้นแต่จะมีการซ่อมบำรุงหรือการรั่วไหลจึงจะเปลี่ยนอากาศ
การทำงานก็คือ เมื่ออากาศถูกอัดด้วยเครื่องอัดอากาศจะถูกส่งเข้าห้องให้ความร้อนสูง ( Heater ) เกิดการขยายตัวเพิ่มอุณหภูมิและความดันไปหมุนกังหัน หลังจากนั้นจะถูกระบายความร้อนด้วยน้ำทำให้เย็นลง และไหลกลับไปยังเครื่องอัดอากาศ อากาศในวงจรด้านความดันต่ำของวงจรจะถูกอัดความดันให้สูงขึ้นเป็นวงจรเช่นนี้ตลอดไป
กังหันก๊าซแบบวงจรปิดนี้ มีข้อดีคือสามารถใช้กับเชื้อเพลิงทุกประเภท เช่น ของแข็ง ของเหลวและก๊าซ การให้ความร้อนในห้องให้ความร้อน จะไม่ผสมโดยตรงกับอากาศที่ทำงานในวงจร โดยใช้วิธีการนี้ดัดแปลงไปใช้กับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ได้ โดยก๊าซนี้ใช้หมุนเวียนในวงจรอาจเปลี่ยนเป็นก๊าซอื่น เช่น ฮีเลียม แต่ข้อเสียของวงจรแบบนี้คือ ต้องใช้ปริมาณน้ำหล่อเย็นมาระบายความร้อนเป็นจำนวนมาก

7. ห้องเผาไหม้ ( Combustion Chamber )
ห้องเผาไหม้เป็นโลหะรูปทรงกระบอกมีสองชั้นประกอบกันอยู่ ชั้นนอกเป็นช่องทางเข้าของอากาศความดันสูงที่ถูกอัดเข้ามาจากเครื่องอัดอากาศ ชั้นในเป็นท่อโลหะซ้อนกันอยู่โดยเจาะรูเล็กๆ ไว้เป็นระยะๆ เพื่อให้อากาศความดันสูงเข้าไปผสมกับเชื้อเพลิงทำให้เกดการลุกไหม้ขยายตัวมีอุณหภูมิและความดันสูงส่งเข้าไปขับเคลื่อนกังหัน ท่อภายในห้องเผาไหม้ที่ถูกถอดออกมาตรวจสอบและบำรุงรักษาตามระยะเวลาที่กำหนด โดยจะทำความสะอาดรูที่ท่อซึ่งอาจมีสิ่งสกปรก เช่น เศษเขม่า หรือผงถ่านสะสมตกค้างอยู่ เป็นการเพิ่มประสิทธิภาพในการเผาไหม้อีกวิธีหนึ่ง
ห้องเผาไหม้นี้ส่วนมากจะติดตั้งอยู่ตรงกลางระหว่างเครื่องอัดอากาศและกังหันตรงส่วนหัวของห้องเผาไหม้จะมีหัวฉีดเชื้อเพลิง ( ก๊าซหรือน้ำมันดีเซล ) ซึ่งห้องเผาไหม้จะมีหัวฉีดเชื้อเพลิงตั้งแต่ 6 – 18 หัว และจะมีหัวฉีดเชื้อเพลิงให้ลุกไหม้โดยควบคุมด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์เพื่อให้การเผาไหม้สมบรูณ์ เป็นไปอย่างต่อเนื่องและมีประสิทธิภาพ


แหล่งอ้างอิงคือ http://www.eei.co.th/thai/cogeneration.php

โรงไฟฟ้าดีเซล (Diesel Power Plant)

โรงงานไฟฟ้าพลังงานดีเซล (Diesels Power Plant) โรงงานไฟฟ้าพลังงานดีเซล เป็นโรงไฟฟ้าที่ได้รับพลังงานจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงของเหลว คือ น้ำมันดีเซลโดยการเปลี่ยนพลังงานความร้อนให้เป็นพลังงานกล นำไปขับหรือหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอีกทีหนึ่ง เครื่องยนต์ส่วนมากมักจะใช้กับเครื่องกำเนิดขนาดเล็ก เหมาะสำหรับผู้ใช้ไฟที่ต้องการแหล่งกำเนิดไฟฟ้า สำหรับกรณีฉุกเฉิน หรือ ใช้ช่วยจ่าโหลดในช่วงระเวลาอันสั้นๆ ขนาดของเครื่องยนต์มีตั้งแต่แรงม้าน้อยๆ จนถึงมากกว่าหนึ่งหมื่นแรงม้า
ส่วนประกอบที่สำคัญคือ
เครื่องยนต์ดีเซล เป็นเครื่องยนต์ชนิดที่มีการเผาไหม้ภายใน คือ มีพลังงานความร้อนเกิดขึ้นภายในกระบอกสูบโดยตรง แรงดันจากการระเบิด จะกระทำบนลูกสูบ ส่งกำลังผ่านก้านสูบไปหมุดเพลาข้อเหวี่ยงเพื่อทำงานต่อไป ส่วนเครื่องยนต์ที่มีชนิดการเผาไหม้ภายนอก เช่น เครื่องจักรไอน้ำ หรือเครื่องกังหันไอน้ำ พลังงานความร้อนจะเกิดขึ้น ภายนอกกระบอกสูบ โดยการเผาน้ำในหม้อน้ำให้เดือดกลายเป็นไอน้ำ แล้วจึงนำไอน้ำ ไปดันลูกสูบ หรือปีกังหัน ซึ่งอยู่อีกที่หนึ่งให้ทำงาน ส่วนประกอบของเครื่องยนต์ดีเซล 1. โครงเครื่อง (Frame) คือ ชิ้นส่วนที่อยู่กับที่ทั้งหมดที่ยึดเครื่องยนต์ไว้ให้เป็น รูปร่าง รวมทั้งเป็นที่ติดตั้งชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ ขณะเดียวกันก็ต้านแรงที่เกิดขึ้นจากการทำงานของเครื่องยนต์ ซึ่งได้แก่ กำลังที่ดันที่เกิดจากการเผาไหม้ของเชื้อเพลิง ที่พยายามจะดันฝาสูบ และแบริ่งของเพลาข้อเหวี่ยงให้แยกจากกัน และยังทำให้เครื่องยนต์เคลื่อนที่ไปบนแท่นที่รองรับอีกด้วย โครงเรื่องจึงต้องสร้างให้มีความแข็งแรงและมั่นคงเพื่อ ต้านทานแรงเหล่านั้น โครงเครื่องที่ติดตั้งใช้งานอยู่กับที่ โดยทั่วไปจะทำเป็นสองส่วนโดยตอนล่างจะทำหน้าที่เป็นฐานเครื่อง ใช้เป็นที่ติดตั้งแบริ่งเพลาข้อเหวี่ยง (Malingering) และปิดห้องเพลาข้อเหวี่ยงด้ายล่าง ซึ่งเป็นที่รองรับน้ำมันหล่อลื่นด้วย ส่วนตอนบนเป็นห้องเพลาข้อเหวี่ยงและเสื้อสูบ ทั้งสองส่วนจะหล่อเป็นรูปคล้ายกล่อง มีสันหรือคานขวาง และครีบเพื่อให้เกิดความมั่นคง แข็งแรง วัสดุที่ใช้มักเป็นเหล็กหล่อ 2. กระบอกสูบ (Cylinder) ทำจากเหล็กหล่อหรืออะลูมิเนียมผสม (Cast Aluminum Alloy) จะต้องมีความต้านทานต่อการศึกหล่อ และมีการระบายความร้อนอย่างดี เนื่องจากผิวโลหะด้านในของกระบอกสูบได้รับการเสียดสีจากแหวนลุกสูบ และเกิดความร้อนสูงจากการเผาไหม้ของเชื้อเพลิง โดยเฉพาะอย่างยิ่งตอนบนของกระบอกสูบ และยังได้รับแรงเบียดทางข้างของลูกสูบด้วย
3. ปลอกสูบ (Liner) ในเครื่องยนต์ขนาดเล็ก กระบอกสูบ และปลอกสูบจะเป็น ชิ้นเดียวกัน แต่เครื่องขนาดกลางและขนาดใหญ่ จะสร้างแยกจากกัน แล้วจึงนำมาสวมเข้าด้วยกันภายหลัง ปลอกสูบมีสองแบบคือ แบบเปียกและแบบแห้ง โดยแบบเปียกนั้นผิวนอกของปลอกสูบจะสัมผัสกับน้ำระบายความร้อนโดยตรง ทำให้ต้องอุปกรณ์กันน้ำรั่วซึมลงไปยังอ่างน้ำมันหล่อลื่น ส่วนแบบแห้งผิวนอกของปลอกสูบไม่สัมผัสกับน้ำระบายความร้อน แต่สัมผัสกับเนื้อโลหะของกระบอกสูบ บางครั้งอาจเคลือบผิวภายนอกของปลอกสูบด้วยทองแดง เพื่อให้แนบสนิทกับกระบอกสูบทำให้การถ่ายเทความร้อนได้ดีและง่ายต่อการถอดและใส่ วัสดุที่ใช้ทำปลอกสูบ ส่วนมากทำด้วยเหล็กหล่อผสมนิกเกิลและแมงกานีส ผิวด้านในปลอกสูบจะมีการกลึง เจียระไน และขัดอย่างดี และนำไปชุบผิวให้แข็ง โดยทำให้ผิวมีรูพรุนเล็กๆ ทั่วไป (มองด้วยตาเปล่าไม่เห็น) เพื่อเป็นที่เก็บน้ำมันหล่อลื่นผนังปลอกสูบ 4. ฝาสูบ (Cylinder Head) ทำหน้าที่ปิดกระบอกสูบและกดปลอกสูบไว้ให้ แน่นเพื่อป้องกันมิให้แก๊สที่เกิดจากเผาไหม้รั่วออกมาได้โดยจะมีปะเก็นกั้นระหว่างฝาสูบกับกระบอกไว้ ฝาสูบมักทำด้วยอะลูมิเนียมผสม หรือเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ (Low Cast Steel) ซึ่งจะต้องมีความคงทนต่อความดันและความรอนที่เกิดจากการเผาไหม้ในกระบอกสูบ และจะต้องมีการระบายความร้อนอย่างดี เพื่อป้องกันมิให้ฝาสูบร้าว
5. ลูกสูบ (Piston) ทำหน้าที่รับแรงดันแก๊สที่เกิดจากการลุกไหม้ส่งไปยังก้าน สูบ และถ่ายเทความร้อนของแก๊สไปยังระบบระบายความร้อน เพื่อให้อุณหภูมิของโลหะลดต่ำลงอยู่ในเกณฑ์ปลอดภัย วัสดุที่ใช้ทำลูกสูบ จะต้องเบา แข็งแรง นำความร้อนได้ดี ขยายตัวน้อยเมื่อได้รับความร้อนและทนต่อการสึกหรอ ที่นิยมใช้มากที่สุด คือ ทำจากอะลูมิเนียมผสม หรืออะลูมิเนียมเผาอัดขึ้นรูป (Drop Forged) นอกจากนี้ยังทำจากเหล็กหล่อ (Cast Iron) และเหล็กเหนียวผสม (Cast Iron Alloy) ด้วย 6. แหวนลูกสูบ (Piston Ring) ทำหน้าที่ดังต่อไปนี้ - ส่งถ่ายความร้อนจากลูกสูบ ไปยังน้ำระบายความร้อนโดยผ่านผนังกระบอกสูบ - กวาดน้ำมันที่เคลือบผิวกระบอกสูบ ให้ลงไปยังอ่างน้ำมันหล่อลื่น - ป้องไม่ให้อากาศที่ถูกอัดตัว และความดันของแก๊สที่เกิดจากการเผาไหม้ รั่วลงสู่เพลาข้อเหวี่ยง แหวนลูกสูบแบ่งออกเป็นแหวนอัด (Compression Ring) และแหวนกวาด น้ำมัน (Oil Control Ring) แหวนอัดโดยทั่วไปจะเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า ผิวหน้าเรียบเป็นมัน เพื่อให้ สัมผัสกับกระบอกสูบได้ดี ทำด้วยเหล็กหล่อผสมสีเทา บางชนิดอาจเคลือบผิวหน้าด้วยโลหะ ที่มีความฝืดน้อย หรือใช้ทางเคมี เพื่อเป็นการช่วยให้แหวนใหม่ปรับตัวเข้ากับกระบอกสูบที่มีรอยหยาบเล็ก ๆ เป็นแห่ง ๆ อยู่ทั่วไปนั้น สึกออกไปอย่างสม่ำเสมอ ทำให้แหวนและผนังกระบอกสูบ แนบสนิททั่วกัน ไม่มีความฝืดเกิดขึ้นมากที่จุดใดจุดหนึ่ง แหวนกวาดน้ำมันทำด้วยเหล็กหล่อ มีผิวหนังแคบ เพื่อให้ได้แรงกดที่กระทำต่อผนังกระบอกสูบมาก ขอบล่างเว้าเข้าเพื่อให้ขอบกวาดน้ำมันลงข้างล่างตรงกลางหน้าแหวนจะถูกเซาะเป็นร่องโดยรอบ ภายในร่องถูกเจาะทะลุเป็นช่วงยาวเป็นตอน ๆ ส่วนในร่องแหวนกวาดน้ำมันที่ถูกลูกสูบจะเจาะรูระบายน้ำมันตลอดแนว โดนเจาะทะลุเข้าไปด้านในของลูกสูบ น้ำมันที่กวาดลงมาก็จะไหลลงทางรูที่เจาะไว้อย่างรวดเร็ว ถ้าหากไม่มีรูน้ำมันไหลลง น้ำมันส่วนนี้จะทำให้เกิดแรงดันต้านแรงดันแหวน ให้ถอยกลับไปอยู่ในร่องแหวนด้านใน ซึ่งทำให้การกวาดน้ำมันไม่เป็นผล ทำให้สิ้นเปลืองน้ำมันหล่อลื่น เพราะน้ำมันหล่อลื่นจะถูกเผาไปกับน้ำมันเชื้อเพลิง 7. ก้านสูบ (Connecting Rod) ทำหน้าที่รับแรงจากลูกสูบ แล้วส่งให้กับเพลา ข้อเหวี่ยง ก้านสูบทำจาเหล็กกล้าผสมชนิดทนแรงได้สูงมีพื้นที่หน้าตัดรูปตัวไอ (I) เพื่อให้มีความแข็งแรง น้ำหนักเบาจากปลายล่างถึงปลายบนเจาะรูไว้เพื่อให้น้ำมันหล่อลื่นซึมไปยังสลักลูกสูบ ก้านสูบเครื่องดีเซลขนาดใหญ่จะสร้างเป็นแบบปรับความโตของแบริ่งได้ชุดแบริ่งจะยึดติดกับบปลายก้านสูบด้วยสลักเกลียว ระหว่างชุดแบริ่งกับก้านสูบจะมีแผ่นรองคั่นอยู่เพื่อใช้ปรับกำลังอัดในกระบอกสูบคือ ถ้าแผ่นรองหนากำลังจะสูงขึ้นเพราะหัวลูกสูบอยู่ใกล้ฝาสูบมาก แต่ถ้าใส่แผ่นรองบบาง กำลังอัดจะลดลง เพราะหัวลูกสูบอยู่ห่างจากฝาสูบออกมา 8. สลักลูกสูบ (Wristpin) ทำหน้าที่ต่อลูกสูบกับก้านสูบให้ติดกัน โดยปกติรู สลักที่ลูกสูบจะมีบู๊ชทำหน้าที่เป็นแบริ่งของสลักลูกสูบ แต่ถ้าลูกสูบเป็นอะลูมิเนียมผสม จะใช้เนื้อโลหะของลูกสูบเป็นแบริ่งในตัว การยึดสลักลูกสูบจะต้องมีแหวนล็อคที่ปลายทั้งสองข้าง เพื่อป้องกันไม่ให้สลักเลื่อนอกมา บางแบบอาจใช้ฝาปิดรูสลักแทนแหวนล็อคเพราะช่วยป้องกันไม่ให้น้ำมันหล่อลื่นที่สลักลูกสูบไหลออกมาที่ผนังกระบอกสูบด้วย
9. เพลาข้อเหวี่ยง (Crankshaft) เป็นส่วนที่สำคัญของเครื่องยนต์ ทำจากเหล็ก กล้าที่มีคาร์บอนสูง หรือเหล็กกล้าผสมนิดเกิล โครเมียม และโมลิบดินั่ม ใช้วิธีเผา ตีขึ้นรูป แล้วใช้เครื่องมือกล กัด กลึง ให้เป็นรูปตามต้องการ ในเครื่องยนต์ขนาดใหญ่ที่จัดวางสูบเป็นแถวเดียว และมีหลายสูบ เพลาข้อเหวี่ยงอาจทำเป็นสองท่อนมีหน้าแปลนตรองปลายสำหรับยึดให้ติดกัน เพลาข้อเหวี่ยงจะต้องแข็งแรงต้านทานแรงที่จะทำให้เพลาคดหรือโค้งได้ นั่นคือ แรงที่กระทำเป็นเส้นตรงจากลูกสูบผ่านก้านสูบมายังเพลาข้อเหวี่ยงและยังต้องทนต่อแรงบิดที่เกิดจากก้านสูบ ซึ่งพยายามดันให้เพลาข้อเหวี่ยงหมุนรอบตัวด้วย เพลาข้อเหวี่ยงจะต้องนำมาชุบแข็ง เพื่อลดแรงดันที่เกิดขึ้นในเนื้อโลหะ ซึ่งเกิดจากการตีขึ้นรูป และเป็นการเพิ่มความแข็งแรงให้กับเนื้อโลหะด้วย การชุบแข็งที่ใช้พลังงานไฟฟ้าทำให้เนื้อโลหะด้านนอกร้อนเร็ว นิยมใช้ชุบผิวเพลาข้อเหวี่ยงส่วนที่จะต้องเกิดการเสียดสี ให้มีผิวแข็ง ทนทานต่อการสึกหรอ แต่เนื้อโลหะภายในยังคงเหนียวเหมือนเดิม ผิวของเลาส่วนที่หมุนในแบริ่งจะต้องได้รับการเจียระนัย และขัดเป็นพิเศษเพื่อให้ได้ผิวที่เรียบจริง ๆ 10. แบริ่ง (bearing) ทำหน้าที่รองรับเพลา และชิ้นส่วนอื่น ๆ ที่เคลื่อนที่ เพื่อลด ความฝืด จากการสัมผัสกันของชิ้นส่วนต่าง ๆ โดยมีเยื่อบาง ๆ ของน้ำมันหล่อลื่นคั่นอยู่ระหว่างกลาง และยังทำหน้าที่ถ่ายเทความร้อนที่เกิดขึ้นจากการเสียดสีนั้นด้วยแบริ่งที่ใช้กับเพลาข้อเหวี่ยงเป็นแบบเนื้อเรียบ แบ่งเป็นสองส่วนนำมาประกบเข้าด้วยกัน เนื้อแบริ่งเป็นโลหะอ่อน เช่น ดีบุก หรือตะกั่ว หลอมหรือหล่อติดกับฝาแบริ่ง จากนั้นนำไปกลึงให้ได้ขนาดตามที่ต้องการ และเซาะร่องให้น้ำมันเข้าไปหล่อลื่นได้ แบริ่งที่ใช้กับสลักลูกสูบเป็นแบบปลอกทองเหลือง หรือบรอนซ์ โดยการกลึงแล้วเซาะร่องน้ำมันหล่อลื่นไว้ภายใน แบบบอื่นก็มีใช้กันบ้างเช่น แบบลูกปืนกลม (Ball Bearing) และแบบลูกกลิ้ง (Roller Bearing) 11. ล้อช่วยแรง (Fly Wheel) มีหน้าที่ทำให้เกิดแรงบิดเสมอในการหมุนของ เพลาข้อเหวี่ยง สำหรับเครื่องยนต์รอบบช้าจะมีล้อช่วยแรงขนาดใหญ่กว่าเครื่องยนต์ที่มีความเร็วสูง ล้อช่วยแรงเป็นลูกล้อหรือจานที่มีน้ำหนักมาก ประกอบติดอยู่กับเพลาข้อเหวี่ยง เมื่อเพลาข้อเหวี่ยงหมุน ล้อจะช่วยแรงจะได้รับพลังงานจลน์ และสะสมเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ เมื่อความเร็วเพิ่มมากขึ้น พลังที่สะสมไว้จะถูกนำออกมาใช้เมื่อเพลาข้อเหวี่ยงหมุนช้าลงพลังงานที่ลูกสูบส่งให้กับเพลาข้อเหวี่ยงนั้นไม่เป็นไปอย่างสม่ำเสมอโดยจะส่งมามากที่สุดเมื่อลูกสูบอยู่ในตำแหน่งเริ่มจังหวะกำลังส่วนในจังหวะอื่นจะไม่มีพลังงานส่งมาเลยจึงเป็นเหตุให้เครื่องยนต์หมุนช้าบ้างเร็วบ้างการใช้ล้อช่วยแรงเป็นการช่วยให้เครื่องยนต์มีความเร็วสม่ำเสมอดีขึ้นเครื่องยนต์ที่มีลูกสูบเดียวจะต้องใช้ล้อช่วยแรงขนาดใหญ่เพราะพลังงานที่เกิดขึ้นในแต่ละจังหวะจะแตกต่างกันมากส่วนเครื่องยนต์ที่มีหลายสูบพลังงานที่เกิดขึ้นจะเป็นไปอย่างต่อเนื่องล้อช่วยแรงจึงมีขนาดเล็กลงได้ 12. ลิ้น (Valve) มีหน้าควบคุมอากาศที่เข้ากระบอกสูบของเครื่องยนต์ 4 จังหวะควบคุมการปล่อยไอเสียออกจากกระบบอกสูบของเครื่องยนต์ทั้ง 4จังหวะและ2 จังหวะบางแบบ นอกจากนี้ก็ยังมีลิ้นปล่อยน้ำมันเชื้อเพลิงเข้า ลิ้นปล่อยอากาศอัดเข้าสตาร์ทสำหรับเครื่องยนต์ขนาดใหญ่ โดยปกติเครื่องยนต์ 4 จังหวะ จะมีลิ้นไอดีและลิ้นไอเสียอย่างเท่ากัน แต่ถ้าต้องการให้เครื่องยนต์ที่มีความเร็วรอบสูงขึ้น จะต้องออกแบบลิ้นไอดีให้มีขนาดใหญ่กว่าลิ้นไอเสียประมาณ25-35 เปอร์เซ็นต์ เพื่อให้อากาศไหลเร็ว และสะดวกขึ้น เครื่องยนต์ 4 จังหวะบางแบบจะใช้ลิ้นไอดีและไอเสียอย่างละ 2 ตัว ต่อเนื่องกระบอกสูบ เนื่องจากมีข้อดีคือ - ที่ฝาสูบมีเนื้อที่ของลิ้นกว้างขึ้น - ลิ้นต้องไม่เปิดมาก เพราะขนาดของลิ้นเล็กลง จึงทำให้ลิ้นปิด-เปิดได้เร็วขึ้น - ความร้อนสามารถถ่ายเทไปยังบ่าลิ้นได้เร็วทำให้อุณหภูมิของลิ้นไม่สูงมากนัก ตัวลิ้นและบ่าจะต้องทนต่อการสึกหรอเป็นอย่างดี โดยเฉพาะลิ้นไอเสีย จะต้องทนต่ออุณหภูมิสูงๆ ได้เพราะจะต้องเปิดให้ก๊าซที่มีอุณหภูมิสูงไหลผ่านออก ส่วนมากทำด้วยเหล็กกล้าผสมซิลิคอนและโครเมี่ยมหรือเหล็กกล้าผสมนิกเกิลและโครเมี่ยม ส่วนลิ้นไอดีไม่ค่อยมีปัญหามากนัก เพราะถึงแม้ว่าจะได้รับความร้อนจากการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงโดยตรง แต่ก็ได้รับการระบายความร้อนจากอากาศที่ไหลผ่านเมื่อลิ้นเปิด โลหะที่ใช้ทำ ได้แก่ เหล็กกล้าผสมคาร์บอน 13. กลไกยกลิ้น (Valve Gear) มีหน้าที่บังคับการปิด-เปิด ลิ้นไอดีและลิ้นไอเสีย นอกจากนั้นอาจใช้บังคับลิ้นฉีดน้ำมันหรือลิ้นลมสตาร์ทกลไกยกลิ้นของเครื่องยนต์ส่วนมากประกอบด้วย -กระเดื่องสำหรับกดลิ้น ขณะทำงานปลายทั้งสองข้างจะกระดกขึ้น-ลง โดยมีเพลากระเดื่องเป็นจุดหมุน ปลายกระเดื่องข้างหนึ่งรับกำลังงานจากก้านส่งลิ้น อีกข้างหนึ่งทำหน้าที่บังคับลิ้น โดยแตะที่ปลายก้านลิ้น -สปริงลิ้น ทำหน้าที่บังคับลิ้นให้ปิด โดยสปริงลิ้นจะต้องมีแรงมากพอที่จะเอาชนะแรงเฉื่อยของกลไกยกลิ้น ซึ่งเกิดจากการเคลื่อนไหวที่อย่างรวดเร็ว แรงสปริงลิ้นเข้าที่แล้วสปิงลิ้นจะต้องอยู่ในสภาพที่ถูกบีบหรือกดตลอดเวลา -ก้านส่งลิ้น จำทำด้านล่างของก้านเป็นแบบหัวบานเรียบๆ เป็นรูปดอกเห็ดวางอยู่บนลูกเบี้ยว ปลายด้านบนจะรับกับปลายกระเดื่องกดลิ้น มักทำข้างในกลวงเพื่อลดน้ำหนักแต่ต้องมีความแข็งแรงพอที่จะใช้งานได่ดี -เพลาลูกเบี้ยว ทำหน้าที่บังคับลิ้นไอดีและลิ้นไอเสีย ทำงานสัมพันธ์กับเพลาข้อเหวี่ยง โดยจะมีเฟื่องปรกอบติดอยู่กับเพลาลูกเบี้ยว ซึ่งจะต้องสร้างอย่างประณีต มีความคงทนต่อการสึกหรอ เพื่อให้การส่งแรงขับสม่ำเสมอ และมีเสียงดังไม่มาก ฟันเฟืองที่ใช้จะเป็นแบบฟันเฉียง (Helical Teeth) บางแบบอาจใช้ไฟเบอร์ ทำเฟืองหัวเบี้ยว ทำให้ไม่มีเสียงดัง เมื่อสึกหรอก็เปลี่ยนเฉพาะเฟืองไฟเบอร์เท่านั้น แต่บางแบบก็ใช้โซ่เป็นตัวถ่ายกำลัง ซึ่งจำเป็นต้องมีอุปกรณ์ปรับโซ่ติดตั้งอยู่ด้วย นอกจากเพลาลูกเบี้ยวใช้สำหรับบังคับลิ้นไอดีและลิ้นไอเสียแล้ว อาจมีลูกเบี้ยวสำหรับหัวฉีด,ปั๊มน้ำมันเชื้อเพลิง และลิ้นลมสตาร์ทด้วย เครื่องยนต์บางแบบมีเพลาลูกเบี้ยว 2 เพลา เพลาหนึ่งสำหรับลิ้นไอดีและลิ้นไอเสีย ส่วนอีกเพลาหนึ่งสำหรับปั๊มน้ำมันเชื้อเพลิงและอุปกรณ์ช่วยอื่น ๆ 14. หัวฉีดน้ำมันเชื้อเพลิง (Injector Or Fuel Nozzle) ทำหน้าที่ฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงให้แตกตัวเป็นฝอยละอองเข้าไปในห้องเผาไหม้ ให้ถูกต้องตามจังหวะการทำงานของเครื่องยนต์ ตรงตามเวลาที่เหมาะสม การออกแบบหัวฉีดเป็นงานที่ซับซ้อน และยุ่งยากเพราะจะต้องคำนึงถึงฝาสูบ ห้องเผาไหม้ และตำแหน่งที่ติดตั้งหัวฉีด ซึ่งมีผลต่อการหมุนวนของอากาศอัดด้วย การออกแบบเครื่องยนต์และชนิด จะต้องใช้หัวฉีดแบบพิเศษโดยเฉพาะ ปัจจุบันจึงมีหัวฉีดแตกต่างกันหลายแบบ และคุณสมบัติในการฉีดกระจายเชื้อเพลิงแตกต่างกันด้วย หัวฉีดแบ่งออกเป็นแบบใหญ่ๆ ได้ 2 ชนิด คือ - หัวฉีดแบบเปิด (Open Type) แบบนี้ไม่มีลิ้นปิดกั้นการไหลของน้ำมันเชื้อเพลิงจากหัวฉีด การจ่ายเชื้อเพลิงทั้งหมดถูกควบคุม โดยปั๊มน้ำมันเชื้อเพลิง แต่จะมีลิ้นกับกลับติดตั้งไว้ เพื่อป้องกันก๊าซไอเสียจากห้องเผาไหม้เข้าไปในหัวฉีด ข้อดีของหัวฉีดแบบนี้ คือ ไม่ทำให้เกิดการอุดตันได้ง่าย เพราะการฉีดเชื้อเพลิงแรงดันสูงจะทำให้หัวฉีดสะอาดอยู่เสมอ ส่วนข้อเสียคือ ฝอยละอองของเชื้อเพลิงไม่ค่อยละเอียด ทำให้มีควันไอเสียมากและน้ำมันเชื้อเพลิงจะเกิดการหยด หรือรั่วออกจากหัวฉีดได้ง่าย จึงไม่ค่อยนิยมใช้กันมากนัก มักใช้กับเครื่องยนต์รุ่นเก่า - หัวฉีดแบบปิด (Closed Type) แบบนี้จะมีลิ้นหรือเข็มโดยใช้สปริงดันลิ้นไว้ให้ปิด ลิ้นนี้จะอยู่ใกล้กับรูเล็กๆ ที่ปลายหัวฉีด ซึ่งเป็นรูให้น้ำมันเชื้อเพลิง ถูกฉีดออกไปยังห้องเผาไหม้ เมื่อถึงตำแหน่งหรือจังหวะในหารฉีดน้ำมันเชื้อเพลิง กลไกก็จะยกให้เข็มนมหนู (Needle Valve) พ้นจากบ่า น้ำมันก็จะฉีดเข้าไปในห้องเผาไหม้ ข้อดีของเข็มหัวฉีดแบบนี้คือ น้ำมันเชื้อเพลิงจะไม่รั่วออกจากหัวฉีดได้ง่าย ซึ่งอาจเป็นต้นเหตุให้เกิดการชิงจุด (Pre-ignition) ได้ ถ้าน้ำมันเชื้อเพลิงมีหยดตกค้างอยู่ที่ปลายหัวฉีด จะทำให้เกิดเขม่าจับสะสม รวมตัวกันภายหลังการเผาไหม้ และยังทำให้เกิดการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงด้วย สำหรับข้อเสียของหัวฉีดแบบนี้คือ อาจดเกิดการอุดตันที่ลิ้นได้ง่ายเพราะมีสิ่งสกปรกปนอยู่ในน้ำมันเชื้อเพลิง แต่สามารถป้องกันได้โดยการกรองน้ำมันเชื้อเพลิงให้สะอาด หลักการทำงานของเครื่องยนต์ 4 จังหวะ หลักการที่สำคัญของเครื่องยนต์ดีเซลคือ การเปลี่ยนพลังงานเคมีของเชื้อเพลิงให้เป็นพลังงานกล โดยไม่ใช้การจุดระเบิดด้วยประกายไฟฟ้า แต่ใช้อากาศที่ถูกอัดตัวจนมีกำลังดันสูง โดยการเคลื่อนที่ของลูกสูบภายในกระบอกสูบ ซึ่งเป็นผลทำให้อุณหภูมิสูงมากประมาณ 1,000 องศาฟาเร็นไฮท์ เมื่อฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงเข้าไป น้ำมันจะติดไฟเกิดการเผาไหม้ได้เอง การทำงานของเครื่องยนต์ 4 จังหวะ หมายถึง การทำงานของลูกสูบเลื่อนขึ้นลงรวม 4 ครั้ง หรือเพลาข้อเหวี่ยงหมุนไปครบ 2 รอบ หรือ 720 องศา เป็นการทำงานครบกลวัตร (Cycle) ในการเลื่อนขึ้นลงของลูกสูบแต่ละครั้งจะผ่านศูนย์ตายบบนและศนย์ตายล่าง คำว่า “ศูนย์ตาย” หมายถึง ตำแหน่งที่ลูกสูบเลื่อนในกระบอกสูบขึ้นไปได้สูงที่สุดเรียกว่า จุดศูนย์ตายบน (Top Dead Center, T.D.C.) และถ้าเลื่อนลงมาต่ำสุด เรียกว่า ศูนย์ตายล่าง (Bottom Dead Center, B.D.C.) ที่ตำแหน่งทั้งสองนี้ จะไม่มีแรงบิดเกิดขึ้นที่เพลาข้อเหวี่ยง ลูกสูบไม่สามารถเคลื่อนที่ไปได้ด้วย กำลังของก๊าซ เพราะแนวแรงที่ส่งผ่านลูกสูบ มายังก้านสูบในระดับแนวเดียวกับเพลาข้อเหวี่ยง ซึ่งเป็นจุดหมุน จังหวะการทำงานของเครื่องยนต์ทั้ง 4 จังหวะ มีดังนี้ 1. จังหวะดูด (Intake Or Suction Stroke) ในจังหวะนี้จะเริ่มจากลูกสูบอยูที่ศูนย์ตายบน ลิ้นไอดีจะเปิด ส่วนลิ้นไอเสียปิด เพลาข้อเหวี่ยงถูกหมุนไปทางขวามือ ดึงก้านสูบซึ่งอยู่ติดกับลูกสูบ ทำให้ลูกสูบเลื่อนลง เกิดสูญญากาศขึ้นภายในกระบอกสูบ อากาศบริสุทธิ์ถูกดูดผ่านลิ้นไอดีเข้ามาในกระบอกสูบ จนกระทั่งลูกสูบเลื่อนลงมาอยู่ที่ศูนย์ตายล่าง ลิ้นไอดีจะปิด และลิ้นไอเสียก็ยังคงปิดอยู่เช่นเดิม จังหวะนี้เพลาข้อเหวี่ยงหมุนไป 180 องศา ลูกสูบเลื่อนจากศูนย์ตายบนถึงศูนย์ตายล่าง เป็นการสิ้นสุดจังหวะดูด
2. จังหวะอัด (Compression Stroke) เมื่อลูกสูบเคลื่อนที่ผ่านศูนย์ตายล่าง เริ่มต้อนจังหวะอัด ลูกสูบถูกผลักดันให้เลื่อนขึ้นโดยข้อเวี่ยงและก้านสูบอากาศที่อยู่ภายในกระบอกสูบไม่สามารถหนีออกจากกระบอกสูบได้ เพราะทั้งลิ้นไอดีและลิ้นไอเสียที่ยังปิดอยู่ อากาศจึงถูกอัดตัวมีกำลังดันและความร้อนสูงขึ้น โดยมีกำลังดันประมาณ 450-650 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว และอุณหภูมิประมาณ 1,000 องศาฟาเร็นไฮท์ อากาศที่ถูกอัดตัวนี้จะมีปริมาณเหลือเพียง1/16 ของปริมาตรเดิมเท่านั้น อัตราส่วนการอัด (Compression Ratio) ของเครื่องยนต์ดีเซล โดยทั่วไป ประมาณ 14:1 ถึง 23:1 จังหวะนี้เพลาข้อเหวี่ยงหมุนต่อไปอีก 180 องศา ลูกสูบตายล่างถึงศูนย์ตายบน เป็นการสิ้นสุดจังหวะอัด 3. จังหวะกำลังหรือจังหวะงาน (Power Stroke) เมื่อลูกสูบเลื่อนขึ้นถึงศูนย์ตายบน เริ่มต้นจังหวะกำลัง หัวฉีดจะฉีดเชื้อเพลิงเป็นฝอยละอองเข้าไปในกระบอกสูบ ละอองเชื้อเพลิงจะผสมคลุกเคล้ากับอากาศอัดที่ร้อนภายในห้องเผาไหม้และเกิดการเผาไหม้อย่างรวดเร็ว กรรมวิธีการเผาไหม้ทำให้ส่วนผสมที่กำลังลุกไม้ร้อนยิ่งขึ้นเนื่องจากก๊าซที่ร้อนนี้เกิดขึ้นในพื้อนที่เล็กๆ ระหว่างด้านบนของลูกสูบกับด้านบนของกระบอกสูบกำลังดันของก๊าซจะเพิ่มขึ้นด้วย กำลังดันของก๊าซจะเพิ่มขึ้นด้วย กำลังดันนี้กระทำบนหัวลูกสูบ ผลักดันลูกสูบให้เลื่อนลงในจังหวะกำลัง กำลังดันจะส่งต่อผ่านก้านสูบไปยังเพลาข้อเหวี่ยง ทำให้เพลาข้อเหวี่ยงหมุนไป จังหวะนี้เพลาข้อเหวี่ยงหมุนต่อไปอีก 180 องศา ลูกสูบเลื่อนจากศูนย์ตายบนถึงศูนย์ตายล่าง เป็นสิ้นสุดจังหวะกำลัง 4. จังหวะคาย (Exhaust Stroke) ดูรูปที่ ง. เริ่มต้นจังหวะคาย ลิ้นไอเสียจะถูกเปิดเมื่อใกล้จะสิ้นสุดจังหวะกำลังก๊าซที่เผาไหม้ให้กำลังงานแล้ว ในกระบอกสูบจะหนีออกไปนอกกระบอกสูบเป็นการคายไอเสียที่ปริมาตรคงที่ (Constant Volume) จนกรัทั่งกำลังดันของก๊าซลดลงเหลือสูงกว่ากำลังดันของบรรยากาศภายนอกเพียงเล็กน้อยเท่านั้น แต่ในกระบอกสูบยังคงมีก๊าซที่มีกำลังดันน้อยอยู่เต็ม ซึ่งจะต้องผลักดันออกจากกระบอกสูบให้หมด เพื่อเปิดทางให้อากาศบริสุทธิ์เข้ามาบรรจุได้เต็มที่ ดังนั้นการเลื่อนขึ้นของลูกสูบในจังหวะนี้จะผลักดันก๊าซที่ตกค้างนี้ ให้ออกไปจากกระบอกสูบ โดยผ่านทางลิ้นไอเสียซึ่งเปิดอยู่ เมื่อลูกสูบเลื่อนขึ้นจนถึงศูนย์ตายบน ก๊าซไอเสียจะถูกดันออกไปจากกระบอกสูบจนหมด การเลื่อนขึ้นของลูกสูบจากศูนย์ตายล่างถึงศูนย์ตายบน เพื่อขับไล่ก๊าซไอเสียนี้ เป็นการคายไอเสียที่กำลังดันคงที่ (Constant Pressure) จังหวะนี้เพลาข้อเหวี่ยงหมุนต่อไปอีก 180 องศา ลูกสูบเลื่อนจากศูนย์ตายล่างไปยังศูนย์ตายบน เป็นการสิ้นสุดการทำงานจังหวะคายไอเสีย การทำงาน ทั้ง 4 จังหวะนี้ครบ 1 กลวัตร เพลาข้อเหวี่ยงจะหมุนไปรวมทั้งสิ้น 720 องศา จากนั้นลิ้นไอดีจะเริ่มเปิดอีกครั้งหนึ่ง ลูกสูบจะเลื่อนจากศูนย์ตายบน ลงสู่ศูนย์ตายล่าง เป็นการเริ่มจังหวะดูดใหม่อีกครั้ง และการทำงานของเครื่องยนต์ดีเซล 4 จังหวะ ก็จะหมุนเวียนเป็นดังนี้เรื่อยไป เวลาการปิด-เปิดลิ้น (Valve Timing) จากหลังการทำงานของเครื่องยนต์ 4 จังหวะที่กล่าวมาแล้ว จะเห็นว่าจังหวะการปิดเปิดลิ้นไอดี และไอเสีย จะอยู่ระหว่างช่วงต่อของจังหวะดูดและคายไอเสีย เมื่อลูกสูบเลื่อนมาอยู่ที่ตำแหน่งศูนย์ตายบนและศูนย์ตายล่างพอดี ซึ่งเป็นเพียหลักการเท่านั้นในทางปฏิบบัติถ้าให้ลิ้นไอดีและลิ้นไอเสีย เปิด ปิด ที่ตำแหน่งดังกล่าว จะทำให้เครื่องไม่มีกำลัง เพราะอากาศเข้าสูบน้อย การเผาไหม้อากาศกับเชื้อเพลิงไม่หมดสมบูรณ์ รวมทั้งการกวาดล้างก๊าซเสียออกจากกระบอกสูบไม่หมด ดังนั้นการทำงานของเครื่องยนต์ในทางปฏิบัติจริง ควรไปเป็นดังตามในรูป คือ จะเห็นว่าลิ้นไอดี เริ่มต้นเปิดก่อนที่ลูกสูบจะเคลื่อนที่ถึงศูนย์ตายบน 20 องศา และจะปิดเมื่อลูกสูบผ่านศูนย์ตายล่าง 35 องศา เพื่อให้อากาศซึ่งมีความเร็วสูงที่กำลังไหลผ่านลิ้นไอดีเข้าไปในกระบอกสูบดำเนินต่อไป แม้ว่าลูกสูบเคลื่อนที่ขึ้นในจังหวะอัดแล้วก็ตาม การปิดของลิ้นไอดีตามที่กำหนดไว้นี้ เพื่อป้องกันอากาศในกระบอกสูบไม่ให้ไหลกลับเข้าไปในท่อไอดี ลูกสูบยังคงเคลื่อนขึ้นอัดอากาศต่อไปในจังหวะอัด การฉีดเชื้อเพลิงจะเริ่มต้นก่อนที่ลูกสูบจะขึ้นไปถูงศูนย์ตายบนเล็กน้อย โดยจะฉีดเชื้อเพลิงต่อไป จนกระทั่งลูกสูบเคลื่อนที่ผ่านศูนย์ตายบนเล็กน้อย มุดที่เริ่มต้นการฉีดเชื้อเพลิงก่อนศูนย์ตายบน เรียกว่า “มุมล่วงหน้าในการฉีดเชื้อเพลิง” ซึ่งมีความจำเป็นเพราะความล่าช้าในการจุดให้ลุกไหม้ ด้วยมุมที่เพลาข้อเหวี่ยงหมุนไปประมาณ 30 องศา ซึ่งเป็นช่วงคาบเกี่ยวระหว่างจังหวะอัดและจังหวะกำลัง พลังงานที่ได้รับจากการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงจะผลักดันลูกสูบทันที ในขณะที่ลูกสูบกำลังเลื่อนลงในจังหวะกำลัง เมื่อลูกสูบเลื่อนลงในจังหวะกำลัง จนถึงศูนย์ตายล่าง 35 องศา ลิ้นไอเสียจะเริ่มต้นเปิดให้ไอเสียไหลออกไปยังท่อไอเสีย ขณะนี้กำลังดันในกระบอกสูบจะลดต่ำลงทันที จนเกือบเท่ากำลังดันของบรรยากาศ ลูกสูบเคลื่อนผ่านศูนย์ตายล่าง และเริ่มเคลื่อนขึ้นในจังหวะคายไอเสีย ลูกสูบจะเลื่อนขึ้นผลักดันก๊าซไอเสียที่ตกค้างอยู่ภายในกระบอกสูบ ให้ออกไปทางไอลิ้นเสีย ลิ้นไอเสียจะปิดเมื่อลูกสูบเคลื่อนผ่านศูนย์ตายบนไปแล้ว 20 องศา เพื่อปล่อยให้ก๊าซไอเสีย ที่ยังมีความเร็วสูงอยู่ไหลออกจากกระบอกสูบต่อไปเป็นการกำจัดก๊าซไอเสียให้ออกจากกระบอกสูบได้มากที่สุด ดังนั้นจะเห็นว่ามีการเปิดลิ้นไอดี และลิ้นไอเสียพร้อมกันในระหว่างช่วงจังหวะดูดและคายไอเสีย โดยที่เพลาข้อเหวี่ยงหมุนไปถึง 40 องศา ซึ่งเป็นการช่วยการไหลของอากาศบริสุทธิ์ ที่เข้าไปในกระบอกสูบ และช่วยการไหลของก๊าซไอเสียที่ออกจากกระบอกสูบโดยไม่ทำให้อากาศบริสุทธิ์ และก๊าซไอเสียเข้าผสมกัน ตามรูป เป็นเพียงตัวอย่างแสดงมุมของการเปิด-ปิดลิ้นของเครื่องยนต์แบบหนึ่งเท่านั้น โดยในจังหวะดูดเพลาข้อเหวี่ยงจะหมุนไป 235 องศา จังหวะอัด 145 องศา จังหวะกำลัง 145 องศา และจังหวะคาย 235 องศา ถ้าเครื่องยนต์ต่างชนิดกันหรือต่างรุ่นกัน มุมต่างๆ เหล่านี้ย่อมแตกต่างกันด้วย ความเร็วของเครื่องยนต์มีผลต่อเวลาการปิด-เปิดลิ้น และเวลาของการฉีดเชื้อเพลิงล่วงหน้า ถ้าเครื่องยนต์ยิ่งมีความเร็วสูง มุมก่อนถึงศูนย์ตายล่างและหลังศูนย์ตายล่างจะต้องกว้างขึ้น ระบบระบายความร้อน ความร้อนที่เกิดจาการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงในกระบอกสูบอุณหภูมิสูงประมาณ 800-1200.ฟาเร็นไฮท์ความร้อนที่เกิดขึ้นนี้จะถ่ายไปยังผนังกระบอกสูบทำให้อุณหภูมิของผนังกระบอกสูบเพิ่มขึ้นถ้าลูกสูบไม่ได้ระบายความร้อนให้อุณหภูมิของผนังกระบอกสูบจะสูงเกินขีดจำกัดน้ำมันหล่อลื่นลูกสูบจะระเหยอย่างรวดเร็วทำให้ลูกสูบและกระบอกสูบชำรุดขณะเดียวกันชิ้นส่วนต่างๆของเครื่องยนต์เช่นฝาสูบลิ้นไอดีไอเสีย ก็จะมีอุณหภูมิที่สูงขึ้นทำให้เกิดความเค้นมากเกินไปชิ่นส่วนเหล่านี้จะเกิดการแตกร้าวได้ ระบบระบายความร้อนหรือหารหล่อเย็น เป็ฯสิ่งจำเป็นสำหรับเครื่องยนต์อย่างยิ่งโดยจะต้องควบคุมอุณหภูมิของเครื่องให้คงที่ตลอดเวลา ถ้าอุณหภูมิสูงหือต่ำเกินไปจะเป็นผลเสียต่อเครื่องยนต์ วิธีการพาความร้อนออกไปสู่บรรยากาศ มีอยู่ 2 วิธีคือ การระบายความร้อนด้วยอากาศ และการระบายความร้อนด้วยน้ำ น้ำมันหล่อลื่นที่ไหลหมุนเวียนผ่านเครื่องยนต์ จะช่วยระบายความร้อนของเครื่องยนต์ด้วย การติดตั้งเครื่องยนต์บางแบบ จะจัดให้มีการหล่อเย็นน้ำมันหล่อลื่นไว้ด้วย เพื่อช่วยลดอุณหภูมิของน้ำมันหล่อลื่นให้อยู่ในขีดจำกัดตามที่กำหนดไว้ การระบายความร้อนด้วยน้ำ มีตัวประกอบหลายอย่างที่จะต้องนำมาพิจารณาในการออกแบบระบายความร้อน ช่องทางน้ำในเสื้อสูบ จะต้องมีขนาดเพียงพอที่จะให้น้ำไหลเวียนได้มากพอ จะต้องอยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสมเพื่อป้องกันไม่ให้พื้นที่ส่วนหนึ่งส่วนใดของเครือ่งยนต์ร้อนจัด ต้องมีปริมาณน้ำเพียงพอที่จะทำการระบายความร้อน หลักการที่สำคัญในการออกแบบระบายความร้อนด้วยน้ำ คือ- จะต้องมีระบบการไหลเวียนที่เหมาะสม ไม่มากหรือน้อยเกินไป น้ำที่ไหลเวียนมากเกินไป จะทำให้อุณหภูมิของน้ำต่ำ ซึ่งไม่เป็นผลดี นอกขากนี้จะสิ้นเปลืองเชื้อเพลิง แล้วยังทำให้กำลังที่ได้ลดต่ำลงอีกด้วย แต่ถ้าไหลเวียนน้อยก็จะไม่สามารถระบายความร้อนออกมาได้ตามต้องการ เครื่องยนต์จะร้อนจัดการไหลเวียนของน้ำภายในเครื่องมี 2 แบบคือ แบบธรรมชาติ และแบบใช้ปั๊มช่วยให้เกิดการไหลเวียน ซึ่งเป็นเครื่องยนต์ขนดใหญ่ - น้ำที่ใช้จะต้องไม่ทำให้เกิดตะกอน หรือสนิมในเสื้อสูบเครื่องยนต์ และเครื่องส่งถ่ายความร้อน - ปริมาณน้ำจะต้องเพียงพอสำหรับจ่ายใช้ในระบบ จำนวนน้ำจริงๆ ที่ต้องการเพื่อระบายความร้อนผ่านออกจากผนังกระบอกสูบ ขึ้นอยู่กับขนดหรือจำนวนแรงม้าของเครื่องยนต์ และอุณหภูมิของน้ำหล่อเย็น- อุณหภูมิของน้ำในเสื้อสูบจะต้องอยู่ระหว่าง 165-180๐ ฟาเร็นไฮท์ จะต้องรักษาอุณหภูมิไม่ให้สูงเกินกว่าค่านี้หากอุณหภูมิสูงขึ้นจะเป็นเหตุให้เกิดความเค้นขึ้นในเนื้อโลหะซึ่งเป็นส่วนประกอบของเครื่องยนต์โดยเฉพาะที่บริเวณ กระบอกสูบและฝาสูบ ระบบระบายความร้อนด้วยน้ำแบ่งออกเป็น 2 แบบคือ 1. ระบบเปิดจะใช้ปั๊มดูดน้ำจากแหล่งน้ำส่งผ่านเข้าไปยังช่องทางน้ำในเสื้อสูบเพื่อระบายความร้อน แล้วปล่อยกลับมาที่เดิม เช่นแม่น้ำลำคลอง หรืออาจส่งกลับไปยังชั้นที่ทำเป็นหอสูง (Cooling tower) และให้น้ำไหลตกลงมาเป็นยการระบายความร้อนหลังจาหที่น้ำเย็นแล้วก็ปั๊มส่งกลับเข้าไปในเครื่องยนต์อีกข้อดีของระบบนี้คือ สะดวกและลงทุนน้อย ข้อเสียคือ การควบคุมอุณหภูมิของเครื่องยนต์ให้คงที่ทำได้ยาก และเกิดตกตะกอนในช่องทางน้ำของเสื้อสูบ เป็นผลเสียต่อระบบระบายความร้อนทำให้ช่องทางน้ำแคบลง น้ำไหลเวียนไม่สะดวกจะต้องหมั่นทำความสะอาดตามระยะเวลาที่กำหนด
2. ระบบปิด ประกอบด้วยปั๊มน้ำ หม้อน้ำ หรือตัวแลกเปลี่ยนความร้อน น้ำระบายความร้อนจำนวนเดิมจะหมุนเวียนอยู่ในบริเวณพื้นที่จำกัดนั้น น้ำที่รับความร้อนจากเครื่องยนต์ จะไหลผ่านรังผึ้ง (Radiator) อากาศที่ไหลผ่านรังผึ้งจะพาเอาความร้อน ไปด้วยทำให้รังผึ้งเย็นลง ตามรูปที่ 6-13 แสดงระบบระบายความร้อนแบบปิดปั๊มน้ำทำหน้าที่ดันน้ำผ่านระบบและหมุดเวียนผ่านเครื่องยนต์ จนเครื่องยนต์มีอุณหภูมิถึงจุดที่เทอร์โมสตาท (Thermostat) จะเปิดให้น้ำไหลผ่านรังผึ้ง ที่บริเวณใกล้กับรังผึ้งจะมีพัดลมระบายความร้อน ที่ต่อสายพานร่วมกับเพลาของเครื่องยนต์ ทำหน้าที่เป่าลมระบายความร้อนให้กับน้ำภายในรังผึ้งเมื่อน้ำเย็นตัวลง ก็จะไหลกลับเข้าไปในเครื่องยนต์ เพื่อระบายความร้อนให้กับเครื่องยนต์ใหม่อีกครั้งหนึ่งวนเวียนอยู่เช่นนี้ตลอดไป ตามรูปจะเห็นช่องทางน้ำในเสื้อสูบยาวตลอดกระบอกสูบ มีช่องน้ำรอบๆ กระบอกสูบและที่ลิ้นฝาสูบด้วยเป็นการช่วยป้องกันไม่ให้เกิดการบิดเบี้ยวอันเนื่องมาจากการระบายความร้อนไม่เท่ากันและยังมีช้องทางน้ำในเสื้อสูบไว้เพื่อระบายความร้อนให้แก่หัวฉีดด้วย ข้อดีของระบบปิดนี้คือ ทีท่อทางระบายความร้อนในเสื้อสูบ ไม่สกปรกสามารถใช้น้ำบริสุทธิ์ หรือน้ำที่ผ่านกรรมวิธีทางเคมีแล้วในการหมุดเวียน จึงมีตะกอนจับในช่องทางน้ำน้อยมาก หรือไม่มีเลย ทำให้หล่อเย็นหรือระบายความร้อนได้ทั่วถึงดี สามารถควบคุมอุรหภูมิของเครื่องยนต์ได้ดีหว่าแบบเปิดและเครื่องยนต์จะมีอุณหภูมิพอเหมาะขณะใช้งาน การระบายความร้อนด้วยอากาศ ใช้หลักการของธรรมชาติคือ เมื่อใดที่มีความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างวัตถุที่อยู่ใกล้กัน หารไหลของความร้อนจะเกิดขึ้นจากวัตถุที่มีอุณหภูมิสูง ไปสู่วัตถุที่มีอุณหภูมิต่ำ วิธีการส่งถ่ายความร้อนมี 3 วิธีคือ การนำ การพา และการแผ่รังสี ความร้อนที่เกิดจากการเผาไหม้ของเชื้อเพลิง จะกระจายไปในระบบระบายความร้อนผนังห้องเผาไหม้ และลูกสูบจะรับความร้อนบางส่วนนี่มาโดยการแผ่รังสีโดยตรง บางส่วนส่งผ่านผนังโลหะโดยการนำความร้อนจาก๊าซร้อนในบริเวณใกล้เคียงกับผนังโลหะเมื่ออากาศเย็นไหลผ่านพื้นผิวโลหะความร้อน อากาศใกล้กับพื้นผิวจะเกิดการหมุดวนความเร็วของอากาศที่กำลังเคลื่อนที่จะลดลง เนื่องจากความฝืดของพื้นผิว การที่จะทำให้เกิดการระบายความร้อนได้ดี จะต้องทำให้พื้นที่ผิวมีลักษณะเป็นครีบ โดยจะต้องคำนึงถึงความสะดวกในสร้าง มีความเข็งแรงทางกล มีการระบายความร้อนได้ดี ขนาดและระยะห่างของครีบ ขึ้นอยู่กับจำนวนความร้อนที่จะระบายทิ้งไป, วัสดุที่ใช้ทำครีบ, เส้นผ่าศูนย์กลางของกระบอกสูบ, ความเร็วและอุณหภูมิของอากาศที่ระบายความร้อน ครีบที่สั้นและมีจำนวนมาก จะดีกว่าครีบที่ใหญ่และมีจำนวนน้อยกว่า เครื่องยนต์ดีเซลที่ระบายความร้อนด้วยอากาศ มักจะมีพัดลมที่ถูกขับโดยเครื่องยนต์เพื่อให้มีปริมาณของอากาศพอเพียงและมีตัวบังคับทิศทางของอากาศให้ไประบายความร้อนตามส่วนต่างๆ ของเครื่องยนต์ ข้อดีของเครื่องยนต์ที่ระบายความร้อนด้วยอากาศคือ- มีน้ำหนักน้อยกว่าเครื่องยนต์ที่ระบายความร้อนด้วยน้ำประมาณ 10% เนื่องจากมีอุปกรณ์ประกอบน้อย - มีขนาดกระทัดรัดกว่า ไม่มีการรั่วของตัวระบายความร้อน - ทำงานภายใต้สภาพบรรยากาศช่องกว้างกว่า คือ ใช้ได้เกือบทุกสภาพอากาศไม่ว่าร้อน หรือหนาว - มีอายุการใช้งานนานกว่า ระบบหล่อลื่น โดยทั่วไปเครื่องยนต์จะมีระบบหล่อลื่น โดยมีน้ำมันเครื่องเป็นตัวหล่อลื่น ซึ่งต้องใช้ปั๊มเป็นตัวสร้างแรงดัน แล้วส่งไปเลี้ยงชิ้นส่วนต่างๆ เช่น ที่เพลาข้อเหวี่ยง ก้านสูบแบริ่งสลักลูกสูบ ผนังของกระบอกสูบ และส่วนที่มีการเคลื่อนไหวต่างๆอุปกรณ์ที่สำคัญของระบบหล่อลื่นคือ อ่างน้ำมันเครื่อง, ปั๊มสำหรับสูบ น้ำมันเครื่องจากอ่างเก็บไปยังช่องทางต่างๆและแบริ่ง, ตัวหล่อเย็น น้ำมันเครื่อง เพื่อระบายความร้อนออกจากน้ำมัน, เครื่องกรองเพื่อกรองสิ่งสกปรกที่เกิดขึ้น, ท่อต่างๆ, ลิ้น และเกจวัดลำดับของน้ำมัน จุดประสงค์ของการหล่อลื่นมีไว้เพื่อลดกำลังงานที่สูญเสีย เนื่องจากแรงเสียดทานลดการสึกหรอพื้นผิวที่เสียดสีกัน ระบายความร้อนจากแบริ่ง กระบอกสูบ และลูกสูบนอกจากนั้นแผ่นฟิล์มของน้ำมันหล่อลื่นบนผนังกระบอกสูบ ยังทำหน้าที่ป้องกันไม่ให้ก๊าซที่เกิดจาการเผาไหม้ ไหลเข้าไปในห้องเพลาข้องเหวี่ยงด้วย ดังนั้นระบบการหล่อลื่นในเครื่องยนต์จึงมีความสำคัญมาก ในการยืดอายุการใช้งาน และทำให้ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ดีขึ้น การหล่อลื่นเครื่องยนต์โดยใช้กำลังดัน เป็นวิธีที่นิยมใช้กันมากในการหล่อลื่นชิ้นส่วนทุกชนิดที่ไม่ได้รับการหล่อลื่น โดยวิธีวิดสาดจากพื้นห้องเพลาข้อเหวี่ยง การทำงานระบบนี้คือ น้ำมันหล่อลื่นจะถูกดูดจาด้านล่างของห้องเพลาข้องเหวี่ยง หรืออ่างน้ำมันเครื่อง โดยปั๊มเฟือง (Gear type pump) ซึ่งจะปั๊มน้ำมันหล่อลื่นผ่านเครื่องกรอง และตัวหล่อเย็นน้ำมันเครื่องไปยังท่อใหญ่ แล้วแยกผ่านท่อแยกไปยังเมนแบริ่งจากเมนแบริ่งน้ำมันหล่อลื่นทั้งหมดจะผ่านไปยังรูที่เจาะในเพลา และจูเราะทะแยงไปยังแบริ่งข้องเหวี่ยง จากนั้นน้ำมันจะผ่านรูที่เจาะในก้ามสูบ ไปยังแบริ่งสลักลูกสูบในเครื่องยนต์บางแบบ น้ำมันจากแบริ่งสลัดลูกสูบ จะใช้เพื่อระบายความร้อนลุกสูบ ท่อแยกที่ต่อกับท่อใหญ่อีกท่อหนึ่งจะพาน้ำมันหล่อลื่น ไปยังแบริ่งเพลาลูกเบี้ยว เฟือง และชิ้นส่วนอื่นๆ ที่ต้องการหล่อลื่นกำลังดันน้ำมันหล่อลื่นในท่อใหญ่ประมาณ 20-75 ปอนด์/ตารางนิ้ว แม้ว่าเครื่องยนต์จะได้รับการออกแบบดีอย่างไร ไม่ว่าจะด้านการใช้วัสดุอย่างดี มีความแข็งแรง มีประสิทธิภาพทางความร้อนเป็นเลิศ ถ้าไม่ได้รับความเอาใจใส่อย่างเหมาะสมต่อระบบการหล่อลื่นชิ้นส่วนที่เคลื่นที่ เครื่องยนต์ย่อมจะทำงานได้ไม่สมบูรณ์เกิดความสึกหรอมากและอายุการใช้งานสั้น

ระบบเชื้อเพลิง ระบบเชื้อเพลิงของเครื่องยนต์ดีเซลคือ ระบบการส่งจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงจากถังเก็บ (Storage tank) ไปยังถังเก็บเล็กที่ตั้งไว้ในที่สูง จากถังเก็บเล็กนี้ น้ำมันเชื้อเพลิงจะไหลเข้าไปในเครื่องยนต์ โดยอาศัยแรงหน่วงของโลก และจะมีปั๊มกำลังดันสูง หรือเครื่องอัดอากาศเป็นตัวช่วยส่งให้น้ำมันเชื้อเพลิงเข้าสู่ห้องเผาไหม้ ทำให้เกิดการทำงานของเครื่องยนต์ขึ้นระบบฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงก็เป็นระบบที่สำคัญอีกประการหนึ่งในการที่จะทำให้เครื่องยนค์ ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ หน้าที่ของระบบเชื้อเพลิง ที่สำคัญมีดังนี้ 1. ปรับปริมาณเชื้อเพลิงให้เหมาะสมกับโหลด หรือความเร็วได้ถูกต้องแน่นอนเพื่อให้การเผาไหม้เชื้อเพลิงได้หมดพอดี จำนวนเชื้อเพลิงที่จ่ายไปแต่ละลูกสูบจะต้องเท่ากันและคงที่ทุกครั้ง เครื่องยนต์จะเดินด้วยความเร็วสม่ำเสมอ โดยที่เมื่อมีงานหนักจะจ่ายน้ำมันมาก งานเบาจะจ่ายน้ำมันน้อย2. ฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงในจังหวะเวลาที่ถูกต้องทุกครั้ง เพื่อให้ได้กำลังงานสูงสุดประหยัดเชื้อเพลิง การเผาไหม้สะอาดหมดจด ถ้าฉีดเชื้อเพลิงเร็วไป การจุดระเบิดจะล่าช้าเพราะอุณหภูมิยังไม่สูงพอ ทำให้เครื่องยนต์เดินไม่เรียบ เกิดเสียงดัง สิ้นเปลืองเชื้อเพลิง ถ้าฉีดเชื้อเพลิงช้าเกินไป น้ำมันเชื้อเพลิงจะเปาไหม้ไม่หมด เกิดการเผาไหม้ได้เพียงเล็กน้อย ลิ้นไอเสียจะเปิด กำลังของเครื่องยนต์จะตก เครื่องร้อนจัด สิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิงสูง มีควันสีดำมาก3. มีอัตราการฉีดเชื้อเพลิงอย่างเหมาะสม หมายถึง จำนวนน้ำมันเชื้อเพลิง ที่ถูกฉีดเข้าไปในห้องเผาไหม้ ต่อระยะเวลาหน่วยหนึ่งหรือต่อองศาที่ข้องเหวี่ยงหมุดไป4. เชื้อเพลิงที่ฉีดจะต้องเป็นฝอยละออง เหมาะสมกับชนิดของห้องเผาไหม้คือ ห้องเผาไหม้บางแบบต้องการฝอยละเอียดเหมือนละอองหมอก บางแบบไม่ต้องละเอียดมากนัก การที่เชื้อเพลิงมีฝอยละเอียดพอเหมาะ จะช่วยให้การเริ่มต้นขบวนการเผาไหม้เร็วขึ้น เชื้อเพลิงเป็นไอได้เร็ว การเผาไหม้หมดจน5. การฉีดเชื้อเพลิงจะต้องกระจาย อย่างทั่วถึงทุกส่วนของห้องการเผาไหม้ เป็นการดึงออกซิเจนมาทำปฏิกริยาช่วยในการเผาไหม้ได้ทั่วถึง แต่ถ้าการแผ่กระจายไม่ดี เชื้อเพลิงบางส่วนจะไม่เผาไหม้ ออกซิเจนที่มีอยู่บางส่วนจะไม่ได้ถูกใช้งาน กำลังของเครื่องยนต์จะตกลงและสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงระบบฉีดเชื้อเพลิงที่ใช้กับเครื่องยนต์ดีเซล แบ่งออกเป็น 2 ระบบใหญ่ๆ คือ
1. ระบบฉีดเชื้อเพลิงด้วยอากาศ อากาศอัดกำลังดันสูงประมาณ 800-1,200ปอนด์/ตารางนิ้ว จากเครื่องอัดอากาศ (Air compressor) ซึ่งขับโดยตัวเครื่องยนต์เองจะเข้าทางท่ออากาศมาอยู่ที่ปลายหัวฉีด แต่ไหลออกทางปลายหัวฉีดไม่ได้เพราะเข็มนมหนูยังปิดบ่าอยู่ ขณะเดียวกันน้ำมันที่ผ่านปั๊มควบคุมการจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงแล้ว ก็จะเข้าทางท่อน้ำมันในจังหวะฉีด กระเดื่องจะยกบ่าลิ้นให้เปิด โดยการเตะของลูกเบี้ยวทำให้อากาศกำลังดันสูง ดันน้ำมันเชื้อเพลิงผ่านไปยังรูนมหนูของหัวฉีดเข่าสู่ห้องเผาไหม้เชื้อเพลิงจะถูกพ่นออกเป็นฝอยละออง กระจายไปทั่วห้องเผาไหม้ด้วยความเร็วสูง รวมตัวกับอากาศอัดที่อยู่เหนือกระบอกสูบเกิดการลุกไหม้ขึ้น ปัจจุบันระบบฉีดเชื้อเพลิงแบบนี้ยังคงมีใช้อยู่บ้าง และไม่มากนัก2. ระบบฉีดเชื้อเพลิงแบบกลไก ทำงานโดยใช้ปั๊มอัดดันน้ำมันเชื้อเพลิง เข้าหัวฉีดเพื่อพ่นน้ำมันให้เป็นฝอยละอองเข้าไปในห้องเผาไหม้ ปั๊มส่วนใหญ่จะเป็นชนิดลูกสูบ (Plunger) ดันน้ำมันเชื้อเพลิง แบ่งเป็นระบบต่างๆ ดังนี้2.1 ระบบท่อร่วม มีปั๊มตัวเดียวทำหน้าที่อัดน้ำมันเชื้อเพลิงไปยังลูกสูบต่างๆ โดยมีกลไกแบ่งปริมาณเชื้อเพลิงประจำสูบละตัว 2.2 ระบบจานจ่ายมีตัวปั๊มตัวเดียว ทำหน้าที่แบ่งปริมาณเชื้อเพลิงและอัดเชื้อ เพลิง สำหรับทุกๆ สูบของเครื่องยนต์ และมีกลไกทำหน้าที่จ่าย เชื้อเพลิงไปยังสูบต่างๆ นั่นคือ เครื่อง 4 สูบ จะมีลูกปั๊มเพียงชุดเดียว 2.2 ระบบปั๊มเดียวเฉพาะสูบ มีปั๊มสำหรับทำหน้าที่แบ่งปริมาณเชื้อเพลิง และอัด เชื้อเพลิงสำหรับแต่ละสูบของเครื่องยนต์ โดยหัวฉีดและปั๊มอยู่แยกจากกัน นั่นคือเครื่อง 4 สูบ จะมีลูกปั๊ม 4 ชุด 2.3 ระบบยูนิต อินเจ็คเตอร์ (Unit injector) เหมือนกับระบบปั๊มเดี่ยว เฉพาะสูบ แต่ปั๊มกับหัวฉีดรวมอยู่ในชุดเดียวกันที่ฝาสูบ โดยไม่มีท่อแรงดันสูง การใช้และการระวังรักษาเครื่องยนต์ โดยปกติเครื่องยนต์ทั่วไป บริษัทผู้ผลิตจะมีคู่มือการใช้และการบำรุงรักษาประจำแต่ละเครื่อง ซึ่งมีรายละเอียดปลีกย่อย แตกต่างกัน แต่หลักการใหญ่ๆ มักจะเหมือนกันโดยมีหัวข้อที่จะต้องพิจารณาดังนี้ ก่อนเริ่มเดินเครื่อง 1. ตรวจ เติมน้ำระบายความร้อนให้ได้ระดับที่ต้องการ (ถ้าเป็นเครื่องยนต์ชนิดระบายความร้อนด้วยน้ำ) 2. ตรวจ เติมน้ำมันหล่อลื่นให้ได้ระดับที่กำหนด3. ตรวจ เติมน้ำมันเชื้อเพลิงให้เติมถัง 4. ทำความสะอาดไส้กรอง ทั้งไส้กรองน้ำมันเชื้อเพลิง, น้ำมันหล่อลื่น และไส้กรองอากาศ 5. ทำความสะอาดถังอัดลม โดยการเปิดก๊อกระบายน้ำ (Drain cock) ที่อยู่ด้านล่างของถังให้น้ำออกจนหมด แล้วปิดก๊อก ทำการอัดลมให้ได้แรงดันตามที่กำหนด (ถ้าเป็นเครื่องยนต์ชนิดสตาร์ทด้วยลมอัด) 6. หมุดเครื่องหลายๆ รอบ เพื่อดูว่าหมุดสะดวกหรือมีการติดขัดหรือไม่ 7. ปั๊มน้ำมันหล่อลื่นด้วยมือ ตรวจดูว่าการไหลของน้ำมันหล่อลื่น ที่แบริ่ง, สลักลูกสูบหรือดูที่เกจวัดน้ำมันเครื่องว่าได้แรงดันตามพิกัดหรือไม่ 8. เปิดลิ้นระบบน้ำมันเชื้อเพลิง ตั้งคันเร่งไว้ประมาณ 30% ของค่าสูงสุดเริ่มเดินเครื่อง 1. ตั้งตำแหน่งของลูกสูบ ให้อยู่ในจังหวัดกำลัง โดยการหมุดที่ล้อช่วยแรง (Fly wheel)ให้ลูกสูบผ่านศูนย์ตายบน
ไปประมาณ 10-15 องศา เครื่องยนต์ทั่วไปจะมีเครื่องหมายให้เห็นเป็นที่สังเกตได้ (ถ้าเป็นเครื่องยนต์ชนิดสตาร์ทด้วยอัดลม) 2. เปิดลมเข้าสูบ หรือเปิดสวิตช์สตาร์ท 3. เมื่อเครื่องติด ให้ตรวจดูแรงดันของน้ำมันหล่อลื่นว่าปกติหรือไม่ 4. ตรวจดูระบบน้ำระบายความร้อน 5. เดินเครื่องด้วยความเร็วเดินเบา และตัวเปล่าก่อนเพื่ออุ่นเครื่องให้ร้อน โดยใช้เวลา 10-15 นาที ระหว่างอุ่นเครื่องอาจทำการปรับค่าต่างๆ ทางด้านเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เช่น ความถี่และแรงดันไฟฟ้า ให้ได้ตามพิกัด แล้วจึงทำการจ่ายโหลด การหยุดเครื่อง1. ปลดโหลดทางไฟฟ้าของเครื่องไฟฟ้าออกจากระบบก่อนให้เรียบร้อย 2. ลดความเร็วของเครื่องยนต์ ให้เดินเบาตัวเปล่าสักครู่หนึ่ง 3. ดับเครื่อง โดยการผลัก หรือเลื่อนคันเร่งน้ำมันเชื้อเพลิงไปไว้ในตำแหน่งหยุด 4. ปิดลิ้นน้ำมันเชื้อเพลิงจากถังเก็บ 5. ถ้าจะหยุดเครื่องหลายวัน ต้องถ่ายน้ำระบายความร้อนออกให้หมด ป้องกัน การเกิดสนิม และตะกรันในท่อ สวิตช์ต่างๆ ต้องตัดออก ส่วนตัดต่อในการส่งกำลังจะต้องปลดให้อยู่ในตำแหน่งว่าง (Neutral) การระวังรักษาเครื่องยนต์1. ตรวจอ่างน้ำมันเครื่อง อย่าให้มีสิ่งสกปรกตกค้างอยู่ 2. ระวังอย่าให้มีน้ำผสมอยู่ในระบบน้ำมัน ทั้งน้ำมันเชื้อเพลิง และน้ำมันหล่อลื่น 3. หมั่นทำความสะอาดเครื่องยนต์อยู่เสมอ เพื่อจะได้เห็นสิ่งผิดปกติ หรือการชำรุดของเครื่องยนต์ เช่น การรั่วไหลของน้ำ หรือน้ำมัน เนื่องจากการแตก รั่วของชิ้นส่วนเครื่องยนต์ เพื่อจะทำการแก้ไขได้ทันท่วงที 4. ทำความสะอาดไส้กรองน้ำมัน ไส้กรองอากาศ หรือเปลี่ยนไส้กรองตามกำหนดระยะเวลาในคู่มือการใช้เครื่อง 5. เปลี่ยนน้ำมันหล่อลื่นตามระยะเวลาที่กำหนด 6. ต้องรักษาถังน้ำมันเชื้อเพลิงให้สะอาด เพราะถ้ามีฝุ่นละอองลงไป จะทำให้เกิดขัดข้องในระบบ 7. อย่าปล่อยให้เครื่องดับ เพราะน้ำมันเชื้อเพลิงหมดถัง จำทำให้เกิดฟองอากาศในระบบเชื้อเพลิง และสิ่งสกปรกที่ก้นถังจะเข้าไปในท่อทางเดินน้ำมัน
ข้อดี-ขอเสียของ diesel power plant ข้อดี 1. ระบบการทำงานไม่ยุ่งยาก ค่าใช้จ่ายในการบบำรุงรักษาลดลง เพราะช่วงเวลาในการบำรุงรักษาแต่ละครั้งนานขึ้น เนื่องจากระบบฉีดเชื้อเพลิงมีปัญหาเล็กน้อย และอุปกรณ์ต่าง ๆ มีอายะการใช้งานนาน 2 ไม่มีปัญหาเกี่ยวกับโหลด, ความเร็ว, ความชื้นและปัญหาอื่น ซึ่งเป็นปัญหาของคาร์บูเรเตอร์ ปริมาณเชื้อเพลิงที่ฉีดเข้ากระบอกสูบ กำหนดปริมาณได้เที่ยงตรงโดยปั๊มฉีดเชื้อเพลิง และมีเครื่องควบคุมความเร็ว (Governor) ทำให้สามารถควบคุมได้ราบเรียบตลอดทุกช่วงความเร็ว 3 ไม่มีปัญหาการรบกวนคลื่นวิทยุจุดระเบิดด้วยไฟฟ้า 4. มีประสิทธิภาพสม่ำเสมอ ทุกขนาดของโหลด ข้อเสีย 1. เครื่องยนต์มีราคาแพง เพราะจะต้องสร้างให้มีความแข็งแรงเนื่องจากมีอัตราส่วนอัดสูง 2. มีน้ำหนักมากกว่า เมื่อมีแรงม้าเท่ากัน เพราะชิ้นส่วนต่างๆ ต้องได้รับการออกแบบให้รับแรงดันที่สูงกว่า จึงทำให้น้ำหนักของชิ้นส่วนต่างๆ มากขึ้น 3. ขณะทำงานเครื่องยนต์มีการสั่นสะเทือน และมีเสียงดังมาก 4. เมื่อเกิดการสึกหรอ หรือเครื่องยนต์เก่าที่บำรุงรักษาไม่ดี จะติดเครื่องยากเกิดควันดำ และก๊าซไอเสียมีเกิดเหม็นมาก เป็นปัญหาทางด้านมลพิษอย่างหนึ่ง 5. ระบบน้ำมันเชื้อเพลิงมีราคาแพง ต้องบำรุงรักษาปั๊มน้ำมันเชื้อเพลิง และหัวฉีด 6. สตาร์ทเครื่องยาก โดยเฉพาะเมื่ออากาศเย็นจัด เพราะต้องใช้ความร้อนจาอากาศอัดในกระบอกสูบเป็นตัวจุดระเบิด และน้ำมันเชื้อเพลิงมีจุดติดไฟสูง 7. กำลังการผลิตมีขีดจำกัด ต้องใช้พื้นที่เพิ่มมากขึ้น 8. ค่าใช้จ่ายในระบบหล่อลื่น ราคาแพง

แหล่งอ้างอิงhttp://eestaff.kku.ac.th/~amnart/Power/Diesel%20powerplant.doc