การชิงจุดระเบิด

การชิงจุดระเบิด () ในเครื่องยนต์จุดระเบิดด้วยประกายไฟเป็นปรากฏการณ์ทางเทคนิคที่ต่างจากการน็อกของเครื่องยนต์ และอธิบายถึงเหตุการณ์ที่ส่วนผสมอากาศ/เชื้อเพลิงในกระบอกสูบเกิดการลุกไหม้ก่อนที่หัวเทียนจะจุดประกายไฟ การชิงจุดระเบิดเริ่มต้นจากแหล่งกำเนิดประกายไฟอื่นที่ไม่ใช่หัวเทียน เช่น จุดร้อนในห้องเผาไหม้ หัวเทียนที่ร้อนเกินไปสำหรับลักษณะการใช้งานนั้น หรือคราบเขม่าคาร์บอนที่สะสมในห้องเผาไหม้ซึ่งถูกเผาจนร้อนแดงจากการเผาไหม้ครั้งก่อนหน้า

ปรากฏการณ์นี้ยังถูกเรียกว่า 'after-run' หรือ 'run-on' หรือบางครั้งเรียกว่า 'dieseling' เมื่อมันทำให้เครื่องยนต์ยังคงทำงานต่อไปหลังจากที่ดับเครื่องยนต์แล้ว ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นได้ง่ายกว่าในเครื่องยนต์เบนซินที่ใช้คาร์บูเรเตอร์ เนื่องจากโดยทั่วไปแล้วการจ่ายเชื้อเพลิงไปยังคาร์บูเรเตอร์จะถูกควบคุมด้วยลูกลอยเชิงกลแบบแพสซิฟและเชื้อเพลิงสามารถจ่ายต่อไปได้จนกว่าแรงดันในท่อน้ำมันจะลดลง โดยมีเงื่อนไขว่าเชื้อเพลิงจะต้องถูกดึงผ่านลิ้นปีกผีเสื้อไปได้ ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นได้ยากในเครื่องยนต์สมัยใหม่ที่ใช้ระบบฉีดเข้าช่องลื้นปีกผีเสื้อหรือระบบฉีดเชื้อเพลิงแบบอิเล็กทรอนิกส์ เนื่องจากหัวฉีดจะไม่ได้รับอนุญาตให้จ่ายเชื้อเพลิงต่อไปหลังจากดับเครื่องยนต์แล้ว และหากเกิดขึ้นอาจบ่งชี้ว่ามีหัวฉีดรั่ว (ชำรุด) อยู่

ในกรณีเครื่องยนต์ที่มีการอัดอากาศหรืออัตราส่วนกำลังอัดสูงมากแบบหลายสูบ การชิงจุดระเบิดสามารถทำให้ลูกสูบหลอมละลายหรือถูกเผาได้อย่างรวดเร็วเนื่องจากกำลังที่สร้างขึ้นโดยลูกสูบที่ยังคงทำงานปกติจะไปบังคับให้ลูกสูบที่ร้อนจัดนั้นเคลื่อนที่ต่อไปไม่ว่าส่วนผสมจะชิงจุดระเบิดเร็วแค่ไหน เครื่องยนต์จำนวนมากได้รับความเสียหายเช่นนี้เมื่อมีการจ่ายเชื้อเพลิงที่ไม่เหมาะสม บ่อยครั้งที่หัวฉีดตัวหนึ่งอาจอุดตันในขณะที่หัวฉีดอื่น ๆ ยังคงทำงานตามปกติ ทำให้เกิดการระเบิดเล็กน้อยในกระบอกสูบหนึ่งซึ่งนำไปสู่การระเบิดที่รุนแรงขึ้น จากนั้นจึงเกิดการชิงจุดระเบิดในที่สุด 

ความท้าทายที่เกี่ยวข้องกับการชิงจุดระเบิดเพิ่มสูงขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาด้วยการพัฒนาเครื่องยนต์จุดระเบิดด้วยประกายไฟที่มีการอัดอากาศสูงมากและลดความเร็วรอบเครื่องยนต์ ความเร็วรอบเครื่องยนต์ที่ลดลงทำให้มีเวลามากขึ้นสำหรับกระบวนการเคมีของการเผาไหม้ตัวเอง ทำให้เพิ่มโอกาสในการเกิดการชิงจุดระเบิดและสิ่งที่เรียกว่า "เมกะน็อก" (mega-knock) ภายใต้สถานการณ์เหล่านี้ ยังคงมีการถกเถียงกันอย่างมีนัยสำคัญเกี่ยวกับแหล่งที่มาของการชิงจุดระเบิด

การชิงจุดระเบิดและการน็อกของเครื่องยนต์ทั้งสองอย่างต่างก็ทำให้อุณหภูมิในห้องเผาไหม้สูงขึ้นอย่างรวดเร็ว ด้วยเหตุนี้ ปรากฏการณ์หนึ่งจึงเพิ่มโอกาสที่อีกปรากฏการณ์หนึ่งจะเกิดขึ้นได้ และทั้งสองอย่างอาจก่อให้เกิดผลกระทบที่คล้ายคลึงกันในมุมมองของผู้ขับขี่ เช่น เครื่องยนต์เดินไม่เรียบ หรือสูญเสียสมรรถนะเนื่องจากการที่คอมพิวเตอร์ควบคุมขบวนส่งกำลังเข้ามาจัดการ สำหรับเหตุผลเหล่านี้ ผู้ที่ไม่คุ้นเคยกับความแตกต่างอาจอธิบายปรากฏการณ์หนึ่งด้วยชื่อของอีกปรากฏการณ์หนึ่งได้ ด้วยการออกแบบห้องเผาไหม้อย่างเหมาะสม การชิงจุดระเบิดสามารถกำจัดได้โดยทั่วไปด้วยการเลือกหัวเทียนที่ถูกต้อง การปรับส่วนผสมเชื้อเพลิง/อากาศให้เหมาะสม และการทำความสะอาดห้องเผาไหม้เป็นระยะ

สาเหตุ
สาเหตุของการชิงจุดระเบิดมีดังต่อไปนี้:
 คราบเขม่าคาร์บอนก่อตัวเป็นฉนวนความร้อนและสามารถเป็นปัจจัยที่ทำให้เกิดการชิงจุดระเบิดได้ สาเหตุอื่น ๆ ได้แก่ หัวเทียนร้อนเกินไป (ใช้ค่าความร้อนไม่เหมาะสมกับการใช้งาน) คราบเขม่าคาร์บอนที่ร้อนแดงบนลิ้นไอเสีย (อาจหมายถึงลิ้นกำลังทำงานที่อุณหภูมิสูงเกินไปเนื่องจากการปิดไม่สนิท สปริงลิ้นล้าหรือระยะตั้งลิ้นไม่เพียงพอ)
 ขอบคมในห้องเผาไหม้หรือบนลูกสูบ (การลบขอบคมด้วยเครื่องเจียรสามารถขจัดสาเหตุนี้ได้)
 ขอบคมบนลิ้นที่ถูกเจียรอย่างไม่เหมาะสม (เหลือขอบไม่เพียงพอ)
 ส่วนผสมเชื้อเพลิงบางเกินไปหรือมีปริมาณออกซิเจนในห้องเผาไหม้มากเกินไป
 เครื่องยนต์ร้อนกว่าปกติเนื่องจากปัญหาระบบหล่อเย็น (ระดับน้ำหล่อเย็นต่ำ คลัตช์พัดลมลื่น พัดลมไฟฟ้าไม่ทำงาน หรือปัญหาระบบหล่อเย็นอื่น ๆ)
 การจุดระเบิดตัวเองของหยดน้ำมันเครื่อง (สามารถแก้ไขได้โดยใช้ถังดักน้ำมัน)
 น้ำมันเครื่องในเครื่องยนต์ไม่เพียงพอ
 การตั้งจังหวะจุดระเบิดล่วงหน้ามากเกินไป
 อากาศมากเกินไป/เชื้อเพลิง (ออกเทน) น้อยเกินไปที่จะทนต่อแรงดันได้ (อากาศมากเกินไปทำให้เกิดแรงดันมากเกินไปสำหรับออกเทนที่จะรองรับได้ เชื้อเพลิงที่น้อยเกินไปจะลดค่าออกเทนในการรองรับอากาศที่มีแรงดัน)Engine Basics: Detonation and Pre-Ignition by Allen W. Cline

การชิงจุดระเบิดจากการระเบิดรุนแรง
เนื่องจากลักษณะที่การระเบิดรุนแรงทำลายชั้นของสารหล่อลื่นที่ปกป้องชิ้นส่วนต่าง ๆ ในกระบอกสูบ เช่น ขั้วไฟฟ้าหัวเทียน ชิ้นส่วนเหล่านี้จึงอาจเริ่มร้อนจัดเมื่อเกิดการระเบิดรุนแรงอย่างต่อเนื่องและเริ่มเรืองแสงได้ ในที่สุดสิ่งนี้อาจนำไปสู่การชิงจุดระเบิดซึ่งสร้างความเสียหายร้ายแรงยิ่งกว่าที่ได้อธิบายไว้ข้างต้น

แม้เครื่องยนต์ยานยนต์ทั่วไปจะสามารถทำงานต่อไปได้อีกหลายพันกิโลเมตรเมื่อเกิดการระเบิดรุนแรงเพียงเล็กน้อย แต่การชิงจุดระเบิดสามารถทำลายเครื่องยนต์ได้ภายในเวลาเพียงไม่กี่จังหวะของลูกสูบเท่านั้น

 อ้างอิง 

หมวดหมู่:เทคโนโลยีระบบเชื้อเพลิงเครื่องยนต์