เพลิงไหม้ถังเก็บน้ำมันเบนซินที่เกิดจากน้ำมันล้นถัง MO Memoir : Wednesday 26 June 2567

เหตุการณ์นี้นับว่าใกล้เคียงกับเหตุการณ์ที่เกิดที่มาบตาพุดเมื่อเดือนพฤษภาคมที่ผ่านมามาก ไม่ว่าจะเป็นชนิดและปริมาณของน้ำมัน ระดับความสูงของน้ำมันในถังเก็บ และรูปแบบการฉีกขาดของหลังคาถังกับส่วนลำตัว แต่ด้วยการที่หลังคาถังไม่ยุบตัวลงไปใต้ผิวน้ำมัน (เพราะมีหลังคาลอยอยู่ข้างใต้อีกชั้นหนึ่ง) ทำให้การดับเพลิงเป็นไปด้วยความยากลำบาก ต้องใช้เวลาถึง ๕ วันจึงถือได้ว่าดับเพลิงได้สมบูรณ์

รูปที่ ๑ ภาพขณะเพลิงกำลังลุกไหม้ จะเห็นน้ำมันที่ไหลล้นออกมาทาง "Overflow vent" และ "Eyebron vent" ลุกติดไฟเป็นทางลงมาข้างล่าง (แหล่งที่มาของรูปไม่ได้ให้คำอธิบายใด ๆ สาเหตุที่เป็นไปได้คาดว่าน่าจะเกิดจากการฉีดอัดโฟมเข้าทางด้านล่าง (Subsurface injection) โดยหวังให้โฟมลอยไปปิดคลุมผิวน้ำมันด้านบน เพราะมีการกล่าวถึงในบทความ รูปที่ ๑ และ ๘ นำมาจาก https://www.flickr.com/photos/jaxfiremuseum/albums/72157645849543064/

เรื่องที่นำมาเล่าในวันนี้เป็นเหตุการณ์เพลิงไหม้ถังเก็บน้ำมันเบนซิน (gasoline) ที่ Steuart Petroleum ประเทศสหรัฐอเมริกา เมื่อวันที่ ๒ มกราคม ค.ศ. ๑๙๙๓ (พ.ศ. ๒๕๓๖) หรือก่อนเหตุการณ์ที่มาบตาพุด ๓๑ ปีเศษ รายละเอียดของเหตุการณ์ได้มาจากบทความฉบับภาษาอังกฤษเรื่อง "Tank Fires : Review of fire incidents 1951-2003" จัดทำโดย Henry Persson และ Anders Lönnermark เอกสารต้นฉบับน่าจะไม่ใช่ภาษาอังกฤษเพราะใช้ comma (,) แทนจุดทศนิยม

ถังที่เกิดเหตุนั้นเป็นชนิด Internal floating roof ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 30.5 เมตร (รูปที่ ๒) ตัวบทความไม่มีความสูงของส่วนลำตัวทรงกระบอก แต่จากปริมาตรน้ำมันที่บรรจุจนล้นส่วนลำตัวทรงกระบอก (8700 m³) ทำให้คำนวณความสูงของส่วนลำตัวทรงกระบอกได้ประมาณ 11.9 เมตร

รูปที่ ๒ ลักษณะถังน้ำมันที่เกิดเหตุ (ตารางบน) และการดับเพลิง (ตารางล่าง) ข้อมูลในตารางล่างนั้นเป็นการดับเพลิงครั้งสุดท้ายหลังจากที่ไหม้มาแล้ว 4.5 วัน ใช้เวลาในการควบคุมเพลิง 55 นาทีและในการดับ 1.57ชั่วโมง (แต่ดับเสร็จสิ้นสมบูรณ์แบบไม่มีไฟประทุก็ข้ามไปอีกวัน)

ในเหตุการณ์ที่มาบตาพุดนั้น ข้อมูลบางแหล่งบอกว่าถังกว้าง 26 เมตร สูง 19 เมตร มีน้ำมันประมาณ 8000 m³ ซึ่งจะคำนวณระดับความสูงน้ำมันในถังได้ 15 เมตร ซึ่งถ้าเป็นตามนี้ตัวเลขนี้ก็จะเป็นส่วนสูงของส่วนลำตัวทรงกระบอก

ก่อนจะเข้าสู่เหตุการณ์ ลองมาทำความรู้จักกับ internal floating roof tank กันหน่อย (รูปที่ ๓) เพราะในคำบรรยายเหตุการณ์นั้นมีการกล่าวถึงส่วนประกอบต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับ internal floating roof tank

ในการเก็บรักษาเชื้อเพลิงที่มีองค์ประกอบที่ระเหยได้ง่าย (เช่นมันมันเบนซิน, น้ำมันดิบ) เพื่อลดการระเหยขององค์ประกอบที่ระเหยได้ง่ายนี้ก็จะเก็บในถังแบบ floating roof ที่หลังคาถังลอยขึ้นลงตามระดับความสูงของน้ำมัน หลังคาแบบนี้ทำให้ไม่มีที่ว่างเหนือผิวของเหลว องค์ประกอบที่ระเหยได้ง่ายจึงไม่สามารถระเหยออกไปได้ แต่หลังคาแบบนี้ต้องออกแบบระบบระบายน้ำฝนที่ตกใส่หลังคา เพราะถ้ามันมีมากเกินไป น้ำหนักของน้ำฝนที่สะสมก็จะทำให้หลังคาจมได้ หรือไม่ก็ทำ fixed roof ครอบปิดทับ floating roof เอาไว้เลย ซึ่งทำให้กันได้ทั้งน้ำฝนและหิมะ

ที่ว่างเหนือ floating roof และใต้ fixed-roof ควรมีแต่อากาศ (เพราะ floating roof ป้องกันไม่ให้น้ำมันระเหยออกมา) ดังนั้นช่องระบายให้อากาศไหลเข้า-ออกเวลาที่หลังคาลดระดับต่ำลงหรือลอยสูงขึ้นก็ไม่จำเป็นต้องมีการติดตั้งอุปกรณ์ลดปริมาณไอน้ำมันระเหยออก/อากาศไหลเข้าเช่น breather valve หรือเปลวไฟไหลย้อนเข้าไปในถัง (เช่น flame arrester) ในรูปที่ ๓ นั้นจะมีช่องระบายอากาศที่เรียกว่า eyebrow vent อยู่รอบขอบล่างของ fixed roof การที่จะดูว่าถัง fixed-roof ที่เห็นนั้นมี internal floating roof อยู่ภายในหรือไม่ก็ดูได้จากการมี eyebrow vent นี้หรือไม่ เพราะถ้าเป็นถัง fixed-roof ที่ไม่มี internal floating roof อยู่ภายใน มันจะไม่มี eyebrow vent

ตัวของ floating roof นั้นจะลอยขึ้นไปได้สูงระดับหนึ่งก่อนที่จะถูกหยุด ดังนั้นถ้าหาก floating roof ลอยจนถึงตำแหน่งสูงสุดแล้วแต่ยังไม่หยุดจ่ายน้ำมันเข้าถัง ความดันในถังก็อาจสูงจนทำให้เกิดความเสียหายต่อถังเก็บได้ จึงจำเป็นต้องมีช่องระบายของเหลวส่วนเกินออกที่เรียกว่า overflow vent อยู่ทางด้านข้างของถัง (คือถ้าเป็นถังแบบ fixed roof ธรรมดามันไม่จำเป็นต้องมี เพราะระดับน้ำมันที่สูงเกินกว่าความสูงของส่วนลำตัวทรงกระบอกจะไปไหลล้นออกทางช่องระบายอากาศแทน

 

รูปที่ ๓ ตัวอย่างโครงสร้างของ internal floating roof tank เลข 1 มุมขวาบนคือ eyebrow vent ที่ไว้สำหรับระบายอากาศ ส่วนเลข 2 ที่มุมซ้ายบนคือ overflow vent สำหรับให้น้ำมันที่ล้นถังไหลออกมา ส่วน centre vent ที่อยู่ที่ตำแหน่งสูงสุดนั้นมีไว้เพื่อระบายแก๊สที่เบากว่าอากาศ

รูปที่ ๔ คำบรรยายเหตุการณ์ในช่วงแรกที่เกิด

การระเบิดเกิดขึ้นเมื่อเวลา 3.15 น ของวันที่ ๒ มกราคม (รูปที่ ๔) โดยเกิดจากน้ำมันเบนซินที่ไหลล้นออกมา ทำให้โอเปอร์เรเตอร์ที่เข้าไปตรวจสอบสถานที่เสียชีวิต ๑ ราย (ดูแล้วระบบน่าจะมีปัญหา ก็เลยส่งโอเปอร์เรเตอร์เข้าไปตรวจสอบ) ไม่สามารถระบุแหล่งจุดระเบิดได้ว่าเกิดจากอะไร แต่มึความเป็นไปได้ทั้งจากรถยนต์ที่โอเปอร์เรเตอร์ขับเข้าไป (คงเข้าไปในกลุ่มไอน้ำมันที่ระเหยออกมา), การเบียดอัดกันของ internal floating roof กับ fixed cone roof, และจากการไหลล้นของน้ำมัน (คงหมายถึงไฟฟ้าสถิต เพราะช่วงเวลาดังกล่าวของปีเป็นหน้าหนาวที่อากาศแห้ง) ไฟที่อยู่บนพื้นด้านล่างครอบคลุมพื้นที่ประมาณ 1 เอเคอร์ (2 ไร่ครึ่ง) แต่ก็สามารถควบคุมได้ในเวลาไม่นาน แต่ในเวลานั้นก็ยังมีน้ำมันไหลล้นออกทาง "overfill tank's eyebrow vent" ทำให้การดับเพลิงที่ระดับพื้นทำได้ลำบาก

แรงระเบิดทำให้ fixed roof ด้านบนยุบตัวลงมาบางส่วนมาทับอยู่บน internal floating roof ทำให้เกิดเป็นที่ว่างระหว่างด้านบนของ internal floating roof กับใต้ fixed roof และยังเกิดแนวฉีกขาดแบบ "fishmouth" ทางด้านข้างด้านหนึ่งของถัง (เกิดจากแนวรอยเชื่อมยึดระหว่าง fixed roof กับส่วนลำตัวถังฉีกขาดเป็นบางส่วน)

คือถ้าตัว fixed roof หลุดลงมาอยู่ต่ำกว่าความสูงของส่วนลำตัวทรงกระบอก ก็จะสามารถฉีดโฟมเข้าไปปิดคลุมด้านบนถังได้ เพราะมันมีขอบผนังของถังป้องกันไม่ให้โฟมไหลลงออกมานอกถัง จะทำให้การดับเพลิงทำได้ง่ายขึ้น อย่างเช่นในกรณีของเหตุการณ์ที่มาบตาพุดจะเห็นว่า ในช่วงแรกนั้นเพลิงยังไม่รุนแรง แต่ไม่สามารถดับได้ แต่พอหลังคายุบตัวจมลงไปในถัง สามารถดับได้อย่างรวดเร็ว

รูปที่ ๕ ตัวอย่าง "Foam wand" ที่ใช้ในการฉีดโฟมเข้าทางด้านบนของถัง (ตัวสีแดงด้านซ้าย) รูปขวาเป็นรูปแบบการใช้งาน ภาพต้นฉบับมีขนาดเล็ก พอขยายขึ้นมาเพื่อให้พอจะเดาตัวหนังสือได้ ภาพก็เลยไม่ค่อยคมชัด

ก่อนจะเข้าสู่เหตุการณ์การผจญเพลิง ลองมาทำความรู้จัก "Foam wand" ที่เป็นอุปกรณ์ตัวหนึ่งที่มีการกล่าวถึงในบทความกันก่อน (รูปที่ ๕) ตัวอย่างหนึ่งของอุปกรณ์นี้มีลักษณะเป็นท่อดังแสดงในรูปที่ ๕ ในการใช้งานก็เอาท่อนี้พาดเข้ากับขอบด้านบนของถัง ส่วนปลายด้านล่างต่อเข้ากับเครื่องกำเนิดโฟม แต่จากในรูปที่แสดงนั้นระดับผิวของเหลวในถังนั้นต้องอยู่ต่ำกว่าปลายล่างสุดของปลายท่อด้านบน แต่ในเหตุการณ์นี้แตกต่างออกไป เพราะน้ำมันมันล้นถังออกมา ทำให้ปลายท่อด้านบนนั้นจมอยู่ใต้พื้นผิวน้ำมัน ก่อให้เกิดปัญหา "กาลักน้ำ" ที่จะกล่าวถึงต่อไป

รูปที่ ๖ การพยายามระงับเหตุในข่วงแรก

การใช้โฟมดับเพลิงที่ไหม้ถังอยู่เริ่มหลังจากเกิดเหตุเพียงชั่วโมงเศษ (รูปที่ ๖) มีทั้งการฉีดเข้าทางด้านบน (over the top), ฉีดเข้าทาง eyebrow vent, การฉีดเข้าทางด้านล่างของถัง (subsurface injection ที่ให้โฟมลอยขึ้นด้านบน) แต่ความพยายามแต่ละครั้งทำให้น้ำมันไหลล้นออกมาจนทำให้เกิดเพลิงไหม้ที่ระดับพื้นดินอีก (ตรงนี้น่าจะเป็นผลของการฉีดเข้าทางด้านล่างดังที่ได้เกริ่นไปในบทความเมื่อวันอาทิตย์ที่ ๒๓ มิถุนาที่ผ่านมา) จนกระทั่งวันที่ ๔ (ไหม้มาแล้วสองวัน) ก็มีการใช้ foam wand ที่ขึ้นรูปเป็นพิเศษเพื่อฉีดโฟมเข้าทางด้านบน แต่ก็เกิดปัญหาตามมาเมื่อการฉีดโฟมหยุดชะงัก เพราะน้ำมันในถังนั้นไหลย้อนเข้ามาทางท่อฉีดโฟม (ปรากฏการณ์กาลักน้ำ) เพราะปลายท่อด้านบนของ foam wand นั้นอยู่ใต้ผิวน้ำมัน

รูปที่ ๗ การพยายามดับเพลิงครั้งสุดท้ายที่ประสบความสำเร็จ

การดับเพลิงที่ประสบความสำเร็จเริ่มในวันที่ ๖ มกราคมเมื่อเวลาสามทุ่มเศษ (ไฟไหม้มาแล้ว ๔ วัน - รูปที่ ๗) ตอนที่ดับเพลิงได้นั้นมีน้ำมันเหลืออยู่ในถังประมาณ 7500 m³ ก็เรียกว่าไหม้ไป 1000 m³ ซึ่งเมื่อนำตัวเลขน้ำมันที่หายไปนี้ไปหักออกจากความสูงเริ่มต้นของระดับน้ำมัน ก็จะได้ว่าระดับน้ำมันในถังลดต่ำลงประมาณ 1.5 เมตร ทำให้มีขอบผนังถังที่จะรักษาให้โฟมลอยอยู่บผิวบนของถังได้ และน้ำมันไม่ไหลล้นออกมา

การควบคุมเพลิงเกือบทั้งหมดทำได้เมื่อเวลาประมาณห้าทุ่มเศษของคืนวันที่ ๖ มกราคม (เกือบสองชั่วโมงหลังเริ่มปฏิบัติการ) แต่ในวันที่ ๗ ก็ยังมีไฟกลับมาลุกติดใหม่และยังต้องเฝ้าระวังอีก ๓๒ ชั่วโมง (คือข้ามไปถึงวันที่ ๙ มกราคม)

ณ เวลาที่เกิดเหตุนั้น เหตุการณ์นี้ถือว่าเป็นเหตุเพลิงไหม้ internal floating roof tank ที่ใหญ่ที่สุด ที่สามารถทำการดับเพลิงได้เป็นผลสำเร็จ

รูปที่ ๘ ในรูปนี้ยังมีการฉีดโฟมอยุ่ จะเห็นว่ายังมีไฟลุกอยู่บางตำแหน่ง โดยมีการฉีดโฟมลงไปทางด้านบน และเล็งไปที่ช่อง overflow vent

แล้วในระหว่างที่ไฟไหม้อยู่นั้น ผู้ผจญเพลิงจะรู้ได้อย่างไรว่าระดับน้ำมันในถังอยู่ตรงไหน ตรงนี้สังเกตได้จากการเปลี่ยนแปลงผิวโลหะของถัง เพราะเนื้อโลหะส่วนที่ร้อนจัดจะมีการเปลี่ยนแปลงสภาพ รูปที่ ๙ นำมาจากบทความเรื่อง "Fire during receiving gasoline at an inner floating tank" (https://www.shippai.org/fkd/en/cfen/CC1300007.html) เป็นเหตุการณ์เพลิงไหม้ถังเก็บน้ำมันเบนซินขนาดความจุ 2000 m³ เมื่อวันที่ ๒๓ พฤศจิกายน ค.ศ. ๒๐๐๒ (พ.ศ. ๒๕๔๕) ในเหตุการณ์นี้ตัว fixed roof นั้นปลิวหลุดออกไป พึงสังเกตว่าลำตัวถังส่วนที่อยู่ใต้ระดับผิวน้ำมันในถังจะไม่ได้รับผลกระทบจากเปลวไฟ ในขณะที่เนื้อโลหะส่วนที่อยู่เหนือระดับของเหลวนั้นได้รับความร้อนจากเปลวไฟจนสีที่ทาไว้ไหม้ไปหมด และเหล็กกลายเป็นเหล็กออกไซด์ ในเหตุการณ์นี้เพลิงไหม้เกิดขึ้นเฉพาะในถังเก็บ ไม่มีการลุกลามออกมาไหม้ข้างนอก และหลังคาถังปลิวหลุดออกไป

ในเหตุการณ์เพลิงไหม้ที่มาบตาพุดนั้น หลังเพลิงสงบภาพถ่ายถังต้นเพลิงแสดงให้เห็นว่ามีน้ำมันอยู่เต็ม ส่วนถังอีกใบที่อยู่ข้าง ๆ กันนั้นแม้จะโดนเปลวไฟครอกจากทางด้านนอก แต่สภาพลำตัวนั้นยังดีอยู่ (มีแต่คราบเขม่าดำ) นั่นแสดงว่าถังใบนั้นก็ควรมีน้ำมันบรรจุอยู่เต็มเหมือนกัน และเมื่อตัว fixed roof ยุบตัวลงไปในถัง ทำให้น้ำมันในถังกระฉอกออกมาภายนอกกลายเป็น pool fire ในเขต tank bund และ full surface fire ในถัง แต่การกระฉอกออกมาข้างนอกทำให้ระดับน้ำมันในถังลดต่ำลงกว่าขอบถัง จึงมีผนังกั้นสำหรับโฟมที่ฉีดลงไปบนผิวน้ำมัน การดับเพลิงจึงทำได้ง่ายขึ้น

รูปที่ ๙ จะเห็นว่าโลหะที่อยู่เหนือผิวของเหลวได้รับความร้อนจากเปลวไฟจนสูญเสียรูปร่างและกลายเป็นสนิม ในขณะที่ส่วนที่อยู่ต่ำกว่าระดับของเหลวยังอยู่ในสภาพดี สีที่ทาไว้ไม่มีรอยไหม้ 

 

หมายเหตุ : บทความที่เกี่ยวข้องก่อนหน้านี้
"การระเบิดของถังเก็บPyrolysis gasolineที่มาบตาพุด" MO Memoir : Saturday 11 May 2567
"การดับเพลิงไหม้Fixed roof tankเมื่อมีน้ำมันอยู่เต็มถัง" MO Memoir : Sunday 23 June 2567

 

เลิกใช้แก๊สโซฮอล์และไบโอดีเซลกันดีไหมครับ (๒) MO Memoir : Monday 27 January 2563

น่าจะราว ๆ ๔๐ ปีเศษที่แล้วบ้านเราเคยมีปัญหาการคลังจนต้องลดค่าเงินบาท ต้องประหยัดพลังงานด้วยการงดการออกรายการโทรทัศน์ตอนหกโมงเย็นถึงสองทุ่ม เพราะกำลังการผลิตไฟฟ้าไม่พอ ช่วงนั้นก็ได้อาศัยฟังวิทยุและอ่านหนังสือ ไฟถนนยังเปิดดวงเว้นดวง และสิ่งหนึ่งที่มีการบิดเบือนราคามากคือราคาน้ำมันดีเซล คือมีการมองว่าน้ำมันดีเซลเป็นน้ำมันสำคัญเพื่อการพาณิชย์ ในขณะที่น้ำมันเบนซินเป็นน้ำมันของรถเก๋ง (คนมีตังค์) ก็เลยมีการทำให้ราคาน้ำมันดีเซลถูกกว่าเบนซินมาก (ถ้าจำไม่ผิดก็น่าจะราว ๆ ครึ่งหนึ่งของเบนซิน) ผลก็คือโรงกลั่นบ้านเราผลิตดีเซลได้ไม่พอใช้ ต้องนำเข้าน้ำมันดีเซลสำเร็จรูปจากต่างประเทศ ในขณะที่กลั่นเบนซินได้เหลือเฟือ ต้องส่งออก สาเหตุหนึ่งที่ทำให้น้ำมันดีเซลไม่พอใช้ก็เพราะคนหันมาซื้อรถปิคอัพกันมากแทนการใช้รถเก๋ง เพิ่งจะมีการปรับโครงสร้างราคาน้ำมันใหม่ทำให้ราคาน้ำมันดีเซลนั้นอยู่ในระดับเดียวกันกับเบนซิน (ซึ่งจะว่าไปแล้วความจริงมันก็เป็นเช่นนั้น) เมื่อราว ๆ ๓๐ ที่ผ่านมา (จำเวลาที่แน่นอนไม่ได้ จำได้แต่เพียงว่าช่วงนั้นเรียนอยู่ต่างประเทศ)
  

รูปที่ ๑ นำมาจาก http://www.eppo.go.th/index.php/th/petroleum/price/structure-oil-price แสดงโครงสร้างราคาขายปลีกน้ำมันเชื้อเพลิง ณ กรุงเทพมหานคร ข้อมูลเป็นของวันศุกร์ที่ ๒๔ มกราคม ๒๕๖๓ ที่ผ่านมา (ที่มีการปรับราคาครั้งสุดท้ายจนถึงวันนี้) ช่องแรกนั้นเป็นราคาต่อลิตรหน้าโรงกลั่น ช่องสุดท้ายของตารางนั้นเป็นราคาขายปลีกหน้าปั๊มน้ำมัน และใต้ตารางนั้นมีราคาเอทานอลที่ใช้สำหรับผลิตแก๊สโซฮอล์ และเมทิลเอสเทอร์ของกรดไขมันหรือ Biodiesel B100 ที่นำมาผสมกับน้ำมันดีเซล ลองดูราคาต้นทุนเองเล่น ๆ ก่อนนะครับ 
   

ในตารางคำย่อ UG คือ Unleaded gasoline ซึ่งก็คือน้ำมันเบนซินไร้สารตะกั่วและไม่ได้ใช้เอทานอลเป็นสารเพิ่มเลขออกเทน อักษร H ที่นำหน้าน้ำมันดีเซลมาจาก High Speed Diesel (HSD) หรือน้ำมันดีเซลสำหรับเครื่องยนต์รอบสูง เพราะน้ำมันดีเซลเองนั้นยังมี Low Speed Diesel (LSD) หรือน้ำมันดีเซลรอบต่ำที่บางทีเรียกว่าน้ำมันขี้โล้ที่ใช้กับเครื่องยนต์เรือขนาดใหญ่ ส่วน FO ย่อมาจาก Fuel Oil หรือน้ำมันเตาที่มีการแบ่งเกรดตามค่าความหนืด
   

จากตารางคงเห็นได้ไม่ยากนะครับว่าต้นทุนกับราคาขายมันกลับกันอยู่ คือน้ำมันที่ต้นทุนต่ำสุด (ไม่ว่าจะเป็นเบนซินหรือดีเซล) กลับมีราคาขายปลีกแพงกว่าน้ำมันที่มีต้นทุนแพงกว่า (พวกที่มีเอทานอลหรือเมทิลเอสเทอร์ของกรดไขมันผสมอยู่เยอะ) ดังนั้นจึงไม่ควรแปลกใจนะครับว่าทำไมเวลาที่น้ำมันตลาดโลกมีราคาเปลี่ยนแปลง (ไม่ว่าจะเพิ่มขึ้นหรือลดลง) ราคาน้ำมันเบนซินที่มีเอทานอลผสมอยู่ยิ่งเยอะยิ่งไม่ค่อยจะมีการเปลี่ยนแปลงเท่าใด เพราะว่ามันมีน้ำมันอยู่ในส่วนผสมที่ต่ำกว่า
   

ปัจจัยที่ทำให้น้ำมันที่มีราคาต้นทุนสูงขายในราคาที่ต่ำกว่าได้นั้นคือเงินจากกองทุนน้ำมัน (Oil Fund) จะเห็นว่าน้ำมันเบนซินและแก๊สโซฮอล์ E10 และ H-Diesel นั้นทุก ๆ ลิตรที่ขายได้จะต้องมีการส่งเงินเข้ากองทุนน้ำมัน ส่วนพวกที่มีเอทานอลผสมอยู่เยอะ (ได้แก่ E20 และ E85) หรือน้ำมันดีเซล B10 และ B20 ต่างต้องดึงเงินกองทุนน้ำมัน (ที่มีรายได้จากน้ำมันต้นทุนต่ำแต่ขายแพง) มาอุดหนุน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง E85 จะเห็นว่าต้นทุนหน้าโรงกลั่นนั้นสูงกว่าราคาขายปลีกอีก ดังนั้นไม่ต้องแปลกใจนะครับว่าที่ผ่านมาที่มีการเรียกร้องให้ขยายการขาย E20 และ E85 กันนั้น ทำไมมันถึงไม่มีการขยาย เพราะถ้าคนหันมาใช้พวกนี้กันเยอะมากขึ้น (คือใช้พวก E10 น้อยลง) จะเอาเงินที่ไหนมาชดเชยให้ขายในราคาถูกหรือต่ำกว่าทุนได้
  

ช่วงไม่กี่วันที่ผ่านมามีข่าวพูดถึงการจะเลิกให้แก๊สโซฮอล์ 91 E10 โดยจะดันแก๊สโซฮอล์ 95 E20 ขึ้นมา ถ้าแก๊สโซฮอล์ 91 E10 หายไป คนใช้แก๊สโซฮอล์ 91 E10 ก็คงต้องหันไปใช้แก๊สโซฮอล์ 95 E10 แทน สิ่งที่น่าจับตามองก็คือผลต่างราคาของแก๊สโซฮอล์ 95 E20 กับแก๊สโซฮอล์ 95 E85 นั้นจะเป็นอย่างไร เพราะมันจะไม่มีแก๊สโซฮอล์ 91 E10 เป็นตัวขวางเอาไว้
   

รูปที่ ๑ โครงสร้างราคาขายปลีกน้ำมันเชื้อเพลิงสำเร็จรูปของไทย (ราคากรุงเทพ) ณ วันศุกร์ที่ ๒๔ มกราคม ๒๕๖๓
  

ความสามารถในการพิ่งพาตนเองของประเทศเป็นสิ่งสำคัญ ดังนั้นสินค้าบางอย่างแม้ว่านำเข้าจากตลาดโลกจะถูกกว่าผลิตเองในประเทศ แต่ก็จำเป็นต้องผลิตเองในประเทศ (เช่นน้ำตาลทรายที่เคยเป็นมา) การใช้เอทานอลและน้ำมันปาล์มมาผลิตเป็นน้ำมันเชื้อเพลิงนั้นเป็นการลดการพึ่งพาพลังงานจากต่างประเทศหรือลดการสูญเสียเงินตราต่างประเทศจริงหรือไม่นั้นจำเป็นต้องดูตั้งแต่จุดเริ่มต้นของกระบวนการผลิต ที่แต่ก่อนจะมีการศึกษาที่เรียกว่า "From cradle to grave" หรือ "Life cycle assessment" คือการประเมินวัฏจักรของกระบวนการว่ามันผลิตของเสียในขั้นตอนไหน โดยเริ่มจากแหล่งที่มาของวัตถุดิบไปจนถึงการจัดการขยะสุดท้ายที่เกิดจากการใช้งานสุดท้าย
  

เป็นที่ทราบกันว่าเอทานอลที่ได้จากกระบวนการหมักนั้นไม่ได้มีความเข้มข้นสูง (ราว ๆ 15% ในน้ำ) เพราะถ้าเอทานอลเข้มข้นมากไปมันจะไปฆ่าเชื้อที่ใช้ในการหมัก และการกลั่นแยกเอทานอลที่ระดับความเข้มข้นนี้ให้สูงถึงระดับที่นำไปผสมกับน้ำมันเบนซินได้นั้น (ต้องสูงไม่ต่ำกว่า 99.0%vol) นั้นใช้พลังงานมาก เผลอ ๆ อาจใช้พลังงานมากกว่าที่ได้จากเอทานอลที่กลั่นได้อีก และพลังงานที่ต้องใช้ในการกลั่นนี้ได้มาจากไหน (ถ่านหินนำเข้า ???) ในขณะที่เอทานอลที่ได้นั้นสามารถนำมาทดแทนน้ำมันเบนซิน แต่น้ำมันเชื้อเพลิงที่ยานพาหนะใช้ในการขนวัตถุดิบเพื่อนำมาผลิตเอทานอลและขนส่งเอทานอลนั้นใช้น้ำมันอะไร การทดแทนน้ำมันตัวหนึ่งแต่ไปเพิ่มการใช้งานน้ำมันอีกตัวหนึ่งนั้นมันสมเหตุสมผลหรือไม่ (ถ้าการชดเชยนั้นมันสูงกว่าก็ไม่เป็นไร แต่ถ้ามันต่ำกว่าก็จะเป็นอีกเรื่องหนึ่ง) อันนี้ยังไม่รวมถึงการนำเข้าสารเคมีทางการเกษตร (ที่ต้องจ่ายด้วยเงินตราต่างประเทศ) เพื่อผลิตพืชที่จะนำมาผลิตเป็นเชื้อเพลิง กล่าวคืออาจลดการจ่ายเงินเพื่อนำเข้าเชื้อเพลิง แต่ไปเพิ่มการจ่ายเงินในหมวดอื่นแทนในการผลิตพลังงานทดแทน ซึ่งก็ควรต้องพิจารณาเหมือนกันว่ามันสมเหตุสมผลหรือไม่ 
    

หรืออย่างในกรณีของเมทิลเอสเทอร์ของน้ำมันพืช การผลิตเมทิลเอสเทอร์นี้ต้องใช้เมทานอล (methanol CH₃OH) ที่ต้องนำเข้าจากต่างประเทศ ยิ่งมีการผลิตไบโอดีเซลเพิ่มมากขึ้น ก็ยิ่งต้องนำเข้าเมทานอลเพิ่มมากขึ้น ซึ่งก็ควรต้องมีการพิจารณาว่าแม้ว่าจะลดการนำเข้าน้ำมันดีเซลได้ แต่ปริมาณเมทานอลและเงินตราต่างประเทศที่ต้องจ่ายนั้นมันคุ้มกันหรือไม่ อันที่จริงในกรณีของน้ำมันปาล์มนั้นมีการมองกันไปไกลกว่านั้นอีก คือแทนที่จะเปลี่ยนเป็นเมทิลเอสเทอร์ก็หาทางตัดสายโซ่ไฮโดรคาร์บอนของโมเลกุลน้ำมันปาล์มให้กลายเป็นโครงสร้างโมเลกุลไฮโดรคาร์บอนที่ยังเป็นโมเลกุลที่เป็นเส้นอยู่ (linear aliphatic alkanes) แล้วขายในรูปของสารเพิ่มค่าซีเทน (Cetane no.) ให้กับน้ำมันดีเซล หรือน้ำมันเครื่องยนต์เจ็ต ก็จะได้ราคาที่ดีกว่า แถมยังไม่ต้องไปพึ่งพาเมทานอลจากต่างประเทศด้วย จะว่าไปก็ได้ยินมาว่ามีบางบริษัทที่ผลิตน้ำมันจากพลาสติกก็ใช้การเปลี่ยนพลาสติกให้กลายเป็นไฮโดรคาร์บอนโซ่ตรงที่มีค่าซีเทนสูง (ระดับ 100) แล้วจำหน่ายเป็นสารเพิ่มเลขซีเทนแทนที่ขายได้ราคาดีกว่า แทนที่จะขายเป็นน้ำมันดีเซล (เลขซีเทนอยู่ที่ 50 กว่า)
  

เคยมีวิศวกรจากโรงกลั่นแห่งหนึ่งถามความเห็นผมว่าการนำน้ำมันพืชมาผสมกับน้ำมันดีเซลนั้นมีความเห็นอย่างไร ผมก็ตอบเขาไปว่าโดยความเห็นส่วนตัวแล้ว ควรจะเป็นการผสมโดยตรงโดยไม่ต้องผลิตเป็นเมทิลเอสเทอร์ก่อน เพราะมันจะช่วยลดต้นทุน แต่คนใช้รถยนต์อาจจะไม่ชอบ แต่มันก็มีตลาดพวกเครื่องยนต์ดีเซลที่ทำงานที่รอบเครื่องคงที่ไม่ได้หวือหวาเปลี่ยนตามอารมณ์ของผู้ควบคุมเครื่อง (เช่นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า) หรือพวกที่ใช้น้ำมันดีเซลเป็นเชื้อเพลิงเพื่อผลิตไอน้ำใช้ในโรงงาน ส่วนเอทานอลนั่นหรือ ผมว่ามันก็แปลกดีเหมือนกัน พวกเรียนทางด้านกระบวนการหมักเพื่อผลิตอาหารนั้นผลิตสารละลายเอทานอลเข้มข้นเพียงแค่ประมาณ 5% ก็ขายได้ตกลิตรละร่วม ๒๐๐ บาทในรูปของไวน์ ส่วนพวกเรียนวิศวกรรมเคมีนั้นพยายามผลิตเอทานอลเข้มข้น 99% จากเอทานอลความเข้มข้นต่ำเพื่อขายในราคาลิตรละ ๒๐ กว่าบาท ซึ่งก็แปลกดีเหมือนกัน

เครื่องยนต์เบนซิน MO Memoir : วันพุธที่ ๒๑ มกราคม ๒๕๕๒

เอกสารฉบับนี้จัดทำขึ้นเพื่อประกอบการสอนวิชา 2105-445 พื้นฐานตัวเร่งปฏิกิริยา โดยมีจุดประสงค์เพื่อให้นิสิตได้เข้าใจการทำงานของเครื่องยนต์เบนซิน (ตามแบบที่บ้านเราเรียก แต่ถ้าเป็นภาษาอังกฤษต้องเรียกว่าเครื่องยนต์แก๊สโซลีน (gasoline engine)) 4 และ 2 จังหวะ ความพยายามในการเพิ่มสมรรถนะและประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงของเครื่องยนต์ ทั้งนี้เพื่อให้นิสิตมีพื้นฐานว่าการนำตัวเร่งปฏิกิริยาไปใช้ในการกำจัดไอเสียที่เกิดจากการเผาไหม้นั้นจะส่งผลต่อการออกแบบการทำงานและสมรรถนะของเครื่องยนต์อย่างใดบ้าง

เครื่องยนต์เบนซินนั้นถ้าเป็นเครื่องยนต์ขนาดใหญ่ (เช่นที่ใช้กับรถยนต์นั่งทั่วไป) จะเป็นเครื่องยนต์เบนซิน 4 จังหวะ (4 stroke engine) แต่ถ้าเป็นเครื่องยนต์ขนาดเล็ก (เช่นรถมอเตอร์ไซค์ เครื่องตัดหญ้า เครื่องยนต์ขนาดเล็ก ฯลฯ) มักจะเป็นเครื่องยนต์เบนซิน 2 จังหวะ (2 stroke engine)

ถ้าจะเปรียบเทียบกันแล้ว เครื่องยนต์เบนซิน 4 จังหวะจะมีจังหวะกำลัง 1 ครั้งทุก ๆ การหมุน 2 รอบ ในขณะที่เครื่องยนต์เบนซิน 2 จังหวะจะมีจังหวะกำลัง 1 ครั้งทุก ๆ การหมุน 1 รอบ ดังนั้นที่รอบการหมุนเท่ากัน เครื่องยนต์ 2 จังหวะจะมีการจุดระเบิดที่มากกว่า (ตอนนี้พอเดาได้ไหมว่าทำไหมสิงห์มอเตอร์ไซค์บางพวกที่ชอบแต่งเครื่องแรง ๆ จึงชอบเครื่องยนต์ 2 จังหวะ) นอกจากนี้เครื่องยนต์ 2 จังหวะยังมีโครงสร้างที่เรียบง่ายกว่าเครื่องยนต์ 4 จังหวะ จึงทำให้นิยมใชักับเครื่องยนต์ขนาดเล็ก แต่เครื่องยนต์ 2 จังหวะก็มีปัญหาเรื่องการเผาไหม้เชื้อเพลิงที่ไม่สมบูรณ์ (สู้เครื่องยนต์ 4 จังหวะไม่ได้ ดังนั้นจึงเห็นว่าในปัจจุบันรถมอเตอร์ไซค์เริ่มหันมาใช้เครื่องยนต์ 4 จังหวะมากขึ้น เพื่อให้ไอเสียที่ออกมาผ่านมาตรฐานตามที่กฎหมายกำหนด) และยังมีปัญหาเรื่องการหล่อลื่นทำให้เครื่องยนต์สึกหรอได้ง่ายกว่า (ต้องคอยเติมน้ำมันออโต้ลูป (autolube) ไม่ได้ใช้น้ำมันหล่อลื่นแบบที่เครื่องยนต์ 4 จังหวะใช้)

การทำงานของเครื่องยนต์เบนซิน นั้นมีรูปแบบการทำงานตามวัฎจักรออตโต (Otto cycle) ดังแสดงในรูปที่ 1

รูปที่ 1 Otto cycle (ซ้าย) ตามอุดมคติ และ (ขวา) ตามความเป็นจริง

(ภาพจาก http://web.mit.edu/16.unified/www/FALL/thermodynamics/notes)

รูปที่ 1 ทางด้านซ้ายเป็นวัฎจักรการทำงานตามอุดมคติ (Ideal cycle) ส่วนทางด้านขวาเป็นวัฎจักรการทำงานตามที่เป็นจริง (Real cycle) เพื่อให้เห็นภาพการทำงานจะขอยกตัวอย่างกรณีของเครื่องยนต์ 4 จังหวะดังนี้

ขั้นตอนที่ 1 : ลูกสูบอยู่ในตำแหน่งสูงสุด (ศูนย์ตายบน - Top dead centre) ขณะนี้วาล์วไอดี (สีน้ำเงิน) และวาล์วไอเสีย (สีแดง) ปิดอยู่ (อยู่ที่จุด 5 ในรูปที่ 1)

ขั้นตอนที่ 2 : จังหวะดูด (Intake stroke) : ลูกสูบเคลื่อนที่ลง พร้อมกับวาล์วไอดีเปิด (วาล์วไอเสียยังคงปิดอยู่) การเคลื่อนที่ลงของลูกสูบทำให้เกิดสุญญากาศในกระบอกสูบ ทำให้ไอดี (สีน้ำเงิน) ซึ่งเป็นส่วนผสมระหว่างอากาศกับน้ำมันเชื้อเพลิง ไหลเข้ามาในกระบอกสูบจนกระทั่งลูกสูบเคลื่อนที่ลงถึงตำแหน่งต่ำสุด (ศูนย์ตายล่าง - Bottom dead centre) (จากจุด 5 ไปยังจุด 1 ในรูปที่ 1)

ขั้นตอนที่ 3 : จังหวะอัด (Compression stroke) : วาล์วไอดีปิด (วาล์วไอเสียยังคงปิดอยู่) และลูกสูบเคลื่อนที่ขึ้น อัดไอดีที่อยู่ในกระบอกสูบให้มีปริมาตรลดลงและความดันเพิ่มขึ้น (อุณหภูมิของแก๊สก็เพิ่มตามไปด้วย) (จากจุด 1 ไปยังจุด 2 ในรูปที่ 1)

ขั้นตอนที่ 4 : จังหวะจุดระเบิด (Ignition) : หัวเทียน (spark plug) จุดระเบิด (วาล์วไอดีและวาล์วไอเสียปิด) เกิดเป็นเปลวไฟเผาไหม้ไอดีที่แผ่ออกจากจากเขี้ยวหัวเทียน (ตำแหน่งที่เกิดประกายไฟเพื่อการจุดระเบิด) ในขณะนี้ความดันในกระบอกสูบจะเพิ่มสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว (ปริมาตรมีการเปลี่ยนแปลงไม่มาก) จังหวะการจุดระเบิดของหัวเทียนนั้นอาจเกิดก่อนที่ลูกสูบจะเคลื่อนที่ขึ้นถึงตำแหน่งสูงสุด (เรียกว่าตั้งไฟแก่) หรือหลังจากที่ลูกสูบเคลื่อนที่ถึงตำแหน่งสูงสุดและกำลังเคลื่อนที่ลง (ตั้งไฟอ่อน) ก็ได้ ขึ้นกับการออกแบบเครื่องยนต์และค่าออกเทนของเชื้อเพลิงที่ใช้ ถ้าเชื้อเพลิงมีค่าออกเทนต่ำ การจุดระเบิดหลังจากที่ลูกสูบเคลื่อนที่ถึงตำแหน่งสูงสุดและกำลังเคลื่อนที่ลงจะช่วยลดอาการน๊อคของเครื่องลงได้ (จากจุด 2 ไปยังจุด 3 ในรูปที่ 1)

ขั้นตอนที่ 5 : จังหวะกำลัง (Power stroke) : แก๊สร้อนที่เกิดจากการเผาไหม้ขยายตัวดันลูกสูบเคลื่อนที่ลงล่าง ส่งกำลังไปหมุนข้อเหวี่ยงและเพลาขับเคลื่อน (วาล์วไอดีและวาล์วไอเสียปิด) ในขณะนี้ความดันในห้องกระบอกสูบจะลดลงในขณะที่ปริมาตรเพิ่มขึ้นจนกระทั่งลูกสูบเคลื่อนที่ลงต่ำสุด (จากจุด 3 ไปยังจุด 4 และจุด 1 ในรูปที่ 1)

ขั้นตอนที่ 6 : จังหวะคาย (Exhaust stroke) : แรงเฉื่อยจากจังหวะกำลังจะทำให้ลูกสูบเคลื่อนที่กลับไปข้างบนใหม่ วาล์วไอเสียจะเปิด (วาล์วไอดียังคงปิดอยู่) แรงดันที่เกิดจากการเคลื่อนที่ขึ้นของลูกสูบจะดันให้ไอเสีย (สีแดง) ไหลออกทางวาล์วไอเสียที่เปิดอยู่ เมื่อลูกสูบเคลื่อนที่ขึ้นสูงสุด วาล์วไอเสียก็จะปิด และกลับไปเริ่มต้นขั้นตอนที่ 1 ใหม่ (จากจุด 1 ไปยังจุด 5 ในรูปที่ 1)

(ภาพประกอบขั้นตอนที่ 1-6 มาจาก http://en.wikipedia.org/wiki/Four-stroke และดูภาพเคลื่อนไหวได้จากเวปไซด์ดังกล่าว)

ตามทฤษฎีแล้ว งานที่ได้จากเครื่องยนต์คือพื้นที่ของรูปปิด 1-2-3-4-1 ในรูปที่ 1 ยิ่งพื้นที่นี้ใหญ่ขึ้นเท่าใด ก็จะได้งานจากเครื่องยนต์มากขึ้น การเพิ่มพื้นที่รูปปิด 1-2-3-4-1 ดังกล่าว อาจทำได้โดย

1. ลดความดัน P₀ ให้ต่ำลง ซึ่งการลดความดัน P₀ อาจทำโดย

(ก) ลดอุณหภูมิของแก๊สที่ขยายตัว (ช่วง 4-1) ให้ต่ำลง แต่ในทางปฏิบัติเราใช้น้ำหล่อเย็นเครื่องยนต์ ดังนั้นอุณหภูมิของน้ำหล่อเย็นจึงเป็นตัวกำหนดอุณหภูมิต่ำสุดของแก๊สที่จะทำได้

(ข) ทำให้การระบายไอเสีย (ช่วง 1-5) ทำได้สะดวก เพราะถ้าระบายไอเสียทิ้งได้มาก ก็จะดูดไอดีเข้ามาได้มาก (ช่วง 5-1) การทำให้การระบายไอเสียเป็นไปได้สะดวกทำได้โดยการเพิ่มจำนวนวาล์วไอเสีย (เป็นการเพิ่มรูระบายและเป็นวิธีการที่รถยนต์ส่วนใหญ่ในปัจจุบันทำกัน) และลดความดันลดในท่อไอเสียให้ต่ำสุด (ทีนี้พอมองเห็นภาพหรือยังว่าทำไมพวกแต่งรถจึงชอบทะลวงท่อไอเสีย และเอาพวกหม้อพักต่าง ๆ ออก)

2. เพิ่มค่าอัตราส่วนการอัด (ช่วง V2-V1) ค่าอัตราส่วนการอัดคือปริมาตรกระบอกสูบเมื่อลูกสูบเคลื่อนที่ลงต่ำสุด (ซึ่งจะมีปริมาตรมากที่สุด) ต่อปริมาตรกระบอกสูบเมื่อลูกสูบเคลื่อนที่ขึ้นสูงสุด (ซึ่งจะมีปริมาตรต่ำที่สุด) เครื่องเบนซินที่ใช้กับรถยนต์ทั่วไปจะมีค่าอัตราส่วนการอัดอยู่ที่ประมาณ 9:1 ถึง 10:1 ซึ่งขึ้นอยู่กับการออกแบบเครื่องยนต์และเชื้อเพลิงที่ใช้ (ยิ่งใช้อัตราส่วนการอัดที่สูง ก็เสี่ยงต่อการเกิดการน็อค)

3. เพิ่มความดันที่จุด 3 ให้สูงขึ้นไปอีก ซึ่งทำได้โดยการบรรจุไอดีให้เข้าไปในกระบอกสูบให้ได้มากที่สุด การบรรจุไอดีให้เข้าให้มากที่สุดอาจทำได้โดย

(ก) เพิ่มจำนวนวาล์วไอดี เพื่อให้แก๊สไหลเข้าได้สะดวก (รถปัจจุบันมักจะมีวาล์วไอดี 2 วาล์วต่อกระบอกสูบ)

(ข) ทำให้ความดันในกระบอกสูบลดต่ำลงให้มากที่สุดด้วยการระบายไอเสียออกให้ได้มากที่สุด (ข้อ 1(ก))

(ค) ติดเครื่องอัดอากาศที่เรียกกันว่าเทอร์โบ เพื่อช่วยอัดไอดีเข้าไปในกระบอกสูบ แต่ถ้าใส่มากเกินไปจนการระเบิดเกิดขึ้นรุนแรงมาก เครื่องยนต์ก็จะพังเร็วขึ้น

(ง) ทำให้อากาศไหลผ่านไส้กรองอากาศได้สะดวก เช่น หารูปแบบไส้กรองอากาศที่ให้อากาศไหลผ่านได้ดี หรือบางรายถึงขึ้นถอดออกเลย แต่ก็เสี่ยงกับเครื่องยนต์พัง (ทีนี้พอเข้าใจหรือยังว่าทำไมถึงต้องมีการรณรงค์ให้ทำความสะอาดไส้กรองอากาศเพื่อช่วยประหยัดน้ำมัน)

เครื่องยนต์เบนซินที่มากับรถยนต์แต่ก่อนนั้นจะมีวาล์ว 2 วาล์ว (คือไอดีกับไอเสียอย่างละ 1) ต่อ 1 กระบอกสูบ (ถ้าจะมีมากกว่านั้นก็จะเป็นพวกรถแข่ง ไม่ใช่รถที่ขายให้ขับทั่วไปบนถนน) ต่อมาก็เพิ่มเป็น 3 วาล์วต่อกระบอกสูบ (วาล์วไอดี 2 วาล์วไอเสีย 1) และในปัจจุบันส่วนการมี 4 วาล์วต่อกระบอกสูบ (วาล์วไอดี 2 วาล์วไอเสีย 2) ก็เรียกว่าเป็นเรื่องปรกติไปแล้ว ทั้งยังมีการเปลี่ยนระบบจ่ายเชื้อเพลิงจากคาร์บิวเรเตอร์ไปเป็นระบบหัวฉีด ซึ่งประหยัดน้ำมันมากกว่าและจ่ายเชื้อเพลิงได้แม่นยำกว่า (เหมาะกับรถที่ติดเครื่องกรองไอเสีย) แถมยังมีการควบคุมองศาการจุดระเบิดด้วยอิเล็กทรอนิกส์ (ทำให้สามารถปรับการจุดระเบิดให้เหมาะสมกับออกเทนของน้ำมันที่ใช้ได้ ดังนั้นอย่าแปลกใจว่าทำไมรถในปัจจุบันที่สเปคเครื่องระบุว่าใช้น้ำมันออกเทน 95 แต่บางคนก็บอกว่าเอาไปเติม 91 ก็ไม่เห็นเครื่องจะมีปัญหาอะไร ทั้งนี้เป็นเพราะระบบควบคุมปรับจังหวะการจุดระเบิดใหม่เพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดอาการน็อคของเครื่อง)

เครื่องยนต์ 2 จังหวะก็ยังคงรูปแบบการทำงานเช่นเดียวกันกับเครื่องยนต์ 4 จังหวะ เพียงแต่มีการรวมขั้นตอนบางขั้นตอนเข้าด้วยกัน (ดูรูปที่ 2 ประกอบ) กล่าวคือในจังหวะที่ลูกสูบเคลื่อนที่ขึ้นเพื่ออัดไอดีที่อยู่ข้างบน ก็จะทำการดูดไอดีใหม่เข้ามาทางด้านใต้ลูกสูบ (รูปด้านซ้ายของรูปที่ 2) และในจังหวะที่ลูกสูบเคลื่อนที่ลงเนื่องจากการระเบิดของไอดี ลูกสูบก็จะทำการอัดไอดีที่อยู่ข้างใต้ลูกสูบให้ไหลตามช่องทางที่ทำไว้ขึ้นไปเหนือลูกสูบ (รูปด้านขวาของรูปที่ 2) เพื่อเข้าไปไล่ไอเสียออกทางวาล์วไอเสีย (ดูภาพเคลื่อนที่ประกอบได้จาก http://th.wikipedia.org หัวข้อเครื่องยนต์ 2 จังหวะ หรือ http://www.benzckw.com/node/72)

รูปที่ 2 การทำงานของเครื่องยนต์ 2 จังหวะ (ซ้าย) จังหวะอัดและระเบิด (ขวา) จังหวะคายและดูด

(ภาพประกอบจาก http://www.mechanicskluay.th.gs/web-m/echanicskluay/page05.htm)

จะเห็นว่าในจังหวะที่ทำการไล่ไอเสียออกนั้น ก็มีไอดีเข้าไปผสมกับไอเสียบางส่วนแล้ว ดังนั้นถ้าไม่รีบปิดช่องทางไอเสียออก ก็จะมีไอดีหลุดรอดไปกับไอเสีย แต่ถ้าปิดช่องทางไอเสียเร็วเกินไป ไอดีก็จะไหลเข้าไปอยู่ด้านบนของกระบอกสูบได้ไม่เต็มที่ นอกจากนี้การที่ไอดีเข้าทางด้านล่าง ทำให้ไม่สามารถใช้ด้านล่างของกระบอกสูบเป็นอ่างเก็บน้ำมันเครื่องเหมือนในกรณีของเครื่องยนต์ 4 จังหวะได้ การหล่อลื่นของเครื่องยนต์ 2 จังหวะจึงทำได้ไม่ดีเท่าเครื่องยนต์ 4 จังหวะ