ว ิ ชางานระบบฉ ี ดเช ้ ื อเพล ิ งควบค ุ มด้วย อิเล็กทรอนิกส์ รหัสวิชา 20101-2004
248 พส.12 ใบความรู้ (Information Sheets) รหัสวิชา 20101-2004 วิชา งานระบบฉีดเชื้อเพลิงควบคุมด้วยอิเล็กทรอนิกส์ ชื่อหน่วย ระบบจุดระเบิดแก๊สโซลีน เรื่อง ระบบจุดระเบิดแก๊สโซลีน จำนวนชั่วโมงสอน 21 ชั่วโมง จุดประสงค์การเรียนรู้ รายการเรียนรู้ - จุดประสงค์ทั่วไป 1.อธิบายการทำงานของระบบจุดระเบิดแบบทรานซิสเตอร์ (Transistor Ignition System)ได้ 2.อธิบายการทำงานของระบบจุดระเบิดแบบซี.ดี.ไอ. (Capacitive Discharge Ignition System:CDI)ได้ 3.อธิบายการทำงานของระบบจุดระเบิดแบบไม่มีจานจ่าย (Distributorless Ignition System : DLI)ได้ 4.อธิบายการทำงานของระบบจุดระเบิดตรง (Direct Ignition System : DIS)ได้ 5.อธิบายการทำงานของระบบควบคุมการจุดระเบิดล่วงหน้า ด้วยอิเล็กทรอนิกส์ lectronic Spark Advance : ESA)ได้ - จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม 1.ปฏิบัติการตรวจระบบจุดระเบิดแบบทรานซิสเตอร์ (Transistor Ignition System)ได้ 2.ปฏิบัติการตรวจระบบจุดระเบิดแบบไม่มีจานจ่าย (Distributorless Ignition System : DLI)ได้ 3.ปฏิบัติการตรวจสัญญาณจังหวะการจุดระเบิด (Ignition Timing Signal : IGT)ได้ 4.ปฏิบัติการตรวจสัญญาณยืนยันการจุดระเบิด (Ignition Failure Signal : IGF)ได้ 5.ปฏิบัติการตรวจการควบคุมการจุดระเบิดขณะสตาร์ตและ หลังสตาร์ตเครื่องยนต์ได้ 6.ปฏิบัติการตรวจการควบคุมการปรับแก้การจุดระเบิด ล่วงหน้าได้ 1.การทำงานของระบบจุดระเบิดแบบทรานซิสเตอร์ (Transistor Ignition System) 2.การทำงานของระบบจุดระเบิดแบบซี.ดี.ไอ. (Capacitive Discharge Ignition System:CDI) 3.การทำงานของระบบจุดระเบิดแบบไม่มีจานจ่าย (Distributorless Ignition System : DLI) 4.การทำงานของระบบจุดระเบิดตรง (Direct Ignition System : DIS) 5.การทำงานของระบบควบคุมการจุดระเบิดล่วงหน้า ด้วยอิเล็กทรอนิกส์ Electronic Spark Advance : ESA) 6.ตรวจสัญญาณจังหวะการจุดระเบิด (Ignition Timing Signal : IGT) 7.ตรวจสัญญาณยืนยันการจุดระเบิด (Ignition Failure Signal : IGF) 8.ตรวจการควบคุมการจุดระเบิดขณะสตาร์ตและหลัง สตาร์ตเครื่องยนต์ 9.ตรวจการควบคุมการปรับแก้การจุดระเบิดล่วงหน้า แบบประเมินผลการเรียนรู้ท้ายหน่วยที่ 7
249 เนื้อหาสาระ ระบบจุดระเบิด จัดว่าเป็นระบบที่มีความสำคัญมากในการเผาไหม้เชื้อเพลิง ของเครื่องยนต์แก๊สโซลีน เพราะ การเผาไหม้ที่สมบูรณ์ นอกจากจะได้กำลังจากเครื่องยนต์เต็มที่แล้ว ยังเป็นการลดมลภาวะและประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิง อีกด้วย สำหรับระบบฉีดเชื้อเพลิงอิเล็กทรอนิกส์นั้น จะต้องมีการควบคุมจังหวะการจุดระเบิดให้แม่นยำ และสามารถ ปรับองศาการจุดระเบิดล่วงหน้าได้ทันต่อการเปลี่ยนแปลงความเร็วรอบของเครื่องยนต์ 1. ระบบจุดระเบิดแบบทรานซิสเตอร์ (Transistor Ignition System ) ระบบจุดระเบิดแบบทรานซิสเตอร์ล้วน ( All Transistor Ignition System ) รูปที่ 7.1 วงจรระบบจุดระเบิดแบบทรานซิสเตอร์ล้วน ระบบจุดระเบิดแบบกึ่งทรานซิสเตอร์สามารถแก้ปัญหากระแสไฟแรงเคลื่อนสูงไม่เพียงพอที่ความเร็วสูงได้ แต่ ก็ยังมีขีดจำกัด เนื่องจากเกิดอาการเต้นของหน้าทองขาว ( Point Bounce ) จึงมีการนำเอาระบบจุดระเบิดแบบ ทรานซิสเตอร์ล้วนมาใช้ ซึ่งจะแตกต่างจากระบบจุดระเบิดแบบกึ่งทรานซิสเตอร์ตรงที่ไม่มีหน้าท้องขาว แต่จะใช้เครื่อง กำเนิดสัญญาณ ( Signal Generator ) ซึ่งประกอบไปด้วยขดลวดสัญญาณ ( Pick up Coil ) แม่เหล็ก ( Magnet ) และโรเตอร์ ( Signal Rotor ) รูปที่ 7.2 โครงสร้างของเครื่องกำเนิดสัญญาณ
250 ในรูปที่ 7.3 แสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงเส้นแรงแม่เหล็กในขดลวดสัญญาณ และแรงเคลื่อนไฟฟ้า ในตำแหน่ง A ระยะห่างของขดลวดสัญญาณกับฟันโรเตอร์จะห่างมากที่สุด ความหนาแน่นของเส้นแรง แม่เหล็กจึงมีน้อย ในตำแหน่งนี้ไม่มีแรงเคลื่อนไฟฟ้าเกิดขึ้น ในตำแหน่ง B เมื่อฟันของโรเตอร์เคลื่อนที่เข้ามาใกล้ขดลวดสัญญาณ การเปลี่ยนแปลงของเส้นแรงแม่เหล็กมี มากที่สุดกำเนิดแรงเคลื่อนไฟฟ้ามากที่สุด ในตำแหน่ง C เมื่อฟันของโรเตอร์เคลื่อนที่มาตรงกับขดลวดสัญญาณ การเปลี่ยนแปลงเส้นแรงแม่เหล็กไม่มี ทำให้การกำเนิดสัญญาณแรงเคลื่อนไฟฟ้าเป็นศูนย์ ในตำแหน่ง D เมื่อฟันของโรเตอร์เคลื่อนที่ออกห่างจากขดลวดสัญญาณ การเปลี่ยนแปลงเส้นแรงแม่เหล็กมี มาก ที่สุด กำเนิดแรงเคลื่อนไฟฟ้ามากที่สุด เหมือนกับในตำแหน่ง B แต่ขั้วของแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ผลิตออกมานี้จะมีขั้ว ตรงกันข้ามกับขั้วไฟฟ้าในตำแหน่ง B ดังนั้นกระแสไฟฟ้าที่ขดลวดสัญญาณผลิตออกมาจึงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ รูปที่ 7.3 การทำงานของเครื่องกำเนิดสัญญาณ การทำงานของระบบจุดระเบิดแบบทรานซิสเตอร์ล้วน รูปที่ 7.4 การทำงานของระบบจุดระเบิดแบบทรานซิสเตอร์ล้วน เมื่อเปิดสวิตช์จุดระเบิด
251 เมื่อเปิดสวิตช์จุดระเบิด กระแสไฟฟ้าจากแบตเตอรี่จะไหลผ่าน R1 และ R2 แล้วลงกราวด์ ในขณะนี้ ทรานซิสเตอร์ยังไม่ทำงาน เนื่องจากยังไม่มีกระแสไฟฟ้าไปกระตุ้นที่ขั้ว B ของทรานซิสเตอร์ ดังนั้นจึงไม่มีกระแสไฟฟ้า ไหลผ่านขดลวดปฐมภูมิในคอยล์จุดระเบิด รูปที่ 7.5 การทำงานของระบบจุดระเบิดแบบทรานซิสเตอร์ล้วน เมื่อสตาร์ทเครื่องยนต์ เมื่อสตาร์ทเครื่องยนต์ จะเกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้ากระแสสลับในขดลวดสัญญาณ ทางด้านบนของขดลวดสัญญาณ เป็นขั้วลบ สวนทางด้านล่างของขดลวดสัญญาณเป็นขั้วบวก แรงเคลื่อนไฟฟ้าในขดลวดสัญญาณจึงไหลไปกระตุ้นที่ขั้ว B ผ่านไปยังขั้ว E แล้วลงกราวด์ จากผลอันนี้จึงทำให้มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวดปฐมภูมิ ผ่านขั้ว C ไปยังขั้ว E แล้ว ลงกราวด์ จึงเกิดสนามแม่เหล็กบานตัวขึ้นที่แกนเหล็กอ่อนของคอยล์จุดระเบิด รูปที่ 7.6 การทำงานของระบบจุดระเบิดแบบทรานซิสเตอร์ล้วน เมื่อทรานซิสเตอร์ไม่ทำงาน เมื่อเครื่องยนต์หมุนต่อไป ทำให้แรงเคลื่อนไฟฟ้ากระแสสลับที่ขดลวดสัญญาณเปลี่ยนขั้วไปจากเดิม จึงไม่มี กระแสไฟฟ้าไปกระตุ้นที่ขั้ว B ของทรานซิสเตอร์ ทรานซิสเตอร์จึงหยุดทำงาน จากผลอันนี้จะทำให้กระแสไฟฟ้าจาก ขดลวดปฐมภูมิหยุดไหล ดังนั้นจึงเกิดการเหนี่ยวนำในขดลวดทุติยภูมิ เกิดกระแสไฟแรงเคลื่อนสูงส่งไปยังหัวเทียน
252 ระบบจุดระเบิดแบบทรานซิสเตอร์ล้วน ได้มีการพัฒนาขึ้นไปอีกโดยใช้กล่องคอมพิวเตอร์ (ECU) เป็นตัว ควบคุมการทำงานของทรานซิสเตอร์ ซึ่งบางบริษัทเรียกระบบจุดระเบิดแบบนี้ว่า ระบบจุดระเบิดทรานซิสเตอร์ด้วย ดิจิตอล (Digitally Controlled Transistorized System) รูปที่ 7.7 จุดระเบิดแบบทรานซิสเตอร์ล้วน ( TCCS ) แบบของ Toyota การทำงาน เมื่อสตาร์ทเครื่องยนต์ ตัวตรวจจับมุมเพลาข้อเหวี่ยงซึ่งอยู่ภายในจานจ่ายจะส่งสัญญาณมุมเพลาข้อเหวี่ยง (สัญญาณ NE และ G) มายังกล่องคอมพิวเตอร์ กล่องคอมพิวเตอร์จะคำนวณองศาการจุดระเบิดตามสภาวะการทำงาน ของเครื่องยนต์ แล้วส่งสัญญาณการจุดระเบิด (IGT) มายังตัวช่วยจุดระเบิด (Igniter) ในลักษณะของพัลส์ (Pulse) เมื่อ ทรานซิสเตอร์ในตัวช่วยจุดระเบิดได้รับสัญญาณ IGT ทรานซิสเตอร์จะยอมให้กระแสไฟฟ้าจากขดลวดปฐมภูมิของ คอยล์จุดระเบิดไหลผ่านลงกราวด์ได้ ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กบานตัวขึ้นที่แกนเหล็กอ่อนของคอยล์จุดระเบิด เมื่อพัลส์ ของสัญญาณ IGT หยุดส่ง (ช่วงระยะเวลาของพัลส์จากจุดเริ่มส่ง สัญญาณถึงจุดสิ้นสุดการส่งสัญญาณจะรวดเร็วมาก) ทรานซิสเตอร์จะทำการตัดกระแสไฟฟ้าจากขดลวดปฐมภูมิของคอยล์จุดระเบิด ทำให้เกิดการยุบตัวของเส้นแรง แม่เหล็ก เกิดการเหนี่ยวนำขึ้นที่ขดลวดทุติยภูมิ เกิดกระแสไฟแรงเคลื่อนสูงไหลไปกระโดดข้ามช่องว่างที่หัวเทียน ในขณะที่เกิดการจุดระเบิดนั้นตัวช่วยจุดระเบิด จะส่งสัญญาณยืนยันการจุดระเบิด (IGF) ไปยังกล่องคอมพิวเตอร์ เพื่อให้ระบบหัวฉีดฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงต่อไป 2.ระบบจุดระเบิดแบบซี.ดี.ไอ. (Capacitive Discharge Ignition System : CDI) ระบบจุดระเบิดแบบทรานซิสเตอร์ที่กล่าวมาแล้วนั้น มีข้อเสีย คือ ใช้กระแสไฟฟ้าสูงมากอาจทำให้ กระแสไฟฟ้าในไฟแบตเตอรี่ไม่พอใช้ ระบบจุดระเบิดแบบซี.ดี.ไอ.มีโครงสร้างหลักอยู่ 4 ส่วน คือ 1. DC–DC Converter เป็นอุปกรณ์เพิ่มแรงเคลื่อนไฟฟ้า โดยทำหน้าที่แปลงกระแสไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ ให้เป็นไฟกระแสแรงเคลื่อนสูงประมาณ 300-400 โวลต์ 2. คอนเดนเซอร์ ทำหน้าที่ รับหรือเก็บประจุไฟกระแสตรงแรงเคลื่อนสูงจาก DC-DC Converter 3. ชุดควบคุมใช้ SCR (Silicon Control Rectifier) ร่วมกับตัวกำเนิดสัญญาณที่จานจ่าย (Pulse Generator) ควบคุมการคายประจุของคอนเดนเซอร์ เพื่อให้เกิดกระแสไฟแรงเคลื่อนสูงที่คอยล์ 4. คอยล์จุดระเบิด (Ignition Coil) ทำหน้าที่ แปลงกระแสไฟแรงเคลื่อนต่ำให้เป็นกระแสไฟแรงเคลื่อน
253 รูปที่ 7.8 แสดงแผนผังวงจรระบบจุดระเบิดแบบซี.ดี.ไอ. การทำงาน ไฟกระแสตรงแรงเคลื่อน 12 โวลต์จากแบตเตอรี่ จะไหลผ่านอุปกรณ์เพิ่มแรงเคลื่อนไฟฟ้า (DC-DC Converter) เพื่อแปลงให้เป็นไฟกระแสตรงแรงเคลื่อนสูงประมาณ 400 โวลต์ แล้วไหลเข้าประจุ (Charge) ใน คอนเดนเซอร์ เมื่อลูกสูบเคลื่อนที่อยู่ในตำแหน่งจุดระเบิด ตัวกำเนิดสัญญาณ (Pulse Generator) ในตัวเรือนจานจ่าย จะ ผลิตสัญญาณออกมา สัญญาณนี้จะไหลไปยังตัวกำหนดตำแหน่งจุดระเบิด (Trigger) เพื่อกำหนดตำแหน่งจุด ระเบิดให้ ถูกต้องตามสภาวะของเครื่องยนต์และขยายสัญญาณ ต่อจากนั้นสัญญาณจะไหลไปกระตุ้น SCR ที่ขั้ว G (Gate) ทำให้ SCR เป็นตัวนำไฟฟ้า คอนเดนเซอร์จะคายประจุ (Discharge) ผ่าน SCR ไปยังขวดลวดปฐมภูมิ (Primary Winding) ทำให้เกิดการเหนี่ยวนำในขดลวดทุติยภูมิเกิดกระแสไฟแรงเคลื่อนสูงประมาณ 30 กิโลโวลต์ ไหลไปกระโดดข้าม ช่องว่างของหัวเทียน 3.ระบบจุดระเบิดแบบไม่มีจานจ่าย (Distributor Less Ignition System : DLI) ระบบจุดระเบิดแบบไม่มีจานจ่าย (DLI) คือ ระบบจุดระเบิดแบบอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งคอยล์จุดระเบิดจะ จ่าย กระแสไฟแรงเคลื่อนสูงไปยังหัวเทียนโดยตรง โดยไม่ต้องผ่านจานจ่าย เป็นการขจัดปัญหากระแสไฟแรง เคลื่อนสูง ลดลงเนื่องจากช่องว่างของขั้วจานจ่าย ระบบจุดระเบิดแบบไม่มีจานจ่าย ตัวช่วยจุดระเบิด (Igniter)จะติดอยู่กับกล่องคอมพิวเตอร์ ส่วนคอยล์จุด ระเบิดจะมีอยู่ 3 ชุด ชุดแรกสาหรับสูบที่ 1 และ 6 ชุดที่ 2 สาหรับสูบที่ 2 และ 5 ชุด ที่ 3 สาหรับสูบที่ 3 และ 4 นั่น แสดงว่าแต่ละสูบจะจุดระเบิด 2 ครั้ง ใน 1 วัฏจักร (1 Cycle) รูปที่ 7.9 แสดงระบบจุดระเบิดแบบไม่มีจานจ่าย ของระบบ TCCS
254 การทำงาน เมื่อสตาร์ทเครื่องยนต์ ตัวรับรู้มุมเพลาข้อเหวี่ยง (Crank Angle Sensor) จะส่งสัญญาณมุมเพลาข้อเหวี่ยง (G1 และ G2) และสัญญาณความเร็วรอบของเครื่องยนต์ (NE) ไปยังกล่อง คอมพิวเตอร์ กล่องคอมพิวเตอร์ จะส่ง สัญญาณจุดระเบิดเฉพาะสูบ (IGDA และ IGDB) และสัญญาณจังหวะจุดระเบิด (IGT) ไปยังตัวช่วยจุดระเบิด (Igniter) ต่อจากนั้นคอยล์จุดระเบิดทั้ง 3 ตัวจะสลับกันทางานทีละตัวตามวงจรควบคุม (Drive Circuit) ในตัวช่วยจุดระเบิด 4. ระบบจุดระเบิดตรง ( Direct Ignition System : DIS ) ระบบจุดระเบิดตรง (DIS) จะปรับจังหวะการจุดระเบิดให้แม่นยำยิ่งขึ้น ลดการสูญเสียไฟฟ้าแรงดันสูง เพิ่ม ความถูกต้องแม่นยำของระบบจุดระเบิด โดยไม่ใช้จานจ่ายในการจ่ายไฟ เป็นระบบจุดระเบิดอิสระซึ่งแต่ละกระบอกสูบ จะมีคอยล์จุดระเบิด 1 ตัว ( พร้อมตัวช่วยจุดระเบิด ) ปลั๊กหัวเทียนที่สัมผัสกับหัวเทียนจะรวมเข้ากับคอยล์จุดระเบิด รวมทั้งตัวช่วยจุดระเบิดเข้าด้วยกัน ทำให้มีขนาดเล็กกะทัดรัดง่ายต่อการใช้งาน รูปที่ 7.10 วงจรไฟฟ้าระบบจุดระเบิดตรง (DIS) รูปที่ 7.11 โครงสร้างของชุดคอยล์จุดระเบิดตรง
255 5. ระบบควบคุมการจุดระเบิดล่วงหน้าด้วยอิเล็กทรอนิกส์ ( Electronic Spark Advance : ESA) ในขณะที่เครื่องยนต์ทำงาน ตำแหน่งการจุดระเบิดจะเกิดขึ้นที่ประมาณ 10 องศาก่อนศูนย์ตายบน เพื่อให้ได้ กำลังงานสูงสุด แต่อย่างไรก็ตาม ตำแหน่งการจุดระเบิด จะเปลี่ยนแปลงไปตามความเร็วรอบของเครื่องยนต์ และความ ดันในท่อร่วมไอดี ในเครื่องยนต์ EFI แบบธรรมดาจะกำหนดตำแหน่งการจุดระเบิดล่วงหน้าโดยใช้ชุดเร่งไฟแบบกลไก ( Mechanical Advancer ) และชุดเร่งไฟแบบสุญญากาศ ( Vacuum Advancer ) แต่ชุดเร่งไฟทั้งสองไม่สามารถให้ ตำแหน่งการจุดระเบิดตามอุดมคติ ( Ideal Ignition ) ได้ ดังนั้นในเครื่องยนต์รุ่นใหม่จึงมีการใช้ระบบจุดระเบิด ล่วงหน้าด้วยอิเล็กทรอนิกส์ (ESA) ซึ่งสามารถให้ตำแหน่งการจุดระเบิดใกล้เคียงกับคุณลักษณะการจุดระเบิดตามอุดม คติ เนื่องจากกล่องคอมพิวเตอร์จะกำหนดตามตำแหน่งการจุดระเบิดจากหน่วยความจำภายใน ซึ่งบันทึกตำแหน่งการ จุดระเบิดที่ดีที่สุดในแต่ละสภาวะการทำงานของเครื่องยนต์ ต่อจากนั้นกล่องคอมพิวเตอร์จะส่งสัญญาณการจุดระเบิด ไปยังตัวช่วยจุดระเบิด ( Igniter ) รูปที่ 7.12 กราฟการจุดระเบิดล่วงหน้าด้วยชุดเร่งไฟแบบกลไก และแบบสุญญากาศ ในระบบ ESA กล่องคอมพิวเตอร์จะกำหนดการจุดระเบิดล่วงหน้าจากความดันในท่อร่วมไอดีและความเร็ว รอบของเครื่องยนต์ โดยบันทึกข้อมูลไว้ในหน่วยความจำ ต่อจากนั้นจะปรับแก้ไขตามสัญญาณจากตัวตรวจจับต่างๆ เช่น ตัวตรวจจับตำแหน่งลิ้นเร่ง ตัวตรวจจับอุณหภูมิน้ำ เป็นต้น รูปที่ 7.13 มุมการจุดระเบิดที่แท้จริง จากรูปที่ 7.13 กล่องคอมพิวเตอร์จะกำหนดมุมจุดระเบิดพื้นฐาน ( Initial Ignition Timing Angle ) จาก สัญญาณ NE และสัญญาณ G ต่อจากนั้นกล่องคอมพิวเตอร์จะเลือกมุมจุดระเบิดล่วงหน้าพื้นฐาน ( Basic Ignition
256 advanced Angle ) จากหน่วยความจำตามความดันในท่อร่วมไอดี หรือปริมาณอากาศ กล่องคอมพิวเตอร์จะปรับแก้ ไขมุมจุดระเบิดล่วงหน้า ( Corrective Ignition advanced Angle ) ตามสัญญาณจากตัวตรวจจับต่างๆ รูปที่ 7.14 การกำหนดองศาการจุดระเบิดพื้นฐานจากสัญญาณ NE และ G 6. การทำงานของระบบควบคุมการจุดระเบิดล่วงหน้า กล่องคอมพิวเตอร์เครื่องยนต์จะกำหนดจังหวะการจุดระเบิดโดยอาศัยสัญญาณ G, สัญญาณ NE และ สัญญาณจากเซ็นเซอร์อื่นๆ เมื่อกำหนดจังหวะการจุดระเบิดแล้ว กล่องคอมพิวเตอร์เครื่องยนต์จะส่งสัญญาณ IGT ไป ยังตัวช่วยจุดระเบิด ในขณะที่สัญญาณ IGT ถูกส่งไปยังตัวช่วยจุดระเบิดที่เปิดอยู่ กระแสไฟฟ้าปฐมภูมิจะไหลไปยัง คอยล์จุดระเบิดในขณะที่สัญญาณ IGT หยุดส่ง กระแสไฟฟ้าปฐมภูมิที่ไหลไปยังคอยล์จุดระเบิดจะถูกตัด ใน ขณะเดียวกัน สัญญาณ IGT ก็จะถูกส่งไปยังกล่องคอมพิวเตอร์ของเครื่องยนต์ ในขณะนั้นวงจรจุดระเบิดหลักที่ใช้งาน กล่องคอมพิวเตอร์เครื่องยนต์จะจ่ายกระแสไฟฟ้าแรงสูงไปยังหัวเทียนโดยการส่งสัญญาณ IGT แต่ละชุดไปยังตัวช่วยจุด ระเบิดตามลำดับ รูปที่ 7.15 วงจรการทำงานของระบบ ESA
257 7. สัญญาณจังหวะการจุดระเบิด (Ignition Timing Signal : IGT) กล่องคอมพิวเตอร์เครื่องยนต์จะคำนวณจังหวะการจุดระเบิดที่เหมาะสมที่สุด โดยอาศัยสัญญาณจากเซ็นเซอร์ ต่างๆ และส่งสัญญาณ IGT ไปยังตัวช่วยจุดระเบิด สัญญาณ IGT จะเปิดทันทีก่อนที่จังหวะจุดระเบิดจะถูกคำนวณโดย ไมโครโปรเซสเซอร์ในกล่องคอมพิวเตอร์ จากนั้นสัญญาณจะปิด เมื่อสัญญาณ IGT ถูกปิด หัวเทียนจะเกิดประกายไฟ รูปที่ 7.16 ลักษณะสัญญาณ IGT 8. สัญญาณยืนยันการจุดระเบิด (Ignition Failure Signal : IGF) ตัวช่วยจุดระเบิด (Igniter) จะส่งสัญญาณ IGF ไปยังกล่องคอมพิวเตอร์ โดยใช้แรงดันไฟฟ้าไหลย้อนกลับที่ เกิดขึ้น เมื่อกระแสไฟฟ้าปฐมภูมิที่จ่ายให้กับคอยล์จุดระเบิดถูกตัด หรือโดยใช้ปริมาณกระแสไฟฟ้าปฐมภูมิ เมื่อกล่อง คอมพิวเตอร์เครื่องยนต์ได้รับสัญญาณ IGF จะถือว่าการจุดระเบิดได้เกิดขึ้นแล้ว ( แต่นั่นไม่ได้หมายความว่ามีการ จุด ประกายไฟเกิดขึ้นจริง ) ถ้ากล่องคอมพิวเตอร์เครื่องยนต์ไม่ได้รับสัญญาณ IGF ฟังก์ชันวิเคราะห์ปัญหาจะทำงานทันที และบันทึกปัญหา (DCT) ไว้ในกล่องคอมพิวเตอร์ของเครื่องยนต์ รวมทั้งฟังก์ชันป้องกันการทำงานบกพร่องจะทำงาน และหยุดฉีดน้ำมันเชื้อเพลิง รูปที่ 7.17 ความสัมพันธ์ของสัญญาณ IGT และ IGF
258 9. โครงสร้างของระบบควบคุมการจุดระเบิดล่วงหน้า ระบบควบคุมการจุดระเบิดล่วงหน้า (ESA) ประกอบด้วยเซ็นเซอร์ต่างๆ กล่องคอมพิวเตอร์เครื่องยนต์ ตัวช่วย จุดระเบิด คอยล์จุดระเบิด และหัวเทียน รูปที่ 7.18 โครงสร้างของระบบควบคุมการจุดระเบิดล่วงหน้า ระบบควบคุมการจุดระเบิดล่วงหน้า (ESA) จะได้รับข้อมูลที่จำเป็นเพื่อกำหนดองศาการจุดระเบิดล่วงหน้าได้ เหมาะสม กับสภาวะการทำงานของเครื่องยนต์ โดยมีตัวตรวจจับต่างๆ คอยส่งสัญญาณมายังกล่องคอมพิวเตอร์ เครื่องยนต์ ซึ่งจะประกอบไปด้วย 1. เซ็นเซอร์ตำแหน่งเพลาลูกเบี้ยว ( สัญญาณ G ) เซ็นเซอร์นี้ทำหน้าที่ตรวจจับองศาเพลาข้อเหวี่ยงและ จังหวะของเพลาลูกเบี้ยว 2. เซ็นเซอร์ตำแหน่งเพลาข้อเหวี่ยง ( สัญญาณ NE ) เซ็นเซอร์นี้ทำหน้าที่ตรวจจับองศาเพลาข้อเหวี่ยงและ ความเร็วรอบของเครื่องยนต์ 3. มาตรวัดปริมาณอากาศ ( สัญญาณ VG ) หรือเซ็นเซอร์วัดแรงดันท่อร่วมไอดี ( สัญญาณ PIM ) เซ็นเซอร์ นี้ทำหน้าที่ตรวจจับมวลไอดีหรือแรงดันในท่อร่วมไอดี 4. เซ็นเซอร์ตำแหน่งลิ้นเร่ง ( สัญญาณ IDL ) เซ็นเซอร์นี้ทำหน้าที่ตรวจจับสภาพของรอบเดินเบา 5. เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิน้ำ ( สัญญาณ THW ) เซ็นเซอร์ที่ทำหน้าที่ตรวจจับอุณหภูมิน้ำหล่อเย็น 6. น็อคเซนเซอร์ ( สัญญาณ KNK ) เซ็นเซอร์นี้ทำหน้าที่ตรวจจับสภาพการน็อคจากการจุดระเบิดของ เครื่องยนต์
259 7. เซ็นเซอร์ออกซิเจน ( สัญญาณ OX ) เซ็นเซอร์นี้ทำหน้าที่ตรวจจับความเข้มข้นของออกซิเจนในก๊าซไอเสีย 10. การควบคุมการจุดระเบิดขณะสตาร์ทและหลังสตาร์ทเครื่องยนต์ 10.1 ขณะสตาร์ทเครื่องยนต์ ขณะทำการสตาร์ท เมื่อเครื่องยนต์เริ่มหมุน ความเร็วรอบของเครื่องยนต์จะต่ำและการไหลของไอดีไม่ สม่ำเสมอ จึงไม่สามารถใช้สัญญาณความดันในท่อร่วมไอดี (PIM) หรือสัญญาณปริมาตรอากาศที่ประจุเข้า (VS หรือKS) เป็นสัญญาณควบคุมการจุดระเบิดได้ ดังนั้นจังหวะการจุดระเบิด จะใช้องศาการจุดระเบิดเริ่มต้นที่ตั้งไว้ ซึ่งควบคุม โดยไอซี ระบบสำรอง ( Backup IC ) ของกล่องคอมพิวเตอร์ของเครื่องยนต์ สัญญาณ NE จะถูกส่งไปยังกล่อง คอมพิวเตอร์เครื่องยนต์ เพื่อให้รู้ว่ามีการสตาร์ทเครื่องยนต์ ( ความเร็วรอบเครื่องยนต์ประมาณ 500 รอบต่อนาที ) รูปที่ 7.19 การควบคุมการจุดระเบิดขณะสตาร์ท 10.2 หลังสตาร์ทเครื่องยนต์ เป็นการควบคุมที่เกิดขึ้น หลังจากที่เครื่องยนต์ติดแล้ว มีการปรับแก้องศาจังหวะการจุดระเบิดเริ่มต้น องศา การจุดระเบิดล่วงหน้าพื้นฐานดังนี้ รูปที่ 7.20 การควบคุมการจุดระเบิดหลังสตาร์ทเครื่องยนต์
260 คำถาม แบบประเมินผลการเรียนรู้ท้ายหน่วยที่ 4 จงเลือกคำตอบที่ถูกต้องที่สุดเพียงข้อเดียว 1. ระบบจุดระเบิดแบบทรานซิสเตอร์ล้วน ใช้อุปกรณ์ใด เป็นตัวตัดต่อวงจรของขดลวดปฐมภูมิในคอยล์จุดระเบิด ก. Contactpoint ข. Transister ค. SCR (Silicon Control Rectifier) ง. Powertransister 2. DC–DC Converter เป็นอุปกรณ์เพิ่มแรงเคลื่อนไฟฟ้า โดยแปลงกระแสไฟฟ้าจาก แบตเตอรี่ให้เป็นไฟกระแสแรง เคลื่อนสูงประมาณเท่าใด ก. 200-300 V ข. 300-400 V ค. 400-500 V ง. 500-600 V 3. ข้อใด ไม่ใช่ ส่วนประกอบของ เครื่องกำเนิดสัญญาณ (Signal Generator) ก. ขดลวดสัญญาณ (Pick-up Coil) ข. แม่เหล็ก (Magnet) ค. โรเตอร์ (Signal Rotor) ง. จานหมุน (Dics) 4. กระแสไฟฟ้าที่ขดลวดสัญญาณ (Signal Generator) ผลิตออกมาเป็นกระแสไฟฟ้าชนิดใด ก. กระแสตรง ข. กระแสสลับ ค. กระแสตรงและสลับ ง. กระแสตรง 24 V 5. ระบบจุดระเบิดแบบทรานซิสเตอร์ล้วน ของระบบ TCCS จะใช้สัญญาณใด ในการควบคุม การจุดระเบิด ก. IG ข. IGF ค. IGT ง. IGF และ IGT 6. ระบบจุดระเบิดแบบซี.ดี.ไอ.ใช้อุปกรณ์ใด เป็นตัวตัดต่อวงจรของขดลวดปฐมภูมิในคอยล์จุดระเบิด ก. Contactpoint ข. Transister ค. SCR (Silicon Control Rectifier) ง. Powertransister 7. ระบบจุดระเบิดแบบไม่มีจานจ่าย (DLI) ถูกนำมาใช้แก้ปัญหาในข้อใด ก. กระแสไฟแรงเคลื่อนต่ำ ลดลง เนื่องจากช่องว่างของขั้วจานจ่าย ข. กระแสไฟแรงเคลื่อนสูงคงที่ เนื่องจากช่องว่างของขั้วจานจ่าย ค. กระแสไฟแรงเคลื่อนสูง ลดลง เนื่องจากช่องว่างของขั้วจานจ่าย ง. กระแสไฟฟ้าในไฟแบตเตอรี่ไม่พอใช้ 8. ในภาพที่ลูกศรชี้คืออุปกรณ์ใด ก. จานจ่าย ข. คอยล์จุดระเบิดแบบแยก ค. หัวเทียน ง. คอยล์จุดระเบิดแบบรวมจานจ่าย (IIA)
261 9. ในภาพที่ลูกศรชี้คืออุปกรณ์ใด ก. จานจ่าย ข. คอยล์จุดระเบิดแบบแยก ค. หัวเทียน ง. คอยล์จุดระเบิดแบบรวมจานจ่าย (IIA) 10.จากภาพ เป็นการวัดความต้านทานขดลวดใด ของคอยล์จุดระเบิด ก. ปฐมภูมิ (Primary Coil) ข. ทุติยภูมิ (Secondary Coil) ค. แม่เหล็กถาวร (Magnet) ง. ตัวช่วยจุดระเบิด (Igniter) 11.จากภาพ เป็นการวัดความต้านทานขดลวดใด ของคอยล์จุดระเบิด ก. ปฐมภูมิ (Primary Coil) ข. ทุติยภูมิ (Secondary Coil) ค. แม่เหล็กถาวร (Magnet) ง. ตัวช่วยจุดระเบิด (Igniter) 12.จากภาพที่ลูกศรชี้ คืออุปกรณ์ใด ก. เครื่องวัดรอบเครื่องยนต์ ข. ไทมิ่งไลต์ ค. จานจ่าย ง. ตัวช่วยจุดระเบิด 13.ในภาพที่กำหนดให้คืออุปกรณ์ใด ก. เครื่องวัดรอบเครื่องยนต์ ข. ไทมิ่งไลต์ ค. จานจ่าย ง. ตัวช่วยจุดระเบิด
262 14.ในภาพที่กำหนดให้คืออุปกรณ์ใด ก. เครื่องวัดรอบเครื่องยนต์ ข. ไทมิ่งไลต์ ค. จานจ่าย ง. ขั้วตรวจสอบ 15.การตรวจสอบองศาการจุดระเบิด ต้องใช้สายไฟลัดวงจรระหว่างขั้วใดของขั้วตรวจสอบ ก. ขั้ว TE กับ E1 ข. ขั้ว T กับ E1 ค. ขั้ว TE1 และ E1 ง. ขั้ว TE2 และ E2 16.การปรับตั้งองศาการจุดระเบิด ให้จุดระเบิดล่วงหน้า (ไฟแก่) ต้องหมุนตัวเรือนจานจ่ายไปทิศทางใด ก. ตามทิศทางการหมุนของจานจ่าย ข. ย้อนทิศทางการหมุนของจานจ่าย ค. ตามทิศทางการหมุนของจานจ่าย 30 องศา ง. ย้อนทิศทางการหมุนของจานจ่าย 30 องศา 17.การปรับตั้งองศาการจุดระเบิด ให้จุดระเบิดถอยหลัง (ไฟอ่อน) ต้องหมุนตัวเรือนจานจ่ายไปทิศทางใด ก. ตามทิศทางการหมุนของจานจ่าย ข. ย้อนทิศทางการหมุนของจานจ่าย ค. ตามทิศทางการหมุนของจานจ่าย 30 องศา ง. ย้อนทิศทางการหมุนของจานจ่าย 30 องศา 18. ระบบควบคุมการจุดระเบิดล่วงหน้าด้วยอิเล็กทรอนิกส์ (ESA) จะบันทึกข้อมูลใดไว้ในหน่วยความจำ ก.ความดันในท่อร่วมไอดีและความเร็วรอบของเครื่องยนต์ ข.ตัวตรวจจับสัญญาณต่าง ๆ ค.ค่าแรงดันไฟฟ้า ง.สัญญาณ NE และสัญญาณ G 19. ตำแหน่งการจุดระเบิดของเครื่องยนต์แก๊สโซลีนจะเปลี่ยนแปลงไปตาม ข้อใด ก.ความดันในท่อร่วมไอดีและความเร็วรอบของเครื่องยนต์ ข.ตัวตรวจจับสัญญาณต่าง ๆ ค.ค่าแรงดันไฟฟ้า ง.สัญญาณ NE และสัญญาณ G
263 20. การปรับแก้ไขการจุดระเบิดล่วงหน้า จะต้องอาศัยอุปกรณ์ในข้อใด ก. ความดันในท่อร่วมไอดีและความเร็วรอบของเครื่องยนต์ ข.ตัวตรวจจับสัญญาณต่าง ๆ ค.ค่าแรงดันไฟฟ้า ง.สัญญาณ NE และสัญญาณ G 21. กล่องคอมพิวเตอร์จะกำหนดมุมจุดระเบิดพื้นฐาน จากสัญญาณใด ก.ความดันในท่อร่วมไอดีและความเร็วรอบของเครื่องยนต์ ข.ตัวตรวจจับสัญญาณต่าง ๆ ค.ค่าแรงดันไฟฟ้า ง.สัญญาณ NE และสัญญาณ G 22. สัญญาณในข้อใด ที่กล่องคอมพิวเตอร์ใช้รับส่ง ข้อมูลกับตัวช่วยจุดระเบิด ก.สัญญาณ NE และสัญญาณ G ข. สัญญาณ IGT ค.สัญญาณ IGF ง. สัญญาณ IGF และ I 23. ข้อใด ไม่ใช่ โครงสร้างของระบบควบคุมการจุดระเบิดล่วงหน้า ก.กล่องคอมพิวเตอร์ ข. ตัวช่วยจุดระเบิด ค.คอยล์จุดระเบิด ง. อุปกรณ์เร่งไฟแบบกลไก 24. ขณะสตาร์ตเครื่องยนต์กล่องคอมพิวเตอร์จะใช้สัญญาณใด เป็นสัญญาณควบคุมการจุดระเบิด ก.สัญญาณ NE ข. สัญญาณ IGT ค.สัญญาณ IGF ง. สัญญาณ G 25. หลังจากที่เครื่องยนต์ติดแล้ว มีการปรับแก้องศาจังหวะจุดระเบิด ตามข้อใด ก.จังหวะการจุดระเบิด = องศาจังหวะจุดระเบิดเริ่มต้น + องศาจุดระเบิดล่วงหน้า ข.จังหวะการจุดระเบิด = องศาจังหวะจุดระเบิดเริ่มต้น + องศาปรับแก้การจุดระเบิดล่วงหน้า ค.จังหวะการจุดระเบิด = องศาจุดระเบิดล่วงหน้า + องศาปรับแก้การจุดระเบิดล่วงหน้า ง.จังหวะการจุดระเบิด = องศาจังหวะจุดระเบิดเริ่มต้น + องศาจุดระเบิดล่วงหน้า + องศาปรับแก้การจุด ระเบิดล่วงหน้า 26. เมื่ออุณหภูมิน้ำหล่อเย็นต่ำมาก เพื่อเพิ่มสมรรถนะของเครื่องยนต์ จังหวะการจุดระเบิดจะเร็วขึ้นกว่าปกติ ประมาณกี่องศา ก.5 องศา ข.10 องศา ค.15 องศา ง. 20 องศา 27. ขณะเครื่องยนต์ทำงานและมีอุณหภูมิน้ำหล่อเย็นสูงมาก จังหวะการจุดระเบิด จะถูกหน่วงลงเพื่อป้องกัน การน็อคหรือความร้อนสูงเกินไป ประมาณกี่องศา ก.5 องศา ข.10 องศา ค.15 องศา ง. 20 องศา
264 28. ในภาพที่ลูกศรชี้คืออุปกรณ์ใด ก.ตัวช่วยจุดระเบิดแบบแยก ข.คอยล์จุดระเบิดแบบแยก ค.ตัวช่วยจุดระเบิด ง.คอยล์จุดระเบิดแบบรวมจานจ่าย (IIA) 29. ในภาพที่ลูกศรชี้คืออุปกรณ์ใด ก.ตัวช่วยจุดระเบิดแบบแยก ข.คอยล์จุดระเบิดแบบแยก ค.ตัวช่วยจุดระเบิด ง.จานจ่าย (IIA) 30. จากภาพ เป็นการวัดแรงดันไฟฟ้าที่ขั้ว IGT ของกล่องคอมพิวเตอร์ มีค่าประมาณกี่โวลต์ ก.น้อยกว่า 0.1 V ข.มากกว่า 0.1 V และต่ำกว่า 4.5 V ค.มากกว่า 0.1 V และสูงกว่า 4.5 V ง.สูงกว่า 4.5 V 31. จากภาพ เป็นการวัดแรงดันไฟฟ้าที่ขั้ว IGF ของกล่องคอมพิวเตอร์ มีค่าประมาณกี่โวลต์ ก.3.5 V ข.4.5 V ค.4.5 - 5.5 V ง.สูงกว่า 5.5 V 32. เหตุใดจึงต้องมีการใช้แรงดันไฟฟ้าจากถ่านไฟฉายขนาด 1.5 โวลต์ ป้อนเข้าชุดช่วยจุดระเบิด ในการตรวจสอบ ก.มีคุณภาพที่เหมาะสม ข. ขนาดกะทัดรัด ค.จ่ายกระแสไฟฟ้าสม่ำเสมอ ง. ป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกิน 5 V 33. จากภาพที่กำหนดให้คืออุปกรณ์ใด ก.ตัวช่วยจุดระเบิดแบบแยก ข.คอยล์จุดระเบิดแบบแยก ค.ตัวช่วยจุดระเบิด ง.คอยล์จุดระเบิดแบบรวมจานจ่าย (IIA)
265 34. การวัดแรงดันไฟฟ้าของทรานซิสเตอร์ในตัวช่วยจุดระเบิด ต้องใช้โวลต์มิเตอร์ วัดแบบใด ก.ต่อสายวัดบวก (+) เข้าขั้วลบ (–) ของคอยล์จุดระเบิด ข.ต่อสายวัดบวก (+) เข้าขั้วลบ (+) ของคอยล์จุดระเบิด ค.ต่อสายวัดบวก (+) เข้าขั้วลบ (+) ของคอยล์จุดระเบิด และสายวัดลบ (–) ต่อลงกราวด์ ง.ต่อสายวัดบวก (+) เข้าขั้วลบ (–) ของคอยล์จุดระเบิด และสายวัดลบ (–) ต่อลงกราวด์ 35. การวัดแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายเข้า ตัวช่วยจุดระเบิด ต้องใช้โวลต์มิเตอร์ วัดแบบใด ก.ต่อสายวัดบวก (+) เข้าขั้วลบ (–) ของคอยล์จุดระเบิด ข.ต่อสายวัดบวก (+) เข้าขั้วลบ (+) ของคอยล์จุดระเบิด ค.ต่อสายวัดบวก (+) เข้าขั้วลบ (+) ของคอยล์จุดระเบิด และสายวัดลบ (–) ต่อลงกราวด์ ง.ต่อสายวัดบวก (+) เข้าขั้วลบ (–) ของคอยล์จุดระเบิด และสายวัดลบ (–) ต่อลงกราวด์ 36. การตรวจสอบ ตัวช่วยระบบจุดระเบิดแบบแยก ต้องต่อถ่านไฟฉายเข้ากับวงจรลักษณะใด ก.ขั้วบวกของถ่ายไฟฉายเข้ากับสายสีชมพู (ขั้ว IGT) และต่อขั้วลบของถ่ายไฟฉายเข้ากับตัวเรือนของตัวช่วย ระบบจุดระเบิด (Igniter) ข.ขั้วลบของถ่ายไฟฉายเข้ากับสายสีชมพู (ขั้ว IGT) และต่อขั้วบวกของถ่ายไฟฉายเข้ากับตัวเรือนของตัวช่วย ระบบจุดระเบิด (Igniter) ค.ขั้วบวกของถ่ายไฟฉายเข้ากับสายสีชมพู (ขั้ว IGT) ง.ต่อขั้วลบของถ่ายไฟฉายเข้ากับตัวเรือนของตัวช่วยระบบจุดระเบิด (Igniter) 37. การตรวจสอบตัวช่วยระบบจุดระเบิดแบบแยก ถ้ามีการขยับสายไฟที่ต่อกับถ่านไฟฉายเป็นจังหวะจะทำให้เกิด อะไรขึ้น ก.เกิดประกายไฟที่ปลายสายไฟแรงสูง ข. เกิดแรงดันไฟฟ้าที่สายไฟแรงสูง ค.เกิดการอิ่มตัวของสนามแม่เหล็ก ง. เกิดประกายไฟที่ถ่านไฟฉาย เอกสารอ้างอิง ประสานพงษ์ หาเรือนชีพ, งานระบบฉีดเชื้อเพลิงควบคุมด้วยอิเล็กทรอนิกส์. กรุงเทพฯ : ซีเอ็ด, 2562 ณรงค์ชัย โพนงาม, งานระบบฉีดเชื้อเพลิงควบคุมด้วยอิเล็กทรอนิกส์. กรุงเทพฯ : เมืองไทย, 2562