03 บัตรความรู้ งานระะบบเครื่องยนต์ควบคุมด้วยอิเล็กทรอนิกส์

21

บัตรความรู
หนว ยที่ 3 ระบบประจอุ ากาศ เครื่องยนตแ กสโซลีนดว ยอิเล็กทรอนกิ ส

บทนาํ
ระบบประจุอากาศ คือ ระบบปอ นอากาศเขาเครื่องยนต ประกอบดวย ตัวรับรูปริมาณการไหล

ของอากาศ, ตัวรับรูอุณหภูมิอากาศ, ตัวรับรูลิ้นเรง, ตัวรับรูวาลวไอดีไอเสียและมอเตอรบําบัดไอเสีย

อุปกรณดังที่กลาวมาขางตน มีความสําคัญเปนอยางยิ่งเพ่ือใหการทํางานเคร่ืองยนต เปนไปอยาง

สมบูรณ หากเกิดตัวรบั รู ตัวใดตัวหน่ึงท่ีมีความบกพรอง จะสงผลตอการทํางานของเคร่ืองยนต ทําให

เครื่องยนตทํางานไดไมเต็มประสิทธิภาพ หรือแมกระท่ังหยุดการทํางานไป การเรียนรูและการ

ตรวจสอบวิเคราะหป ญหาท่เี กิดในระบบไดอยางถูกตองและแมนยาํ เปนการสรางมาตรฐานในการซอม

ใหผูเรียนไดเกอดประสบการณจริงและนําไปใชในการประกอบอาชีพไดมีประสิทธิภาพ มีเนื้อหาใน

การศึกษาดังนี้
1. กรองอากาศ (Air cleaner)
2. ตวั รับรกู ารไหลของอากาศ (Mass air flow )
3. เรอื นลน้ิ เรง (Throttle body)
4. ล้นิ ควบคมุ ไอน้าํ มันเชือ้ เพลงิ (Purge solenoid valve)

Air filter Mass air Throttle Air intake Intake Cylinder
flow body chamber manifold

ภาพที่ 3-2 โครงสรา งระบบประจอุ ากาศ

22
1. กรองอากาศ (Air filter)

กรองอากาศ ทําหนาท่ี กรองฝุนละอองและส่ิงสกปรกตางๆ ท่ีปะปนมากับอากาศไมใหไหลเขา
ไปในเคร่ืองยนต รวมถึงลดเสียงดังของอากาศที่ถูกดูดเขาไปในเคร่ืองยนต ถาไมมีกรองเพื่อจํากัดสิ่งท่ี
ไมดีตอเคร่ืองยนตเราเหลานี้ จะทําใหช้ินสวนภายในเครื่องยนตสึกหรอและเสียหาย กรองอากาศยัง
ปองกันไมใหเกิดประกายไฟยอยกลับ หากไมติดตั้งกรองอากาศ มีโอกาสทําใหเกิดไฟไหมในหอง
เคร่อื งยนตส ูงมาก ปจ จุบันในทอ งตลาดนยิ มใช 2 ประเภท ดงั นี้

1.1 ไสกรองอากาศชนิดแหง ทําจากเสนใยสังเคราะห เสนใยพืช และขนสัตว สวนใหญใชงาน
แลวทิ้ง แตยังสามารถนําออกมาทําความสะอาดโดยการเปาได ไสกรองอากาศท่ีติดมากับรถจาก
โรงงาน นิยมใชไสกรองอากาศแบบน้ี เน่อื งจากมีราคาถกู

ภาพท่ี 3-3 ไสก รองอากาศชนดิ แหง
1.3 ไสกรองอากาศชนิด High Flow Air Filter ทําจากเสนใยโลหะ เคลือบดวยสารท่ีมีความ
หนืด เชน พนดวยนํ้ามันใหแผนกรองอากาศเกิดความเหนียว เพ่ือเพิ่มความสามารถในการดักจับฝุน
จุดประสงคเ พอื่ ใหอ ากาศไหลผานไดมากกวาไสก รองปกติ มกั ใชกับรถที่โมดิฟายดเคร่ืองยนต สามารถ
ใชงานไดห ลายครัง้ ดว ยการลางทาํ ความสะอาดแลว เคลือบนา้ํ ยาใหม

ภาพท่ี 3-4 High Flow Air Filter

23

2. ตวั รับรกู ารไหลของอากาศ (Mass air flow )
Mass Air Flow Sensors (MAF) ตัวรับรกู ารไหลของอากาศ ทําหนาที่เปลี่ยนปริมาณอากาศท่ี

ไหลเขาเครื่องยนตเปนสัญญาณแรงดันไฟฟา ระบบ ECU ใชสัญญาณนี้ในการควบคุมภาระของ
เครื่องยนต ปริมาณน้ํามันท่ีจะตองฉีด จังหวะในการจุดระเบิด และเวลาท่ีจะตองเปลี่ยนเกียร โดยจะ
ติดต้ังอยูระหวางหมอกรองอากาศและวาลวปกผีเส้ือ มีในระบบ EFI ชนิด L-Jetronic มีดวยกัน 3
แบบดังน้ี

2.1 มาตรวัดการไหลของอากาศแบบใชแผนวัด (Flap Aif Flow Meter)เคร่ืองยนตใน
ปจจุบันยกเลิกการใชงาน พบในรถยนตที่ระบบฉีดเช้ือเพลิงกอนป 2000 ลักษณะมาตราวัดการไหล
ชนิดน้ีเปนแบบกลไก (Van type) ขณะที่เคร่ืองยนตทํางานปริมาณอากาศท่ีถูกดูดเขาเครื่องยนต
อากาศจะดันแผนวัดใหเปดออก เปดชองทางใหอากาศเขาเครื่องยนตได ที่แกนของแผนวัดจะมีตัว
ตานทานที่ปรับคาไดต ิดตงั้ อยู เมอื่ แผน วดั เกิดการเคลื่อนทคี่ วามตานทานก็จะเปลี่ยนแปลงตามไปดวย
ทําใหแรงดันไฟฟาที่สงไปยังกลองควบคุมเปลี่ยนแปลงตามดวย กลองควบคุมจะใชสัญญาณน้ีทําการ
ประมวลผลและส่ังการเปนสัญญาณไฟฟาสงไปยังหัวฉีด ใหฉีดน้ํามันเชื้อเพลิงออกมาในปริมาณที่
เหมาะสมกับความตองการของเคร่ืองยนต

ภาพที่ 3-5 มาตรวดั การไหลของอากาศแบบใชแ ผน วดั

2.2 มาตรวัดการไหลแบบคารมานวอรเท็กซ (Karman vortex) เครื่องยนตในปจจุบันไม
เปนท่ีนิยมใชเพราะมีขนาดทาใหญและกินพ้ืนท่ีในการติดตั้ง หลักการทํางาน เม่ืออากาศไหลผาน
มาตรวัดการไหล ซึ่งติดต้ังอยูบริเวณก่ึงกลางชองอากาศเขา จะทําใหเกิดอากาศหมุนวนและดันให
กระจกท่ีติดต้ังอยูเหนือรูแรงดันอากาศเกิดการสั่นสะเทือน และสงสัญญาณไปยังโฟโตคัปเปลอร ซ่ึง
ประกอบดวยหลอด LED และโฟโตทรานซิสเตอร โฟโตคัปเปลอร ทําหนาที่ ตรวจจับการสั่นสะเทือน

24
ของกระจกโดยใชแสงไฟจากหลอด LED สะทอนผานกระจกไปยังโฟโตทรานซิสเตอร ทําใหเกิด
สัญญาณความถ่ดี ิจิตอลสงไปยงั กลอ งควบคุม (ECU)

ภาพที่ 3-6 มาตรวดั การไหลแบบคารม านวอรเท็กซ
2.3 มาตรวัดการไหลแบบขดลวดความรอน (Hot wire) หรือเรียกอีกอยางหนึ่งวา แมสแอร
โฟลว (Mass airflow) หลักการทํางาน ในขณะท่ีเคร่ืองยนตทํางาน วงจรควบคุมดวยอิเล็กทรอนิกส
จะทําหนาที่ควบคุมอุณหภูมิของขดลวดความรอนใหมีคาคงที่ประมาณ 120° C หรือสูงกวาอุณหภูมิ
ของอากาศท่ีไหลเขาเคร่ืองยนต (ขึ้นอยูกับรุนเครื่องยนต) ถามวลของอากาศไหลเขานอย อุณหภูมิ
ของขดลวดความรอ นจะสูงข้ึน ทําใหกระแสไฟไหลผานขดลวดไดนอย ถามวลของอากาศไหลเขามาก
อุณหภูมิของขดลวดความรอนจะตา่ํ ลง ทาํ ใหก ระแสไฟไหลผานขดลวดไดมากข้ึน ในชุด มาตรวัดการ
ไหลแบบขดลวดความรอนจะติดตง้ั ตัวรบั รอู ุณหภูมิอากาศ (AIT) มาในชดุ เดยี วกัน

ภาพท่ี 3-7 มาตรวดั การไหลแบบขดลวดความรอ น

25
2.4 มาตรวัดการไหลแบบฮอตฟลม (Hot film) หรือแมสแอรโฟลวแบบฮอตฟลม ไดพัฒนา
ตอจากแอรโฟลวมิเตอรแบบขดลวดความรอน (Hot wire) โดยขดลวดความรอนจะถูกเคลือบไวดวย
ฟลมท่ีทนความรอนไดสูง ภายในมีวงจรอิเล็กทรอนิกสควบคุมอุณหภูมิของขดลวดความรอนในฮอต
ฟลมไวใหมีคาคงท่ี ประมาณ 150 °C ซึ่งข้ึนอยูกับรุนเคร่ืองยนต ถาอากาศไหลเขานอย อุณหภูมิของ
ขดลวดจะเปล่ยี นแปลงนอย วงจรอเิ ลก็ ทรอนกิ สจ ะปรบั แรงดันไฟฟาสงไปยงั กลองควบคุมนอ ย
ถาอากาศไหลเขามาก อุณหภูมิของขดลวดจะเปลี่ยนแปลงมาก วงจรอิเล็กทรอนิกส จะปรับ
แรงดันไฟฟา สง ไปยังกลอ งควบคมุ มากในชุด มาตรวัดการไหลแบบฮอตฟลม จะติดตั้ง ตัวรับรูอุณหภูมิ
อากาศ (AIT) มาในชดุ เดยี วกัน

ภาพท่ี 3-8 มาตรวัดการไหลแบบฮอตฟลม

2.5 วงจรไฟฟาควบคุม ตวั รับรกู ารไหลของอากาศมหี ลักการปลอยไฟ 12 Volt เขาที่ตัวรับรู
การไหลของอากาศแลวคอยรับสัญญาณทางไฟฟา เขามาที่ ECM

2.5.1 เมอื่ สวติ ชก ุญแจอยูท่ตี ําแหนง ON ไฟบวกจาก ขัว้ IG2(สีสายB-R) เขา ฟว ส IG2
10 A ออกจากฟว ส IG2 ไปรอที่ขว้ั ท่ี1 ของ COPN Relay(รเี ลยป ม เชอ้ื เพลิง) ในกลองฟวส และออก
จากกลองฟว ส (สสี ายB-0) เขาทขี่ ว้ั 9 (IGSW) ของ ECM ระบบรบั ทราบสญั ญาณ IGSW ปลอยไฟ+
ออกจาก ขว้ั ที่8 (MREL) (สสี ายB-W) ไปที่ EFI Relay ] ลงกราวดผ านข้วั ท่ี2(สายสีW-B) ทาํ ให ที่
EFI Relay ทํางานตอ หนา สัมผัส ระหวา งข้วั 5กับ3 สง ไฟ + จาก ฟวส EFI 20 A ออกจากขวั้ ท่ี3 (สี
สายB-W) เขา ท่ีข้ัว 1 ของ +B ของ Mass airflow สวนข้ัว E2,VG,E2G,THA ตอสายไปยัง ECM

26
ภาพท่ี 3-9 วงจรไฟฟาควบคมุ ตัวรับรกู ารไหลของอากาศ

27
ภาพที่ 3-9 (ตอ)

28

ภาพที่ 3-10 หนาปล๊ักตอของ Mass airflow sensor
ตารางที่ 3-1 ขว้ั ตอ ECM

ท่ีมา : ปรีชา เจยี งจนั ทร (2560)
2AZ-FE , Camry 2005 (ACV30)

E6 (A) E7 (B)

1 - +B (B/R) 1 - TACH (B/O)
2 - +B (B/R) 2-
3 - BATT (B/Y) 3 - ELS3 (B/Y)
4 - IAC- (G/W) , Intake Air Control Valve 4 - STP (G/W)
5 - CCV (L) , VSV Canister Close Valve 5 - HT1C (L)
6 - IAC+ (G/B) , Intake Air Control Valve 6 - ODMS (G/O)
7 - +BM (L/R) 7 - ODLP (O)
8 - MREL (B/W) 8 - SPD (V/W)
9 - IGSW (B/O) 9 - L (L/B)
10 10 - 2 (Y)
11 11 - R (R/B)
12 - STA (B/W) 13 - SIL (W)
14 - THWO (Y/G)
15 - IMO (L/B)

29

ตารางที่ 3-1 (ตอ) E7 (B)
16 - IMI (R/L)
E6 (A)
13 17 - TC (P/B)
14 - FANH (W/L)
15 - ELS1 (G) 18
16 - ST1- (R/B) 19 - 3 (L/W)
17
18 - VPA (L/Y) 20
19 - VPA2 (W/R)
20 - EPA (LG/B) 21 - D (W/L)
21 - EPA2 (LG) 22
22 - EC (W/B)
23 23
24 -
25 - FC (G/R) 24 - AC1 (Y/B)
26 - VCPA (R) 25 - ACT (Y/R)
27 - VCP2 (B/R)
28 26
29 - EOM (BR)
30 - NSW (B/Y) 27 - OX1C (B)
31 - PTNK (P) , Vapor Pressure 28
Sen.
29 -

30 - W (G/R)
31 -

32 - F/PS (L) , SRS System

33 - CAN H (R)
34 - CAN L (W)

35 - WFSE (R)

30

ตารางท่ี 3-1 (ตอ )

E9 (D) E10 (E)

1 - #40 (W) 1 - HA1A (B/R)
2 - #30 (Y) 2 - HT1B (L)
3 - ME01 (W/B) 3 - E1 (BR)
4 - E03 (W/B) 4 - M- (W)
5 - #20 (R) 5 - M+ (B)
6 - #10 (L) 6 - E02 (W/B)
7 - E04 (W/B) 7 - E01 (W/B)
8 - S4 (L) 8
9 - DSL (Y) 9
10 - SL1- (P) 10
11 - SL1+ (R/B) 11
12 - SLT+ (Y/R) 12 - OC1- (Y)
13 - SLT- (Y/B) 13 - OC1+ (B/W)
14 - SL2+ (L/Y) 14 - IGT4 (L/Y)
15 - SL2- (L/R) 15 - IGT3 (LG/B)
16 - SL3+ (G/B) 16 - IGT2 (P)
17 - SL3- (G/R) 17 - IGT1 (R/W)
18 18 - VC (Y)
19 - SR (GR) 19 - VTA2 (B/R)
20 20 - VTA1 (LG)
21 21 - A1A+ (O)

ตารางท่ี 3-1 (ตอ ) 31

E9 (D) E10 (E)

22 22 - IACA (G) , Intake Air Control
23 - PRG (B/R) , VSV Evap Valve
24 - THO1 (G) 23 - IGF1 (W/R)
25 24 -
26 - NC- (G) 25 - OX1B (BR)
27 - NT- (LG) 26 - G2+ (L)
28 - VG (R) 27 - NE+ (R)
29 - THA (L/B) 28 - E2 (BR)
30 - E2G (L/W) 29 - KNK1 (W)
31 - 30 - EKNK (B)
32 - PSST (R/W) 31 - A1A- (W)
33 32 - THW (G/Y)
34 - NC+ (R) 33
35 - NT+ (L) 34 - NE- (G)

32
3. เรอื นล้ินเรง (Throttle body)

เรือนล้นิ เรง (Throttle body) ติดตัง้ อยรู ะหวา งมาตราวัดการไหลของอากาศกบั ทอไอดี ทํา
หนา ที่ ควบคมุ ปริมาณการประจไุ อดี ภายในเรือนล้ินเรง ประกอบดวย ลิ้นเรง ตวั รบั รตู ําแหนงลิ้นเรง
ชดุ ควบคุมรอบเดินเบาเคร่ืองยนต และมอเตอรคุมลน้ิ เรง (กรณีคนั เรงไฟฟา ) ในปจ จุบันรถยนตห ลังป
2008 การใชส ายคนั เรง แทบไมมผี ลิต ดงั นน้ั เรือนลิน้ เรงจึงเปน ระบบมอเตอรไฟฟา เกอื บทัง้ หมด เปน
การลดจาํ นวนเซน็ เซอรทเี่ รอื นลน้ิ เรง ลง และใชมอเตอรไฟฟาควบคุมท้งั หมด

ภาพที่ 3-11 เรือนลิ้นเรง
3.1 ตัวรบั รตู ําแหนง เหยียบคันเรง (Accelerator pedal sensor) ไมไดต ิดต้งั อยูบ นเรือนลนิ้ เรง
แตมสี ว นเกย่ี วของโดยตรงกับการควบคมุ เรือนล้ินเรง ทําหนา ทีส่ งสัญญาณทางไฟฟาบอกตาํ แหนงการ
เหยียบคนั เรง สงไปยังECMเพือ่ ที่จะควบคมุ มอเตอรท ่เี รือนล้ินเรงใหป ด เปด ตามตําแหนงสัมพนั ธก ับ
การเหยียบคนั เรง

ภาพท่ี 3-12 ตัวรับรตู ําแหนง เหยยี บคันเรง

33
3.1 วงจรไฟฟาควบคุมการทํางานเรอื นล้ินเรง

การควบคุมการปดและเปดของลิ้นเรง ECM เปนตัวควบคุมท้ังหมด โดยอาศัยสัญญาณทาง
ไฟฟาท่ีจับการเปล่ียนแปลงมุมเหยียบคันเรง จากตัวรับรูตําแหนงเหยียบคันเรง ผานทาง ตัวสง
สญั ญาณ จับตําแหนง 2 ตัว คือ VPA1,VPA2 ECM จะทาํ การประมวลผลดวยโปรแกรมจากน้ันสงการ
ควบคุมไปยัง มอเตอรคุมลิ้นเรง มอเตอร ทาง ข้ัว M+,M- VTA1 VTA2 ทํางานตามคําส่ังและสง
สัญญาณตําแหนง มุมลิ้นเรงกับมาท่ีECM อีกครั้งเพ่ือรับทราบแลวทําการประมวลผลควบคุมให
ตําแหนงของลิ้นเรงเปนไปตามโปรแกรมท่ีตั้งไวในสภาวะตางๆ โปรแกรมท่ีอยูในกลอง ECMยังเปน
ความลบั ของบรษิ ัทผูผลติ ไมม กี ารเปด เผยสสู าธารณชน

ภาพที่ 3-13 หนาปลก๊ั ตอของ เรอื นลิน้ เรง

ภาพที่ 3-14 หนา ปลก๊ั ตอของ ตัวรับรตู าํ แหนง เหยยี บคนั เรง

34
ภาพท่ี 3-15 วงจรไฟฟา ควบคมุ การทํางานเรือนลน้ิ เรง

35
ภาพที่ 3-16 (ตอ)

36
4. ลน้ิ ควบคุมไอน้าํ มนั เช้อื เพลิง (Purge solenoid valve)

ไอนํ้ามนั เบนซินสามารถระเหยออกไปจากระบบนํา้ มนั เชือ้ เพลงิ ทไ่ี มมีการควบคุมทอหายใจของ
ถงั นํา้ มันจะมไี อนา้ํ มันร่ัวไหลออกมา ในขณะที่ถังนํ้ามนั ไดร ับความรอ น อากาศในถังจะขยายตวั และ
ไหลออกสภู ายนอก อากาศที่ไหลออกมาน้จี ะพาไอน้ํามันออกมาดวย ถา ถังไดรับ ความรอ นมาก จะมี
ไอน้ํามันรั่วไหลออกมามาก โดยเฉพาะอยางย่งิ ถาจอดรถยนตไวกลางแสงแดด ระบบควบคุมไอนํ้ามัน
ทาํ หนาทด่ี ักจบั ไอนาํ้ มันเหลา นี้แลวปอนเขา สเู ครื่องยนต ส่ิงนี้จะชว ยลดมลภาวะอากาศ ดวยการใช
ลนิ้ ควบคุมไอน้ํามันเชื้อเพลิง ควบคมุ ดวย ECM ทําการปอนเชอ้ื เพลงจากถังน้าํ มนั เขาทางทอ ไอดขี อง
เคร่ืองยนตเพ่ือเอาไปเผาใหมเ พื่อลดมลภาวะทางอากาศ

ระบบควบคมุ ไอนา้ํ มันนี้มีชื่อเรยี ก หลายอยา ง เชน ระบบ FVEC (fuel-vapor emission
control) ระบบ ECS (evaporative control system) ระบบ EEC (evaporative emission
control) ระบบ VVR (vehicle vapor recovery) หรอื ระบบ VSS (vapor saver system) ทง้ั หมด
มีการทาํ งานคลา ยกนั

ภาพที่ 3-16 ระบบ ECS (evaporative control system)
ที่มา: https://www.aa1car.com/library/evap_system.htm

ภาพท่ี 3-17 ล้ินควบคุมไอน้ํามนั เชื้อเพลิง

37
4.1 วงจรไฟฟา ควบคุมลิน้ ควบคุมไอนํา้ มนั เช้ือเพลิง

เมอื่ สวิตชกญุ แจอยทู ี่ตําแหนง ON ไฟบวกจาก ขั้ว IG2(สสี ายB-R) เขาฟว ส IG2 10 A ออกจาก
ฟว ส IG2 ไปรอที่ขัว้ ท่ี1 ของ COPN Relay(รีเลยป ม เชอ้ื เพลงิ ) ในกลอ งฟวส และออกจากกลอ งฟวส
(สีสายB-0) เขาทีข่ ว้ั 9 (IGSW) ของ ECM ระบบรับทราบสัญญาณ IGSW ปลอยไฟ+ออกจาก ข้ัว ท่ี8
(MREL) (สสี ายB-W) ไปที่ EFI Relay ] ลงกราวดผ านขั้วท่ี2(สายสWี -B) ทาํ ให ที่ EFI Relay
ทาํ งานตอหนาสัมผัส ระหวา งขั้ว 5กับ3 สงไฟ + จาก ฟว ส EFI 20 A ออกจากขว้ั ที่3 (สสี ายB-W)
เขา ทีข่ ว้ั 1 ของ ของ VSV สวนขั้ว 2ของ VSV ตอ สายไปยงั ขัว้ ท่ี 23 PRG (สสี ายB-R) ของ ECM

ภาพที่ 3-18 หนา ปล๊ักตอของ ลิ้นควบคมุ ไอน้ํามันเชอ้ื เพลงิ

38
ภาพที่ 3-19 วงจรไฟฟาควบคมุ ตัวรับรกู ารไหลของอากาศ

39
ภาพที่ 3-19 (ตอ)