รายงาน วิชา เทคโนโลยียานยนต์สมัยใหม่ เสนอ อาจารย์สงกรานต์ กัลยา จัดทำโดย นายเจริญศักดิ์ พยัคฆา

1. รายงาน วิชา เทคโนโลยียานยนต์สมัยใหม่ เสนอ อาจารย์สงกรานต์ กัลยา จัดทำโดย นายเจริญศักดิ์ พยัคฆา รหัส 62822 เลขที่8

2. ระบบฉีดเชื้อเพลิงแก๊สโซลีนควบคุมด้วยอิเล็กทรอนิกส์ระบบฉีดเชื้อเพลิงแก๊สโซลีนควบคุมด้วยอิเล็กทรอนิกส์ 1.ประวัติระบบฉีดเชื้อเพลิงแก๊สโซลีน (History of Gasoline Injection System)ระบบฉีดเชื้อเพลิงแก๊สโซลีนนี้มิได้เพิ่งจะมาพิจารณาขึ้นเมื่อเร็ว ๆ นี้แต่ได้เริ่มค้นคว้าทดลองขึ้นในประเทศเยอรมนีโดยบริษัทบอชมาตั้งแต่ปี ค.ศ. 1912 เพื่อเพิ่มกำลังเครื่องยนต์ แต่ไม่ประสบความสำเร็จจนกระทั่งในปี ค.ศ. 1932 หลังจากมีการค้นคว้า ทดลองและพัฒนามาเรื่อย ๆ ก็ประสบความสำเร็จมีการผลิตระบบฉีดเชื้อเพลิงใช้กับเครื่องยนต์แก๊สโซลี นชนิดลูกสูบของเครื่องบินออกจำหน่ายระบบฉีดเชื้อเพลิงแก๊สโซลีนที่ใช้กับรถยนต์ระบบแรกของบริษัท BOSCH เริ่มผลิตขึ้นในปี ค.ศ.1952  เพื่อใช้กับรถยนต์แข่ง ต่อมามีการพัฒนาโดยการใช้วิธีการทางอิเล็กทรอนิกส์เข้ามาควบคุม (Electronic Control Techniques) เป็นผลให้ปริมาณที่ฉีด มีปริมาณที่แน่นอนเที่ยงตรงสูงมาก ระบบที่พัฒนาโดยบริษัท BOSCHนี้ เรียกว่าระบบ ECGI (Electronically Controlled GasolineInjection)และจากการร่วมมือกันกับบริษัทโฟล์คสวาเกนได้มีการผลิตออกจำหน่ายตั้งแต่ปี ค.ศ. 1967  ต่อมาระบบ ECGI ก็ได้พัฒนาต่อไปอีกจนกระทั่งผ่านการควบคุมมลพิษจากไอเสียอันเข็มงวดกวดขันทั้งในประเทศเยอรมนีเองและต่างประเทศปัจจุบัน ECGI เป็นที่รู้จัก และใช้กันอย่างแพร่หลาย ในชื่อ “ระบบการฉีดเชื้อเพลิงแบบอิเล็กทรอนิกส์”(Electronic Fuel Injection) หรือชื่อย่อที่รู้จักกันในทั่วไปว่า “EFI”

3. 2.ความต้องการน้ำมันเชื้อเพลิงของเครื่องยนต์ปัจจุบันเครื่องยนต์แก๊สโซลีนได้ถูกพัฒนาให้มีประสิทธิภาพสูงมากยิ่งขึ้นคือนอกจากจะพยายามทำให้ได้กำลังสูงสุดแล้ว ยังต้องมีความสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิงและเกิดมลภาวะเป็นพิษจากแก๊สไอเสีย น้อยที่สุดอีกด้วย ซึ่งประสิทธิภาพของเครื่องยนต์นี้ จะขึ้นอยู่กับองค์ประกอบที่สำคัญหลายประการด้วยกันคือ 1.อัตราส่วนการอัด 2.กระบวนการในการเผาไหม้ 3.อัตราส่วนผสมของอากาศและน้ำมันเชื้อเพลิงที่ป้อนเข้ากระบอกสูบ 4.การออกแบบชิ้นส่วนต่างๆ ของเครื่องยนต์ อัตราส่วนผสมของอากาศและน้ำมันเชื้อเพลิงนับว่าเป็นสิ่งสำคัญมากอย่างหนึ่งที่จะมีผลต่อประสิทธิภาพของเครื่องยนต์หากอัตราส่วนผสมของเชื้อเพลิงที่ป้อนเข้ากระบอกสูบไม่เหมาะสมจะเป็นสาเหตุให้

4. เครื่องยนต์มีกำลังงานต่ำสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิง และเกิดแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) มากซึ่งจะเป็น อันตรายต่อร่างกายของมนุษย์ 3.อัตราส่วนผสมของอากาศและน้ำมันเชื้อเพลิง อัตราส่วนผสมของอากาศและน้ำมันเชื้อเพลิง ที่ใช้กับเครื่องยนต์ จะประกอบด้วยส่วนผสม 3 แบบ คือ 1.อัตราส่วนผสมของอากาศและน้ำมันเชื้อเพลิงตามทฤษฎี (theoretical air-fuel ratio) รูปที่ 1.34 แสดงอัตราส่วนผสมของอากาศและน้ำมันเชื้อเพลิง

5. 2.อัตราส่วนผสมหนา (rich mixture) เป็นอัตราส่วนที่มากกว่า 14.7 : 1  เช่น 12: 1ซึ่งใช้ส่วนผสมที่ใช้อากาศน้อยกว่าทฤษฎีจะเรียกว่า ส่วนผสมหนา (rich mixture) 3.อัตราส่วนผสมบาง(lean mixture)เป็นอัตราส่วนที่น้อยกว่า 14.7 : 1   เช่น 16: 1ซึ่งใช้ส่วนผสมที่ใช้อากาศมากกว่าทฤษฎี จะเรียกว่า ส่วนผสมบาง (lean mixture)   4.วิธีการผสมอากาศกับน้ำมันเชื้อเพลิง (Air-Fuel Mixing Method) สำหรับเครื่องยนต์แก๊สโซลีนจะมีวิธีการใหญ่ ๆ อยู่ 2 วิธี คือ

6. 1.โดยระบบคาร์บูเรเตอร์ (Carburetors System) 2.โดยระบบฉีดเชื้อเพลิง (Injection System) ทั้ง 2 แบบต่างก็มีข้อดีข้อเสียกล่าวคือคาร์บูเรเตอร์เดิมเป็นแบบง่าย ๆ แต่ต่อมาประเทศต่าง ๆ ทางยุโรปและอเมริกามีการออกกฎหมายควบคุมมลพิษของไอเสียอย่างเข้มงวดกวดขันจากคาร์บูเรเตอร์ง่าย ๆ จึงจำเป็นต้องเพิ่มอุปกรณ์ช่วยต่าง ๆ เข้าไปทำให้ยุ่งยากซับซ้อนมากขึ้นและอุปกรณ์บางส่วนก็เป็นกลไกทำให้เกิดความล่าช้าในการทำงานรถยนต์ราคาแพง ๆ ที่ใช้เครื่องยนต์ประเภทสมรรถนะสูง (High Performance) จึงหันมาใช้ระบบฉีดแทนคาร์บูเรเตอร์เพราะระบบฉีดเชื้อเพลิงการเผาไหม้จะสะอาดหมดจดกว่าจึงยังไม่เป็นที่คุ้นเคยดังนั้นการที่จะให้เป็นที่นิยมและยอมรับอย่างกว้างขวางเช่นเดียวกับระบบ คาร์บูเรเตอร์คงต้องใช้เวลาและคงจะมีใช้อยู่ทั้งสองระบบควบคู่กันไปเช่นเดียวกันกับระบบจุดระเบิดแบบธรรมดาและระบบจุดระเบิดแบบทรานซิสเตอร์

7. รูปที่ 1.35 การเกิดหยดน้ำมันของไอดีที่สูบสุดท้าย ปัญหาที่สำคัญอีกประการหนึ่งของระบบคาร์บูเรเตอร์ก็คือ แต่ละสูบจะได้รับส่วนผสมไม่เท่ากัน เนื่องจากเชื้อเพลิงหนักกว่าอากาศมันจึงไหลต่อไปจนสุดท่อร่วมไอดีแล้วจับตัวเป็นหยดน้ำมันทำให้สูบสุดท้าย ส่วนผสมหนาแต่สูบที่อยู่ใกล้คาร์บูเรเตอร์ส่วนผสมบาง

8. 5.ข้อดีของระบบฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงแก๊สโซลีน (Advantage of Gasoline Injection System) 1.ให้กำลังสูงกว่าที่ความจุเท่ากัน 2.ให้แรงบิดสูงกว่าที่รอบเครื่องยนต์ต่ำกว่า 3.ประหยัดเชื้อเพลิงกว่า 4.เผาไหม้ได้สมบูรณ์กว่าจึงเป็นการลดมลพิษ 5.การเผาไหม้แต่ละสูบสมดุลกันมากกว่า 6.ติดเครื่องยนต์เมื่ออากาศเย็นได้ง่ายกว่า 7.ใช้เวลาในการอุ่นเครื่องน้อยกว่า 8.ไม่จำเป็นต้องมีการอุ่นท่อร่วมไอดี 9.อุณหภูมิของอากาศที่เข้ามาต่ำกว่า 10.มีอัตราเร่งดีกว่า ข้อดีดังกล่าวนี้รถยนต์ปัจจุบันที่ทันสมัยราคาแพงจึงใช้ระบบฉีดเชื้อเพลิงแทนคาร์บูเรเตอร์มากขึ้นเรื่อยๆ

9. 6.หลักการเบื้องต้นระบบฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงอิเล็กทรอนิกส์ระบบฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงอิเล็กทรอนิกส์ (Electronic fuel injection System) หรือเรียกว่า ระบบ EFI เป็นระบบการจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงให้กับเครื่องยนต์ โดยใช้หัวฉีดที่มีการควบคุมการทำงานด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ หรือคอมพิวเตอร์ 6.1หลักการเบื้องต้น น้ำมันเชื้อเพลิงจากถังจะถูกส่งผ่านกรองน้ำมัน ไปยังหัวฉีดซึ่งตดตั้งไว้ที่ท่อไอดีของแต่ละสูบ โดยใช้ปั้มไฟฟ้า ดังรูป 1.45 เมื่อสัญญาณไฟฟ้าจากคอมพิวเตอร์ป้อนเข้าหัวฉีด น้ำมันเชื้อเพลิงที่มีความดันประมาณ 2.5 บาร์ (bar) จะถูกฉีดเข้าไปผสมกับอากาศในท่อไอดี แล้วถูกดูดเข้ากระบอกสูบของเครื่องยนต์ สำหรับปริมาณน้ำมันที่ถูกฉีดออกมาจะมากหรือน้อย จะขึ้นอยู่กับระยะเวลาในการป้อนไฟฟ้าเข้าหัวฉีด กล่าวคือ ถ้ามีสัญญาณไฟฟ้าป้อนเข้าหัวฉีกนาน ปริมาณน้ำมันเชื้อเพลิงจะถูกฉีดออกมามาก

10. 6.2ชนิดของระบบฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงระบบฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงที่นำมาใช้ในรถยนต์นั่งทั่ว ๆ ไปในปัจจุบันจะมีอยู่ด้วยกัน 2 แบบใหญ่ๆ ด้วยกัน โดยจะมีความแตกต่างตามวิธีการวัดปริมาณอากาศที่บรรจุเข้ากระบอกสูบคือ1ระบบฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงอิเล็กทรอนิกส์ แบบ D-Jetronicหรือเรียกว่า ระบบ EFI แบบ D

11. รูปที่ 1.37 ระบบฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงอิเล็กทรอนิกส์ (D-Jetronic)

12. หลักการทำงาน ขณะเครื่องยนต์มีความเร็วรอบต่ำลิ้นเร่งจะเปิดให้อากาศไหลผ่านเข้ากระบอกสูบน้อย ความดันของอากาศในท่อร่วมไอดีจะต่ำ (เป็นสุญญากาศมาก) ตัวตรวจจับสุญญากาศ (Vacuum sensor) จะส่งสัญญาณไฟฟ้าที่สัมพันธ์กับแรงดันอากาศในท่อร่วมไอดีขณะนั้น ป้อนเข้าคอมพิวเตอร์ให้กำหนดระยะเวลาในการฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงน้อย และในทางตรงกันข้าม หากลิ้นเร่งเปิดให้อากาศไหลผ่านเข้ากระบอกสูบมาก (ขณะเร่งเครื่องยนต์) ความดันของอากาศในท่อร่วมไอดีจะสูงขึ้น (เป็นสุญญากาศน้อย) ตัวตรวจจับสุญญากาศจะส่งสัญญาณไฟฟ้าป้อนเข้าคอมพิวเตอร์ให้กำหนดระยะเวลาใน การฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงมากขึ้น 2 ระบบฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงอิเล็กทรอนิกส์ แบบ L- Jectronic หรือเรียกว่า ระบบ EFI แบบ Lเป็นระบบที่พัฒนามาจากระบบ EFI แบบ D- Jectronic ซึ่งจะมีการวัดปริมาณอากาศที่ไหลเข้ากระบอกสูบจากแรงดันในท่อร่วมไอดี แต่เนื่องจากปริมาตรกับแรงดันของอากาศมีสัดส่วนแปรผันไม่คงที่แน่นอน กล่าวคือ ปริมาตรของอากาศไม่แปรผันตรงกับแรงดัน ทำให้การวัดปริมาณอากาศจะได้ค่าที่แรงดันที่ไม่เที่ยงตรง จึงเป็นเหตุให้การฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงนั้นขาดความเที่ยงตรงไปด้วย จากเหตุผลดังกล่าว ในระบบ EFI แบบ L จะทำการวัดปริมาณอากาศโดยใช้มาตรวัดการไหลของอากาศ (Air flow meter) เป็นตัวตรวจจับปริมาณอากาศที่ถูกดูดเข้ากระบอกสูบ แล้วเปลี่ยนเป็นสัญญาณไฟฟ้าป้อนเข้าคอมพิวเตอร์ เพื่อกำหนดระยะเวลาในการฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงที่เหมาะสม

13. รูปที่ 1.38 ระบบฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงอิเล็กทรอนิกส์ (L-Jetronic)

14. 7. การควบคุมระยะเวลาในการฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงในระบบ EFI จะมีการควบคุมระยะเวลาในการฉีดของหัวฉีด เป็น 2 ส่วนด้วยกันคือการควบคุมระยะเวลาในการฉีดพื้นฐานและการเพิ่มระยะเวลาในการ ฉีดตามสภาวะการทำงานของเครื่องยนต์ โดยมีรายละเอียดของการควบคุม ดังนี้คือ 7.1 การควบคุมระยะเวลาในการฉีดพื้นฐานจากรูปหลักการเบื้องต้นของระบบ  EFI แบบ  D – Jetronic  คอมพิวเตอร์จะได้รับสัญญาณไฟฟ้าจากตัวตรวจจับสุญญากาศ และสัญญาณความเร็วของเครื่องยนต์และในระบบ  EFI  แบบ L – Jetronic คอมพิวเตอร์จะได้รับสัญญาณไฟฟ้าจากมาตรวัดการไหลของอากาศและสัญญาณ ความเร็วของเครื่องยนต์สัญญาณไฟฟ้าทั้งสองที่ป้อนเข้าคอมพิวเตอร์จะเป็น สัญญาณที่ใช้สำหรับกำหนดระยะเวลาในการฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงของหัวฉีดระยะ เวลาในการฉีดที่ได้จากสัญญาณทั้งสองนี้จะเรียกว่าระยะเวลาในการฉีดพื้น ฐาน(basic injection time)ซึ่งเป็นระยะเวลาในการฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงที่ได้อัตราส่วนผสมของอากาศและน้ำมันเชื้อเพลิงตามทฤษฎี

15. หมายเหตุ  :สัญญาณความเร็วรอบเครื่องยนต์จะเป็นข้อมูลในการคำนวณปริมาณอากาศต่อรอบการทำ งานของเครื่องยนต์ พร้อมทั้งยังเป็นตัวกำหนดจังหวะและการเริ่มต้นการฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงใน เครื่องยนต์หัวฉีดรุ่นแรก ๆ สัญญาณนี้จะถูกต่อจากขั้วลบของคอยล์จุดระเบิด หรือขั้วของจานจ่าย ส่วนเครื่องยนต์หัวฉีดในปัจจุบันจะได้รับสัญญาณความเร็วรอบจากตัวตรวจจับมุม เพลาข้อเหวี่ยง 7.2 การเพิ่มระยะเวลาในการฉีดตามสภาวะการทำงานของเครื่องยนต์เนื่องจากเครื่องยนต์ต้องทำงานอยู่ภายใต้สภาวะต่าง ๆ ที่มีการเปลี่ยนแปลงไปตลอดเวลาทำให้อัตราส่วนผสมของอากาศและน้ำมันเชื้อเพลิงที่จ่ายให้กับเครื่องยนต์ต้องมีการเปลี่ยนแปลงไปตามสภาวะการทำงานเหล่านั้นด้วย ซึ่งทำให้อัตราส่วนผสมของอากาศและน้ำมันเชื้อเพลิงตามทฤษฎีที่ได้จากระยะเวลาในการฉีดพื้นฐานไม่สามารถตอบสนองการทำงานของเครื่องยนต์ใน ทุกสภาวะได้ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการแก้ไขระยะเวลาในการฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงให้มาก ขึ้นเพื่อให้ได้อัตราส่วนผสมที่หนาเพียงพอกับความต้องการของเครื่องยนต์ด้วยเหตุนี้ในระบบ  EFI จะมีอุปกรณ์สำหรับตรวจจับสภาวะการทำงานของเครื่องยนต์ที่เรียกว่า sensor เป็นตัวส่งข้อมูลการทำงานของเครื่องยนต์ในลักษณะของสัญญาณไฟฟ้าไปยัง คอมพิวเตอร์ ให้เพิ่มระยะเวลาในการฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงของหัวฉีดให้เหมาะสมกับสภาวะการทำ งานต่าง ๆ ที่เกิดขึ้น จากรูปที่  1.40 จะมีสัญญาณการสตาร์ทของเครื่องยนต์ จากขั้ว St.  ของสวิตช์จุดระเบิดและตัวตรวจจับสภาวะการทำงานของเครื่องยนต์  3  ตัวเป็นตัวส่งข้อมูลทางไฟฟ้าป้อนเข้าคอมพิวเตอร์ให้เพิ่มระยะเวลาในการฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงจากระยะเวลาในการฉีดพื้นฐาน

16. -ตัวตรวจจับอุณหภูมิน้ำ (Water temperature sensor) จะทำหน้าที่ส่งสัญญาณไฟฟ้าให้คอมพิวเตอร์เพิ่มระยะเวลาในการฉีดน้ำมันเชื้อ เพลิง ให้เหมาะสมกับอุณหภูมิเครื่องยนต์ กล่าวคือ ระยะเวลาในการฉีดจะเพิ่มขึ้นเมื่อเครื่องยนต์อุณหภูมิต่ำ-ตัวตรวจจับอุณหภูมิอากาศ (Air temperature sensor)จะทำหน้าที่ส่งสัญญาณไฟฟ้าให้คอมพิวเตอร์ปรับระยะเวลาในการฉีดน้ำมันเชื้อ เพลิงให้เหมาะสมกับอุณหภูมิอากาศ กล่าวคือ ระยะเวลาในการฉีดจะเพิ่มขึ้น เมื่ออุณหภูมิอากาศต่ำกว่าค่าที่กำหนด และระยะเวลาในการฉีดจะลดลง เมื่ออุณหภูมิของอากาศสูงกว่าค่าที่กำหนด-ตัวตรวจจับตำแหน่งลิ้นเร่ง (Throttle position sensor)จะทำหน้าที่ส่งสัญญาณไฟฟ้าให้คอมพิวเตอร์เพิ่มระยะเวลาในการฉีดน้ำมันเชื้อ เพลิงให้เหมาะสมกับความเร็วรอบเครื่องยนต์ เช่น ขณะเดินเบา เร่งรอบ หรือขณะรับภาระสูงสุด-สัญญาณการสตาร์ท (Starting signal)จะเป็นสัญญาณไฟฟ้าส่งให้คอมพิวเตอร์ ทำการเพิ่มระยะเวลาในการฉีดน้ำมันเชื้อเพลิง ในขณะสตาร์ทเครื่องยนต์

17. 7.3การควบคุมจังหวะการฉีดเชื้อเพลิง7.3การควบคุมจังหวะการฉีดเชื้อเพลิง กล่องคอมพิวเตอร์จะกำหนดระยะเวลาการฉีดเชื้อเพลิงของหัวฉีดเข้าในแต่ละสูบตามรูปแบบของการฉีดดังนี้                1. การฉีดเชื้อเพลิงพร้อมกันทุกสูบ (Simitaneousinjection)กล่องคอมพิวเตอร์จะควบคุมการฉีดแต่ละสูบให้ฉีดพร้อมกันทั้งหมดในขณะที่เพลาข้อเหวี่ยงหมุนครบ1 รอบ                2. การฉีดเชื้อเพลิงแบบเป็นกลุ่ม (Group injection) การฉีดเชื้อเพลิงของเครื่องยนต์จะถูกแบ่งออกเป็น 2 กลุ่ม โดยกล่มที่หนึ่งประกอบด้วยหัวฉีดที่ 1, 2 และ 3 ส่วนกลุ่มที่ 2 ประกอบด้วย 4, 5 และ 6 หัวฉีดเชื้อเพลิงในแต่ละกลุ่มจะฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงเพียง 1 ครั้งในขณะที่เพลาข้อเหวี่ยงหมุน 1 รอบ ดังนั้นเมื่อเครื่องยนต์หมุนไปจนครบ 2 รอบก็จะทำให้ปริมาณการฉีดเชื้อเพลิงโดยรวมจะเท่ากับการฉีดเชื้อเพลิงแบบฉีดพร้อมกัน                3. การฉีดเชื้อเพลิงตามจังหวะการจุดระเบิด (Sequential injection) การฉีดเชื้อเพลิงแบบตามจังหวะการจุดระเบิด น้ำมันเชื้อเพลิงจะถูกฉีดเข้าไปในแต่ละสูบในจังหวะคาย โดยกล่องคอมพิวเตอร์ จะได้รับสัญญาณ 5 องศา BTDC ตำแหน่งศูนย์ตายบนของสูบที่ 1 ของเซนเซอร์มุมเพลาข้อเหวี่ยง และกำหนดให้หัวฉีดสูบที่ 2, 1,3,4 ฉีดจ่ายเชื้อเพลิงตามลำดับ ดังนั้นเมื่อเพลาข้อเหวี่ยงหมุนไปจนครบ 2 รอบ ก็จะทำให้ทุกสูบฉีดเชื้อเพลิงได้ปริมาณเชื้อเพลิง 1 ครั้ง

18. 8. ส่วนประกอบของระบบ EFI ในระบบ EFI แบบ D และระบบ EFI แบบ L จะประกอบไปด้วยอุปกรณ์ต่างๆ ที่สำคัญ ดังแสดงให้เห็นในตัวอย่างในรูปที่ 1.41 และ 1.42 ซึ่งหากแยกอุปกรณ์ต่าง ๆ เหล่านี้ไปตามหน้าที่การทำงาน จะสามารถแยกเป็นระบบย่อย ๆ ได้ 3 ระบบคือ 1.ระบบเชื้อเพลิง (Fuel system) ที่ประกอบด้วย ถังน้ำมัน ปั๊มน้ำมันเชื้อเพลิง กรองน้ำมันเชื้อเพลิง ท่อจ่ายน้ำมัน ตัวควบคุมความดันน้ำมันหัวฉีดประจำสูบ และหัวฉีดสตาร์ทเย็น2. ระบบประจุอากาศ (Air induction system) ที่ประกอบด้วย กรองอากาศ มาตรวัดการไหลของอากาศ เรือนลิ้นเร่ง ห้องประจุไอดีท่อไอดี และลิ้นอากาศ3. ระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ ที่ประกอบด้วย หน่วยควบคุมอิเล็กทรอนิกส์หรือคอมพิวเตอร์ตัวตรวจจับอุณหภูมิน้ำตัวตรวจจับอุณหภูมิอากาศ ตัวตรวจจับตำแหน่งลิ้นเร่งและตัวตรวจจับสัญญาณ (Sensor) อื่นๆ

19. รูปที่ 1.41 ส่วนประกอบระบบฉีดแบบ D – jectronic

20. 11.ท่อร่วมไอดี 12.ลิ้นเร่ง 13.รีเลย์ 14.ตัวตรวจจับปริมาณออกซิเจน 15.ตัวตรวจจับอุณหภูมิน้ำ 16.สวิตช์ควบคุมหัวฉีดสตาร์ทเย็น 17.จานจ่าย 18.ตัวตรวจจับสุญญากาศ 19.ตัวตรวจจับอุณหภูมิอากาศ 20.ลิ้นอากาศ 21.แบตเตอรี่ 22.สวิตช์จุดระเบิด 1.ถังน้ำมัน 2.ปั๊มน้ำมันเชื้อเพลิง 3.กรองน้ำมัน 4.ท่อจ่าย 5.ตัวควบคุมความดัน 6.คอมพิวเตอร์ 7.หัวฉีดประจำสูบ 8.หัวฉีดสตาร์ทเย็น 9.สกรูปรับแต่งรอบเดินเบา 10.ตัวตรวจจับตำแหน่งลิ้นเร่ง

21. รูปที่ 1.42 ส่วนประกอบระบบฉีดแบบ L – jectronic

23. ในบทเรียนต่อไปนี้จะกล่าวถึง ระบบฉีดเชื้อเพลิงแก๊สโซลีนควบคุมด้วยอิเล็กทรอนิกส์ ที่ใช้ในรถยนต์ปัจจุบันซึ่งประกอบด้วย 1. ระบบฉีดเชื้อเพลิงแก๊สโซลีนควบคุมด้วยอิเล็กทรอนิกส์ของโตโยต้า(TCCS : Toyota Computer Control System)2. ระบบฉีดเชื้อเพลิงแก๊สโซลีนควบคุมด้วยอิเล็กทรอนิกส์ของนิสสัน(ECCS : Electronic Concentrete Control System)3. ระบบฉีดเชื้อเพลิงแก๊สโซลีนควบคุมด้วยอิเล็กทรอนิกส์ของมิตซูบิชิ(MPI : Multi Port Injection System) ระบบเชื้อเพลิงจะทำหน้าที่จ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงภายใต้ความดันที่เหมาะสมกับหัวฉีดในปริมาณที่เพียงพอกับความต้องการในทุกสภาวะการทำงานของเครื่องยนต์ในระบบเชื้อเพลิงประกอบด้วยอุปกรณ์ต่าง ๆที่สำคัญ คือ 2.1 ปั๊มน้ำมันเชื้อเพลิง (Fuel pump)ปั๊มน้ำมันเชื้อเพลิงมีหน้าที่ดูดน้ำมันจากถังส่งไปยังหัวฉีด และหัวฉีดสตาร์ทเย็นภายใต้ความดันและมีปริมาณที่เพียงพอต่อความต้องการสูงสุดของเครื่องยนต์ ปั๊มน้ำมันเชื้อเพลิงในระบบ EFI จะมีอยู่ 2 แบบคือ ปั๊มแบบลูกกลิ้ง (roller cell pump) และปั๊มแบบใบพัด (turbine pump)

24. -ปั๊มน้ำมันเชื้อเพลิงในระบบ TCCSปั๊มน้ำมันเชื้อเพลิงที่ใช้ในระบบTCCS(โตโยต้า)นั้นจะเป็นแบบใบพัดซึ่งแบบนี้ในขณะทำงานจะมีเสียงดังน้อยกว่าปั๊มแบบกลูกกลิ้ง เพราะจานใบพัด (Impeller) ไม่ต้องเสียดสีกับเสื้อปั๊ม (Casing) การทำงาน เมื่อมอเตอร์ขับใบพัด  (Blade)  ให้หมุนจะเกิดความกันแตกต่างกันขึ้นที่ตัวใบพัด ซึ่งติดตั้งอยู่รอบจานใบพัด (Impeller)ความดัน ที่แตกต่างกันที่ด้านหน้า และด้านหลังของใบพัดจะทำให้เกิดการหมุนวนภายในปั๊มเกิด ปั๊มน้ำมันเชื้อเพลิงในระบบ ECCSปั๊มน้ำมันเชื้อเพลิงที่ใช้ในระบบ ECCS (นิสสัน) นี้จะเป็นแบบลูกกลิ้งปั๊มน้ำมันเชื้อเพลิงแบบนี้มีข้อดีก็คือ น้ำมันเชื้อเพลิงจะช่วยระบายความร้อนให้แก่มอเตอร์ และทำให้น้ำมันเชื้อเพลิงมีอุณหภูมิสูงขึ้นจึงเผาไหม้ได้ง่าย แต่มีข้อเสียคือจะมีเสียงดังในการทำงานเนื่องจากลูกกลิ้งต้องเสียดสีกับ เสื้อปั๊ม

25. การทำงาน ปั๊มลูกกลิ้งประกอบด้วยโรเตอร์ (Rotor) ซึ่งสวมอยู่ภายในเสื้อปั๊ม(Pump Spacer)  ในลักษณะที่เยื้องศูนย์กันปั๊มลูกกลิ้งถูกขับโดยมอเตอร์ไฟฟ้าเมื่อโรเตอร์ หมุนลูกกลิ้ง (Roller) ก็จะถูกทำให้เคลื่อนที่ไปตามพื้นผิวผนังภายในของเสื้อปั๊มทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงช่องว่างระหว่างลูกกลิ้งแต่ละตัวที่แตกต่างกันทำให้เกิดการดูดน้ำมันจากถังน้ำมันเชื้อเพลิงและส่งน้ำมันเชื้อเพลิงไปยัง หัวฉีดดูรูปที่  2.3 ช่องว่างระหว่างลูกกลิ้งทางด้ายซ้ายมือจะค่อย ๆ มีปริมาตรเพิ่มขึ้นจึงเกิดการดูดน้ำมันเชื้อเพลิงเข้ามาและเมื่อโรเตอร์หมุน ต่อไปปริมาตรจะค่อย ๆ เล็กลง ทำให้มีความดันสูงขึ้นซึ่งจะตรงกับช่องน้ำมันออก (Outlet Port) พอดีน้ำมันเชื้อเพลิงจึงไหลออกทางช่องน้ำมันออก -ตัว เก็บเสียง  (Silencer)  ทำหน้าที่ระงับอาการสั่นสะเทือนและเสียงจากปั๊ม เนื่องจากการผลิตความดันน้ำมันเชื้อเพลิง ให้อยู่ในรูปการเคลื่อนไหวของไดอะแฟรม-ลิ้นกันกลับ  (Check Valve)ทำหน้าที่รักษาความดันน้ำมันเชื้อเพลิงให้ตกค้างอยู่ในท่อน้ำมันเชื้อ เพลิงเพื่อทำให้ การสตาร์ทง่ายขึ้น หากไม่มีความดันตกค้าง จะทำให้เกิดฟองอากาศภายในท่อน้ำมันเชื้อเพลิงได้ง่าย ในขณะอุณหภูมิสูง ทำให้สตาร์ทเครื่องยนต์ยากในครั้งต่อไป- ลิ้นระบาย  (Relief Valve) ทำหน้าที่ป้องกันความดันน้ำมันเชื้อเพลิงซึ่งหมุนเวียนภายในมอเตอร์และปั๊ม ไม่ให้มีความดันเกินค่าที่กำหนด (ประมาณ3.5 – 5.0 กก. /ซม.2 ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับบริษัทผู้ผลิตด้วย) เมื่อความดันเกินค่าที่กำหนดลิ้นระบายจะ ถูกดันให้เปิดน้ำมันระบายกลับไปทางช่องน้ำมันเข้า  (Inlet Port)-ปั๊มน้ำมันเชื้อเพลิงแบบนี้มีข้อดีก็ คือน้ำมันเชื้อเพลิงจะช่วยระบายความร้อนให้แก่มอเตอร์และทำให้น้ำมันเชื้อเพลิง มีอุณหภูมิสูงขึ้นจึงเผาไหม้ได้ง่ายแต่มีข้อเสียคือจะมีเสียงดังในการทำงานเนื่องจากลูกกลิ้งต้องเสียดสีกับ เสื้อปั๊ม

26. ปั๊มน้ำมันเชื้อเพลิงในระบบ MPIปั๊มน้ำมันเชื้อเพลิงที่ใช้ในระบบMPI (มิตซูบิซิ) นี้จะเป็นแบบใบพัด ซึ่งเหมือนกับในระบบ TCCS (โตโยต้า)แบบนี้ในขณะทำงานจะมีเสียงดังน้อยกว่าปั๊มแบบกลูกกลิ้งเพราะจานใบพัด (Impeller) ไม่ต้องเสียดสีกับเสื้อปั๊ม (Casing)  ดูในรูปที่ 2.1วามดันสูงไหลผ่านมอเตอร์และ ลิ้นกันกลับออกไปทางช่องน้ำมันออก (Outlet Port) หลักการทำงานเนื่องจากแกนแม่เหล็กและเข็มนมหนูติดกัน เมื่อขดลวดหัวฉีดได้รับสัญญาณจากกล่อง ECU แกนแม่เหล็กจะยกเข็มนมหนูขึ้นให้เบนซินฉีดออก ปริมาตรการฉีดเบนซินควบคุมโดยระยะเวลาของสัญญาณ เพราะว่าระยะเคลื่อนที่ตัวของเข็มนมหนูคงที่ การฉีดจะมี่อยู่ตลอดเวลาไปตราบเท่าที่เข็มนมหนูเปิดขึ้น หัวฉีดหลักประจำสูบในระบบ ECCS หัวฉีดประจำสูบที่ใช้ในระบบ ECCS (นิสสัน)จะถูกติดตั้งอยู่ที่ฝาสูบบริเวณช่องทางเข้าของไอดี ที่ปลายของหัวฉีดจะมีลักษณะเป็นรู เมื่อมีสัญญาณพัลส์ที่ส่งมาจากคอมพิวเตอร์ไปกระตุ้นให้ขดลวดแม่เหล็กดึงให้ พลันเยอร์เคลื่อนตัวถอยหลัง ทำให้เข็มฉีดเปิดให้น้ำมันเชื้อเพลิงผ่านเข้าไปในท่อร่วมไอดีด้วย ระยะที่เข็มหัวฉีดถูกยกขึ้นจะคงที่ แต่แรงดันเชื้อเพลิงที่เข็มหัวฉีดจะแตกต่างกัน ดังนั้นปริมาณการจ่ายเชื้อเพลิงจะถูกควบคุมด้วยการเปลี่ยนแปลงของช่วงระยะ เวลาของการยกเข็มหัวฉีดเท่านั้น จึงทำให้กระแสไฟฟ้าที่ส่งมายังหัวฉีดนั้นเปลี่ยนแปลงไปด้วย จากสาเหตุนี้คอมพิวเตอร์จึงจะต้องควบคุมแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ส่งมายังหัวฉีด เชื้อเพลิงที่เหมาะสม ในรูปที่ 2.5 แสดงภาพตัดแสดงส่วนประกอบการภายในและตำแหน่งติดตั้งของหัวฉีด

27. ระบบฉีดเชื้อเพลิงดีเซลแบบคอมมอนเรลควบคุมด้วยอิเล็กทรอนิกส์ระบบฉีดเชื้อเพลิงดีเซลแบบคอมมอนเรลควบคุมด้วยอิเล็กทรอนิกส์ เครื่องยนต์ดีเซลแบบคอมมอนเรลควบคุมด้วยอิเล็กทรอนิกส์เป็นเครื่องยนต์ที่ได้รับการพัฒนาขึ้นโดยการนำเอาคอมพิวเตอร์มาควบคุมระบบเชื้อเพลิงแบบคอมมอนเรล(Common Rail)หรือC.D.I(Common Rail Direct Injection) ซึ่งเป็นระบบแรงดันเชื้อเพลิงที่สูงทำให้เครื่องยนต์มีประสิทธิภาพสูงมากขึ้น ประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิง และช่วยลดมลพิษทางไอเสีย คอมมอลเรล(Common Rail) เป็นชื่อเรียกของระบบจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงในเครื่องยนต์ดีเซล ซึ่งCommon แปลว่า ร่วม และ Rail แปลว่า ราง ซึ่งเมื่อนำความหมาย2คำมารวมกันก็คือ รางน้ำมันร่วม ซึ่งคอมมอนเรลมีลักษณะเป็นรางน้ำมันยาวๆ โดยเป็นตัวเก็บน้ำมันเชื้อเพลิงที่มีแรงดันสูงภายในระบบจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิง

28. ส่วนประกอบของระบบฉีดเชื้อเพลิงดีเซลแบบคอมมอนเรลควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ มีดังนี้ 1.ปั๊มจายเชื้อเพลิง (Fuel Supply) ทำหน้าที่จ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงแรงดันสูงถึง1377กิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตรไปยังท่อร่วมภายในปั๊มจะประกอบด้วยลูกเบี้ยวเยื้องศูนย์กลางวงแหวนลูกเบี้ยว ปั๊มแรงดันต่ำ ซึ่งทำหน้าที่จ่ายเชื้อเพลิงไปยังพลันเยอร์ทั้งสองตัว ลิ้นควบคุมการดูดเชื้อเพลิง (SCV) และเซนเซอร์วัดอุณหภูมิน้ำมันเชื้อเพลิง พลันเยอร์ทั้งสองตัวที่อยู่ในปั๊ม จะติดตั้งให้อยู่ในตำแหน่งตรงข้ามกัน โดยมันจะทำงานตรงข้ามกัน คือ พลันเยอร์ตัวหนึ่งตัวใดจะอยู่ในตำแหน่งจ่ายพลันเยอร์อีกตัวก็จะอยู่ในตำแหน่งดูด

29. 2.ท่อร่วม (Common Rail) ทำหน้าที่รักษาแรงดันน้ำมันเชื้อเพลิงในท่อให้มีแรงดันน้ำมันเชื้อเพลิงในท่อให้มีแรงดันสูงประมาณ1377กิโลกรัมแรงต่อตารางเซนติเมตร ทำจากโลหะเหล็กหล่อทนแรงดันสูง -ลิ้นระบายแรงดัน (Pressure Discharge Valve) ทำหน้าที่ ควบคุมแรงดันเชื้อเพลิงและปริมาณการจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงภายในท่อร่วมให้คงที่

30. -ลิ้นควบคุมแรงดัน (Fuel Discharge Sensor) ทำหน้าที่ ควบคุมแรงดันน้ำมันเชื้อเพลิงภายในท่อร่วมและส่งสัญญาณไปยังคอมพิวเตอร์เครื่องยนต์ -เซนเซอร์แรงดันน้ำมันเชื้อเพลิง (Pressure limiter) เป็นลิ้นนิรภัยกลไกจะทำหน้าที่ลดแรงดัน กรณีน้ำมันในท่อร่วมสูงเกินปกติจะส่งกลับไปยังถังน้ำมันเชื้อเพลิง

31. 3.หัวฉีด (Injection) หัวฉีดของเครื่องยนต์ดีเซลแบบคอมมอนเรลควบคุมด้วยอิเล็กทรอนิกส์ต่างจากหัวฉีดของเครื่องยนต์ดีเซลทั่วไป คือจะมีลูกสูบและลิ้นโซลีนอยด์ ซึ่งทำหน้าที่เปิดลิ้นตามการเปิดของเข็มหัวฉีด โดยมันจะทำงานเมื่อได้รับแรงเคลื่อนไฟฟ้า125v จากคอมพิวเตอร์หรือ EDU เพื่อเพิ่มแรงเคลื่อนไฟฟ้า เมื่อมีกระแสไฟฟ้าจากEDUจ่ายเข้าขดลวดโซลีนอยด์ จะกำเนิดอำนาจแม่เหล็กดูดให้ลิ้นโซลีนอยด์ยกขึ้นน้ำมันเชื้อเพลิงที่รออยู่ที่เข็มหัวฉีดบริเวณด้านล่างของลูกสูบ แรงดันน้ำมันจะดันให้ลูกสูบและเข็มหัวฉีดยกขึ้นเปิดน้ำมันเชื้อเพลิงที่อยู่ภายในห้องควบคุมฉีดระบายออกไป

32. 4.เซนเซอร์ตำแหน่งลิ้นเร่ง (Accelerator Podal Position Sensor) เป็นเซนเซอร์ที่ทำงานโดยการเปลี่ยนแปลงมุมกดขาคันเร่งเป็นสัญญาณไฟฟ้าส่งไปยังคอมพิวเตอร์ 5.เซนเซอร์วัดมุมเพลาข้อเหวี่ยง (Crankshalf Position Sensor) ทำหน้าที่ตรวจจับและส่งสัญญาณมุมเพลาข้อเหวี่ยง 6.เซนเซอร์ตำแหน่งเพลาลูกเบี้ยว (Camshaft Position Sensor) ทำหน้าที่ตรวจจับและส่งสัญญาณมุมเพลาลูกเบี้ยว

33. ซึ่งหลักการจะเริ่มจากปั๊มน้ำมันเชื้อเพลิง โดยจะดูดน้ำมันเชื้อเพลิงผ่านกรองน้ำมันเชื้อเพลิงผ่านไปยังตัว SCV หรือตัวควบคุมปริมาณน้ำมันเชื้อเพลิง เพื่อทำหน้าที่ควบคุมปริมาณของน้ำมันเชื้อเพลิงที่จะเข้าสู่ปั๊มน้ำมันเชื้อเพลิง โดยที่ปั๊มน้ำมันจะดูดและส่งผ่านไปยังตัวรางน้ำมันคอมมอนเรลแล้วน้ำมันเชื้อเพลิงก็จะไปคอยอยู่ที่หลังหัวฉีด จากนั้น กล่อง ECU จะสั่งการฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงโดยที่รับข้อมูลมาจากเซ็นเตอร์ตรวจจับตามจุดต่างๆ เช่น อุณหภูมิ น้ำอากาศ ตำแหน่งเพลาข้อเหวี่ยง เป็นต้น จากนั้นกล่อง ECU ก็ส่งสัญญาณผ่านไปยังตัว EDU เพื่อทำการสั่งการยกหัวฉีด จากนั้นหัวฉีดโซลินอยล์ก็ฉีดน้ำมันให้เป็นฝอยละอองเพื่อใช้ในการสันดาปของเครื่องยนต์ต่อไป โดยจะฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงไปตรงๆที่บนหัวลูกสูบ ซึ่งห้องเผาไหม้เล็กๆอยู่ที่หัวลูกสูบ

34. จบการนำเสนอ โดย นายเจริญศักดิ์ พยัคฆา รหัส 62822 เลขที่8