ระบบจุดระเบิด ( ignition system)

1. ระบบจุดระเบิด (ignition system) ระบบจุดระเบิด(ignition system) หน้าที่ของระบบจุดระเบิดคือ การจ่ายประกายไฟเพื่อจุดระเบิดไอดีภายในกระบอกสูบตามจังหวะการจุดระเบิดที่ เหมาะสมของเครื่องยนต์ องค์ประกอบที่ทำให้เครื่องยนต์ทำงานได้อย่างสมบูรณ์เต็มประสิทธิภาพ กำลังอัดของเครื่องยนต์สูง จังหวะจุดระเบิดเหมาะสมและประกายไฟแรง ส่วยผสมน้ำมันกับอากาศดี การทำงานของระบบจุดระเบิดที่ดี ประกายไฟแรง แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจะต้องสูงพอสามารถจุดประกายไฟระหว่างเขี้ยวหัวเทียนได้ จังหวะการจุดระเบิดที่เหมาะสม ต้องมีระยะเวลาในการจุดระเบิดที่เหมาะสมกับความเร็วรอบของเครื่องยนต์ และภาระ มีความทนทาน ต้องมีความทนทานต่อการสั่นสะเทือนและความร้อนของเครื่องยนต์ ชนิดของระบบจุดระเบิด ในปัจจุบันนี้เราอาจแบ่งระบบจุดระเบิดได้เป็น 2 กลุ่มคือ

2. 1. ระบบจุดระเบิดทั่วไปที่ไม่ได้ควบคุมด้วย ECU • ระบบจุดระเบิดแบบใช้หน้าทองขาว • ระบบจุดระเบิดกึ่งทรานซิสเตอร์ (ใช้ทรานซิสเตอร์ทำงานร่วมกับหน้าทองขาว) • ระบบจุดระเบิดแบบใช้ทรานซิสเตอร์ล้วน • ระบบจุดระเบิดแบบรวม (integrated ignition assembly) • ระบบจุดระเบิดแบบ CDI • 2. ระบบจุดระเบิดที่ควบคุมด้วยระบบ ECU • ระบบจุดระเบิดแบบใช้ตัวช่วยจุดระเบิดที่ควบคุมจาก ECU • ระบบจุดระเบิดแบบไม่มีจานจ่าย

3. 1. ระบบจุดระเบิดทั่วไปที่ไม่ได้ควบคุมด้วย ECU 1.1 ระบบจุดระเบิดแบบหน้าทองขาว ประกอบด้วย แบตเตอรี่ สวิทช์จุดระเบิด คอยล์จุดระเบิด ทองขาว คอนเดนเซอร์ จานจ่าย สายไฟแรงสูง และหัวเทียน แบ่งเป็น 2 วงจร • วงจรไฟแรงต่ำ(low-tension circuit) เริ่มต้นที่แบตเตอรี่จ่ายพลังงานไฟฟ้าแรงเคลื่อน 12 โวลต์ ผ่านสวิตช์จุดระเบิดไปยังคอยล์จุดระเบิดด้านขดลวดปฐมภูมิ ไปหน้าทองขาวในจานจ่า • วงจรไฟแรงสูง(high-tension circuit) เริ่มต้นจากขดลวดทุติยภูมิของคอยล์จุดระเบิดไปยังฝาครอบจานจ่าย หัวโรเตอร์ สายไฟแรงสูง และหัวเทียน

4. คอยล์จุดระเบิด (ignition coil) ทำหน้าที่เช่นเดียวกับหม้อแปลง จะเพิ่มแรงเคลื่อนต่ำจาก 12 โวลต์ เป็นเคลื่อนไฟแรงสูงถึง 18,000 – 25,000 โวลต์ เพื่อให้แรงเคลื่อนไฟฟ้ากระโดดข้ามเขี้ยวหัวเทียน ภายในคอยล์จะประกอบด้วยขดลวดปฐมภูมิพันด้วยลวดทองแดงขนาดใหญ่ทับขดลวดทุติย ภูมิประมาณ 150-300 รอบ ส่วนขดลวดทุติยภูมิพันด้วยลวดทองแดงขนาดเล็ก โดยพันรอบแกนเหล็กอ่อนประมาณ 20,000 รอบ มีกระดาษบางคั่นอยู่ระหว่างขดลวดทั้งสองเพื่อป้องกันการลัดวงจร ปลายด้านหนึ่งของขดลวดปฐมภูมิจะต่ออยู่กับขั้วบวก ส่วนปลายอีกด้านหนึ่งจะต่อเข้ากับขั้วลบ สำหรับขดลวดทุติยภูมิจะต่อปลายด้านหนึ่งเข้ากับขดลวดปฐมภูมิทางขั้วบวกอีก ด้านหนึ่งจะต่ออยู่กับขั้วไฟแรงสูง น้ำมันทำหน้าที่เป็นฉนวนและช่วยระบายความร้อน

5. หลักการที่ทำให้เกิดแรงเคลื่อนไฟแรงสูง การเหนี่ยวนำตัวเอง(self-induction effect) เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลเข้าไปในขดลวดจนเต็มและถูกตัดวงจรอย่างทันทีทันใด สนามแม่เหล็กจะยุบตัวลงตัดกับขดขวลวดเกิดการเปลียนแปลงการเหนี่ยวนำของแม่ แรงเหล็กของขดลวดทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าขึ้น การเหนี่ยวนำร่วม(mutual induction effect) เมื่อขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิถูกพันอยู่รอบ ๆ แกนเหล็กอ่อนเดียวกัน เมื่อขดลวดปฐมภูมิถูกตัดวงจรอย่างทันทีทันใดจะเกิดการเปลี่ยนแปลงเส้นแรงแม่ เหล็กโดยเส้นแรงแม่เหล็กยุบตัวทำให้ขดลวดทุติยถูมิเกิดแรงดันไฟฟ้าขึ้น แรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากการเหนี่ยวนำจะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับ • จำนวนของเส้นแรงแม่เหล็ก เส้นแรงแม่เหล็กที่เกิดขึ้นในขดลวดมากแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เกิดจากการเหนี่ยวนำก็จะมาก • จำนวนรอบของขดลวด จำนวนรอบของขดลวดทุติยภูมิมาก ก็จะเกิดการเหนี่ยวนำเกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าได้สูง • ความเร็วในการเปลี่ยนแปลงเส้นแรงแม่เหล็ก เพื่อที่จะได้รับแรงเคลื่อนไฟฟ้าสูงในระหว่างการเหนี่ยวนำร่วม กระแสไฟที่ไหลในวงจรขดลวดปฐมภูมิจะต้องมากและจะต้องถูกตัดวงจรอย่างทันทีทัน ใด • คอยล์จุดระเบิดแบบมีความต้านทาน(Resistor) ภายนอก ตัวต้านทานต่ออนุกรมกับขดลวดปฐมภูมิ จะใช้ขอลวดที่มีขนาดใหญ่ขึ้นทำให้จำนวนรอบลดลงความต้านทานลดลงกระไฟฟ้าไหล เข้าได้มากและเร็ว การนำความต้านทานภายนอกมาต่ออนุกรมกับขดลวดปฐมภูมิก็เพื่อป้องกันกระแสไฟฟ้า ไหลเข้าขดลวดมากเกินไปเมื่อความเร็วรอบเครื่องยนต์ต่ำจะทำให้คอยล์ร้อนจนอาจ เสียหายได้

6. จานจ่าย (distributor) ทำหน้าที่ให้หน้าทองขาวเป็นสวิตช์ปิด-เปิดของวงจรปฐมภูมิทำให้เกิดการ เหนี่ยวนำเกิดแรงเคลื่อนไฟแรงสูง จานจ่ายจะจ่ายแรงเคลื่อนไฟสูงจากคอยล์ไปยังกระบอกสูบตามจังหวะการจุดระเบิด ของเครื่องยนต์ จานจ่ายจะประกอบด้วย ฝาจานจ่าย โรเตอร์ ชุดหน้าทองขาว คอนเดนเซอร์ ชุดกลไกจุดระเบิดล่วงหน้าแบบสุญญากาศ แบบแรงเหวี่ยงหนีศูนย์ • ชุดหน้าทองขาว (breaker section) ทำหน้าที่ในการตัดต่อวงจรไฟปฐมภูมิ ประกอบด้วย 2 ส่วน • ส่วนที่อยู่กับที่ ส่วนนี้จะต่อลงดิน • ส่วนที่เคลื่อนที่ จุดหมุนของส่วนนี้จะมีฉนวนป้องกันการลงดิน ส่วนนี้จะต่อโดยตรงกับขดลวดปฐมภูมิในคอยล์จุดระเบิดและจะมีไฟเบอร์ทำหน้าที่ ถ่ายทอดกำลังจากลูกเบี้ยวของจานจ่ายเพื่อทำหน้าที่ปิด – เปิดหน้าทองขาว สปริงแผ่นของหน้าทองขาวจะทำหน้าที่ปิดหน้าทองขาวให้สนิท

7. มุม dwell (dwell angle)คือมุมของลูกเบี้ยวจานจ่ายในตำแหน่งที่หน้าทองขาวปิด เป็นมุมที่กำหนดระยะเวลาการไหลของกระแส ในเครื่องยนต์ 4 สูบ การปรับตั้งระยะห่างของหน้าทองขาวถูกต้องตามมาตราฐาน มุมดแวลจะอยู่ในค่าประมาณ 46-58 องศามุม dwell จะสัมพันธ์กันระหว่างระยะห่างของหน้าทองขาวเมื่อหน้าทองขาวห่างมากเกินไป(point gap too wide) เป็นผลให้มุม dwell มีค่าน้อยเมื่อหน้าทองขาวห่างน้อยเกินไป(point gap too small) เป็นผลให้มุม dwell มีค่ามากมุม dwell น้อยเกินไปจะทำให้ระยะเวลาที่หน้าทองขาวปิดสั้นทำให้กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านขด ลวดปฐมภูมิมีเวลาน้อยลงเมื่อความเร็วรอบของเครื่องยนต์เพิ่มมากขึ้น กระแสไฟฟ้าวงจรปฐมภูมิจะมีไม่เพียงพอและทำให้แรงเคลื่อนไฟฟ้าในวงจรทุติย ภูมิลดลงจังหวะจุดระเบิดก็จะผิดพลาด มุม dwell มากเกินไป ระยะห่างหน้าทองขาวจะแคบลงเกิดประกายไฟได้ง่ายเมื่อหน้าทองขาวเริ่มเปิด กระแสไฟไหลผ่านหน้าทองขาวได้ทำให้กระแสไฟฟ้าไม่ถูกตัดวงจรอย่างทันทีทันใด แรงเคลื่อนไฟฟ้าในวงจรทุติยภูมิจะเกิดขึ้นน้อยจังหวะการจุดระเบิดจะผิดพลาด เช่นกัน • คอนเดนเซอร์ (condenser) ติดตั้งอยู่ด้านนอกข้างจานจ่ายต่อขนานกับหน้าทองขาวจะเก็บประจุไฟฟ้าเมื่อ หน้าทองขาวเปิด เพื่อให้การตัดวงจรในขดลวดปฐมภูมิอย่าทันทีทันใดและให้เกิดประกายไฟที่หน้า ทองขาวน้อยที่สุด และเมื่อหน้าทองขาวปิดคอนเดนเซอร์ก็จะคายประจุไฟฟ้าให้กับวงจร • การเลือกใช้ คอนเดนเซอร์จะต้องเลือกขนาดความจุให้เหมาะสมกับระบบจุดระเบิดของเครื่องยนต์ การใช้คอนเดนเซอร์ที่มีค่าความจุน้อยเกินไปจะทำให้เนื้อโลหะของหน้าทองขาว ด้านบวกนูนออกมาและทางด้านลบเป็นหลุม ถ้าความจุมากเกินไปทำให้เนื้อโลหะของหน้าทองขาวทางด้านบวกเป็นหลุมและทาง ด้านลบนูนออกมา

8. โรเตอร์ (rotor) ทำหน้าที่หมุนจ่ายแรงเคลื่อนไฟแรงสูงที่รับมาจากคอยล์จุดระเบิดไปยังฝาครอบจานจ่ายตามจังหวะการจุดระเบิดของเครื่องยนต์ • ฝาครอบจานจ่าย (distributor cap) มีรูตรงจุดกึ่งกลางด้านในติดตั้งแท่งคาร์บอนและะรอบ ๆ ฝาจานจ่ายจะมีรูสายหัวเทียนรับแรงเคลื่อนไฟแรงสูงจากตัวโรเตอร์ ระยะห่างระหว่างสะพานไฟของตัวโรเตอร์กับขั้วไฟของฝาครอบจานจ่ายประมาณ 0.8 มม.(0.031 นิ้ว)

9. สายหัวเทียน (Ignition Cable) มีหน้าที่นำส่งกระแสไฟฟ้าจากคอยล์ไปยังหัวเทียน เพื่อการจุดระเบิดเผาไหม้ของเครื่องยนต์ หากสายหัวเทียนไม่อยู่ในสภาพที่ปกติสมบูรณ์ ก็อาจจะทำให้การเผาไหม้เกิดความบกพร่องหรือไม่สมบูรณ์ขึ้นได้ เช่น เครื่องยนต์สตาร์ทติดยาก,รอบเดินเบาเครื่องยนต์ไม่เรียบมีอาการสั่น เป็นต้น