301

ใบเนอหาท 1 ในปจจบนเครองยนตดเซลน ามาใชกนอยางแพรหลาย ไมวาจะเปนดานขนสงหรอใชในรถยนตสวนตว เมอเปรยบเทยบเครองยนตดเซลกบเครองยนตแกสโซลน เครองยนตดเซลมขอดคอ ประหยดน ามนเชอเพลงใหแรงบดสงกวาทความเรวรอบต า ประสทธภาพทางความรอนสงกวา เครองยนตดเซลเปนเครองยนตจดระเบดดวยความรอนจากการอดอากาศ การท างานเรมจากการอดอากาศใหมความดนสง เมออากาศถกอดตวอณหภมอากาศกจะสงขนตามความดนทเพมขน จากนนหวฉดจะฉดเชอเพลงใหเปนฝอยละอองเขาไปในหองเผาไหม เพอใหคลกเคลากบอากาศทมความรอนกจะเกดการเผาไหมขน การฉดเชอเพลงเครองยนตดเซลใชหลกการความดนของน ามนเชอเพลงยกเขมหวฉด ประกอบดวยอปกรณทส าคญ 2 สวนคอ 7.1.1 ปมฉดน ามนเชอเพลง

รปท 7.1 สวนประกอบของปมฉดน ามนเชอเพลง ทมา : http://vallop-automechanics.blogspot.com

เพลาขบ

ปมความดนต า

ลกปม

ลนสง

โซลนอยลตดน ามนเชอเพลงเชอเพลง

จานลกเบยว

กระบอกปม

ปลอกควบคม

ชดควบคมความเรว

7.1 การท างานเครองยนตดเซล

302

ใบเนอหาท 2 การท างาน เมอเพลาปมหมน จานลกเบยวและลกปมกจะหมนตามไปดวย ขณะทลกกลงไมสมผสกบสวนนนของจานลกเบยว ลกปมจะเคลอนทลงโดยสปรงของลกปม ชองทางดดของลกปมตรงกบชองทางดดทกระบอกปม น ามนเชอเพลงจากปมความดนต าจะถกสงเขาไปยงหองความดนทดานบนของลกปม เพลาปมหมนตอไป ลกกลงสมผสกบสวนนนของจานลกเบยวชองทางดดของกระบอกปมจะถกปด เมอลกปมเลอนขนไปเรอย ๆ ชองทางน ามนเชอเพลงของลกปมไปตรงกบชองทางออกทกระบอกปม น ามนเชอเพลงความดนสงในหองความดนไหลออกตามชองทางผานลนสงไปยงหวฉด เพอฉดเชอเพลงเขาหองเผาไหม ความดนน ามนเชอเพลงทสงไปยงหวฉดจะสงประมาณ 150 – 300 บาร การควบคมปรมาตรการฉดน ามนเชอเพลงใหเพมขนหรอลดลง ขนอยกบการท างานของชดควบคมความเรวไปเลอนปลอกควบคมใหเปดชองทางตดน ามนเชอเพลงของลกปม เมอชองทางตดน ามนเชอเพลงทดานลางของลกปมเลอนขนมาตรงกบขอบบนสดของปลอกควบคม ความดนน ามนเชอเพลงทหองความดนกจะลดลง เปนการสนสดการฉดน ามนเชอเพลง

7.1.2 หวฉด ท าหนาทฉดน ามนเชอเพลง ใหเปนฝอยละอองและกระจายตวออกเตมหองเผาไหม

รปท 7.2 สวนประกอบของหวฉด

ทมา : http://vallop-automechanics.blogspot.com

น ามนเชอเพลงความดนสง แผนชม

สปรงหวฉด

ลนควบคมความดน บารองลน

เสอเขมหวฉด เขมหวฉด

303

ใบเนอหาท 3

รปท 7.3 การท างานของหวฉด ทมา : http://www.kfz-tech.de

การท างาน เมอปมฉดน ามนเชอเพลงจายน ามนเชอเพลงทมความดนสงมายงหวฉด ผานเสอเขมหวฉดเขา

หองความดน เมอความดนน ามนเชอเพลงชนะแรงกดของสปรงหวฉด เขมหวฉดจะยกตวขน น ามนเชอเพลงจะฉดเขาไปในหองเผาไหมเปนฝอยละอองเขาไปคลกเคลากบอากาศจนเกดการเผาไหม ความดนในการฉดน ามนเชอเพลงขนอยกบการปรบความแขงของสปรงหวฉด

การปรบตงปรมาตรการฉดน ามนเชอเพลงของเครองยนตดเซลจะขนอยกบความเรวรอบ และภาระของเครองยนต โดยไมค านงถงปรมาตรอากาศทเขาสกระบอกสบ อากาศทเขาสกระบอกสบจะถกกดขวางจากกรองอากาศ ลนเรงและทออากาศ ประสทธภาพการบรรจอากาศจะลดลง ซงจะสงผลใหอตราสวนผสมเชอเพลงกบอากาศไมเปนไปตามทฤษฎ โดยทวไปสวนผสมจะหนา ท าใหสนเปลองน ามนเชอเพลง

การแตกตวของน ามนเชอเพลงจะขนอยกบความดนในการฉดน ามนเชอเพลง และสงผลตอการเผาไหมเชอเพลง การแตกตวของน ามนเชอเพลงดจะท างานการเผาไหมสมบรณ แตถาการแตกตวของน ามนเชอเพลงไมด การเผาไหมจะไมสมบรณ เครองยนตเสยงดง มเขมาควนด า เมอมใชงานเครองยนตดเซลไประยะหนง การควบคมปรมาตรการฉดเชอเพลงจะบกพรองเนองจากชดควบคมเปนแบบกลไกมการสกหรอ การตอบสนองลาชา สตารทตดยาก และความดนในการฉดเชอเพลงลดลงเนองจากความลาของสปรงเขมหวฉด สงผลใหเครองยนตดเซลมการเผาไหมไมสมบรณ มมลพษ เขมาควนด ามาก เสยงดงและอตราเรงไมด

304

ใบเนอหาท 4 มลพษจากเครองยนตดเซลทสงผลกระทบตอมนษยและสงแวดลอม ประกอบดวย 1. ออกไซดของไนโตรเจน (NOx) เปนมลพษทเปนอนตรายตอสขภาพ เมอคนเราไดรบออกไซด

ของไนโตรเจนในปรมาณทสงจะสงผลท าให เกดโรคเกยวกบระบบทางเดนหายใจ 2. ฝ นละออง (Particulate Matter : PM) ซงสามารถสงเกตไดดวยตาเปลา อยในรปของเขมาควนด า

เปนผลมาจากน ามนเชอเพลงบางสวนไมสามารถระเหยกลายเปนไอ เมอไดรบปรมาณ ฝ นละอองเขาไปในระบบทาง เดนหายใจ จงอาจสงผลกระทบท าใหเกดโรคเกยวกบการอกเสบของทางเดนหายใจ

3. ไฮโดรคารบอน (HC) เปนผลอนเนองจากเกดจากเผาไหมเชอเพลงไดบางสวน ท าใหสนเปลองน ามนเชอเพลง ไฮโดรคารบอนเมอท าปฏกรยากบออกไซดของไนโตรเจน โดยสงผลใหปรมาณโอโซนลดลง

4. คารบอนมอนนอกไซด (CO) เปนกาซทไมมส ไมมกลน แตมอนตรายตอสขภาพของมนษย ซงปรมาณของคารบอนมอนนอกไซดทสะสมในเมดเลอดแดงจะสงผลใหคณภาพการล าเลยงออกซเจนทลดลงท าใหเกดภาวะขาดอากาศหายใจ นอกจากนยงเปนอนตรายตอระดบโอโซนในชนบรรยากาศซงเปนสาเหตใหเกดสภาวะโลกรอน

การควบคมมลพษในเครองยนตดเซล มดงน - ใชเทอรโบชารจเจอร - ใชวาลว EGR น าไอเสยกลบไปเผาไหมใหม ลดการเกดแกสออกไซดของไนโตรเจน - ใชเครองฟอกไอเสยเรงปฎกรยา - ใชเครองยนตดเซลควบคมดวยอเลกทรอนกส

เมอมกฎหมายควบคมมลพษจากยานยนตบงคบใช บรษทผผลตรถยนตตองพฒนาเครองยนตดเซลเปนระบบฉดเชอเพลงเครองยนตดเซลควบคมดวยอเลกทรอนกส หรอเรยกอกอยางวา ระบบฉดเชอเพลงแบบคอมมอนเรล ( Common Rail Direct Injection : CDI ) ซงคดคนเปนครงแรกโดยบรษท Bosch ของประเทศเยอรมน ระบบฉดเชอเพลงแบบคอมมอนเรลในระยะเรมแรกใชกบเครองยนตทตดตงในเรอเดนสมทร ซงใชระบบกลไกลกเบยวยกตวของเขมหวฉด ตอมาบรษท Bosch ไดพฒนาการยกตวของเขมหวฉดดวยสนามแมเหลกไฟฟาและน าเครองยนตดเซลควบคมดวยอเลกทรอนกสมาตดตงในรถยนตเมอรเซเดส-เบนซ เปนครงแรก เมอ ป พ.ศ. 2540 ปจจบนระบบฉดเชอเพลงเครองยนตดเซลควบคมดวยอเลกทรอนกสน มบรษททพฒนาและผลตเพอจ าหนายใหแกบรษทผลตรถยนต หลายบรษท เชน Bosch Nippon-Denso, Delphi เปนตน

7.3 ววฒนาการของเครองยนตดเซลควบคมดวยอเลกทรอนกส

7.2 มลพษจากไอเสยเครองยนตดเซล

305

ใบเนอหาท 5 การเรยกชอเครองยนตดเซลควบคมดวยอเลกทรอนกสจะแตกตางกน บรษทผลตรถยนตจะมชอเฉพาะของตนเองขนมา โดยใชเทคโนโลยมาจากบรษทผผลตอปกรณระบบฉดเชอเพลงแบบทอรวมคอมมอลเรล ลกษณะการฉดเชอเพลงจะเหมอนกนซงเปนลกษณะการฉดเชอเพลงโดยตรง หรอ Direct Injection

รถยนต ชอยอทางการคา ชอเตม

Daimler (Mercedes-Benz) CDI CRD

Common-rail Direct Injection Common Rail Diesel

Ford TDCi Turbo Diesel Common rail Injection

Toyota D-4D Direct injection 4 stroke common rail Diesel engine

Nissan dCi Direct Common-rail Injection Isuzu iTEQ Intelligent-Technology Mitsubishi DI-D Direct Injection-hyper commonrail Diesel Mazda CD Common rail Diesel Chevrolet VCDi Variable geometry turbocharger

ววฒนาการเครองยนตดเซลควบคมดวยอเลกทรอนกส

รนแรก ใชความดนการฉดน ามนเชอเพลงสงสด 1350 บาร รนท 2 พฒนาใชความดนน ามนเชอเพลงสงขนเปน 1650 – 1800 บาร ซงบรษททผลตรถยนตบรรทก

ขนาดเลกในประเทศไทยนยมใช รนท 3 ใชความดนสงสดการฉดน ามนเชอเพลง 2000 – 2200 บาร ในยโรปใชกฎหมายควบคมมลพษยโรระดบ 6 ท าใหบรษทผผลตรถยนตจะตองพฒนาเครองยนตดเซลใหมมลพษนอยลง ซงจะใชเครองยนตดเซลควบคมดวยอเลกทรอนกส รนท 4 ทมความดนสงสด 2500 บาร ขอดของเครองยนตดเซลควบคมดวยอเลกทรอนกสเมอเปรยบเทยบกบเครองยนตดเซลทวไป 1. อตราการสนเปลองน ามนเชอเพลงนอยกวา 2. ใหก าลงงานสงกวา 3. เสยงเครองยนตเงยบกวา 4. ไอเสยสะอาดกวา

306

ใบเนอหาท 6 เครองยนตดเซลควบคมดวยอเลกทรอนกสมลกษณะแตกตางจากเครองยนตดเซลคอ ระบบเชอเพลงและการควบคมปรมาตรการฉดเชอเพลง 7.4.1 สวนประกอบของระบบฉดเชอเพลงเครองยนตดเซลควบคมดวยอเลกทรอนกส

รปท 7.3 ระบบฉดเชอเพลงของเครองยนตดเซลควบคมดวยอเลกทรอนกส ทมา : http://www.thomasautos.co.uk

ระบบฉดเชอเพลงของเครองยนตดเซลควบคมดวยอเลกทรอนกสประกอบดวย 1. ถงน ามนเชอเพลงท าหนาทเกบน ามนเชอเพลง 2. กรองน ามนเชอเพลง ท าหนาทกรองสงสกปรกออกจากน ามนเชอเพลง 3. ปมจายเชอเพลง ท าหนาทสรางความดนน ามนเชอเพลงใหสงเพอสงไปยงทอรวมคอมมอนเรล 4. ทอรวมคอมมอนเรล ท าหนาทเกบน ามนเชอเพลงทมแรงดนสง เพอจายใหกบหวฉด 5. หนวยควบคมอเลกทรอนกส หรอ ECU ท าหนาทควบคมการเปดปดของหวฉดและปรมาตรการฉดเชอเพลง 6. หวฉด ท าหนาท ฉดน ามนเชอเพลงความดนสงใหเปนฝอยละอองเขาสหองเผาไหมเครองยนต

ถงน ามนเชอเพลง 1

กรองน ามน เชอเพลง

ปมจายเชอเพลง

ทอรวมคอมมอนเรล

หวฉด

7.4 เครองยนตดเซลควบคมดวยอเลกทรอนกส

307

ใบเนอหาท 7

7.4.2 การท างานของเครองยนตดเซลควบคมดวยอเลกทรอนกส

รปท 7.4 สวนประกอบของเครองยนตดเซลควบคมดวยอเลกทรอนกส ทมา : http://www.thomasautos.co.uk

เมอเครองยนตท างาน ปมความดนต าจะดดน ามนเชอเพลงจากถงน ามนเชอเพลงสงตอไปยงหองความดน ลกสบจะสรางความดนของน ามนเชอเพลงสงผานลนสงไปยงทอรวมคอมมอนเรล ปมจายน ามนเชอเพลงจะสรางความดนของน ามนเชอเพลงไดสง 1800 บาร และปจจบนเครองยนตบางรนใชความดนสงถง 2200 บาร การควบคมความดนของน ามนเชอเพลง สามารถท าไดโดยการควบคมปรมาตรการดดน ามนเชอเพลงของปมจายน ามนเชอเพลง ทลนควบคมการดดน ามนเชอเพลง (Suction Control Valve) ทอรวมคอมมอนเรลจะตดตงตวจ ากดความดนน ามนเชอเพลงและตรวจจบความดนน ามนเชอเพลง เมอถงต าแหนงการฉดเชอเพลง หวฉดจะฉดน ามนเชอเพลงเขาหองเผาไหม หนวยควบคมอเลกทรอนกส จะสงสญญาณไปยงหนวยสงแรงขบหวฉดหรอ (Electronic Drive Unit) เพอเพมแรงเคลอนไฟฟาจาก 12 โวลต เปน 150 โวลต จายใหกบหวฉด เมอมกระแสไฟฟาไหลผานโซลนอยดจะเกดสนามแมเหลกขนทหวฉด เขมหวฉดจะยกตวขน น ามนเชอเพลงทมความดนสงกจะฉดเปนฝอยละอองเขาสหองเผาไหม หนวยควบคมอเลกทรอนกสจะประมวลผลก าหนดปรมาตรการฉดน ามนเชอเพลงจากสญญาณความเรวรอบของเครองยนต ปรมาตรอากาศทไหลเขากระบอกสบและสญญาณตาง ๆ

308

ใบเนอหาท 8

รปท 7.5 วงจรจายกระแสไฟฟาใหหนวยควบคมอเลกทรอนกส

ทมา : ชนมสวสด อนนรกษ , 2558 จากวงจรในรปท 7.5 กระแสไฟฟาจากแบตเตอรจะถกจายผานฟวส เขาขว BATT ของหนวยควบคมอเลกทรอนกส ( ECU ) ขว BATT จะไมตอผานสวตชจดระเบด ทงนเพอใหมกระแสไฟฟาจากแบตเตอรจายเขาตลอดเวลา ปองกนไมใหขอมลการท างานของเครองยนตทบนทกไวในหนวยความจ าถกลบออกไปเมอปดสวตชจดระเบด เมอเปดสวตชจดระเบดต าแหนง ON กระแสไฟฟาจากแบตเตอรจะไหลเขาหนวยควบคมอเลกทรอนกส ทขว IGSW กระแสไฟฟาจะไหลตอไปยงขว MREL ผานขดลวดของรเลยหลกลงกราวดครบวงจร ท าใหเกดสนามแมเหลกทตวรเลยหลก หนาสมผสของรเลยหลกตอถงกน กระแสไฟฟาจากแบตเตอรจะไหลผานหนา สมผสของรเลยหลก เขาหนวยควบคมอเลกทรอนกสทขว +B และเมอปดสวตชจดระเบด กระแสไฟฟาทจายเขาขดลวดของรเลยหลกจะถกตด ท าใหรเลยหลกหยดท างาน กระแสไฟฟาจากแบตเตอรทจายใหกบหนวยควบคมอเลกทรอนกสกจะถกตดดวย

ฟวส

ฟวส

สวตชจดระเบด

แบตเตอร กลองรเลย

ฟวส

BATT

หนวยควบคมอเลกทรอนกส

7.4 วงจรจายกระแสไฟฟาใหหนวยควบคมอเลกทรอนกส

309

แบบฝกหดท 7 รายวชา งานระบบฉดเชอเพลงอเลกทรอนกส หวขอ/งาน เครองยนตดเซลควบคมดวยอเลกทรอนกส ชอนกเรยน............................................................................. ตอนท 1 จงท าเครองหมายถก ( ) หรอผด( X ) ในชองวาง เพอใหขอความถกตอง สมบรณ ( 7 คะแนน ) ......................1. ทความเรวรอบต า เครองยนตดเซลใหแรงบดสงกวาเครองยนตแกสโซลน

......................2. รถยนตสวนตวนยมใชเครองยนตดเซล

......................3. ปมฉดน ามนเชอเพลงสรางความดนของน ามนเชอเพลงสงประมาณ 1650 บาร

......................4. น ามนเชอเพลงจะฉดเขาหองเผาไหมโดยอาศยความดนน ามนเชอเพลงชนะแรงกดของสปรง

หวฉด

......................5. เขมาควนด าของเครองยนตยนต เกดจากหยดของน ามนเชอเพลงบางสวน ไมสามารถระเหย

กลายเปนไอได

......................6. การลดแกสออกไซดของไนโตรเจน คอใชเครองยนตทมเทอรโบชารจ

......................7. ระบบฉดเชอเพลงแบบคอมมอนเรล เรยกอกอยางวาระบบ CDI

......................8. ระบบฉดเชอเพลงเครองยนตดเซลควบคมดวยอเลกทรอนกส คดคนครงแรกโดยบรษท Delphi

.....................9. เครองยนตดเซลควบคมดวยอเลกทรอนกส รนแรก ใชความดนสงสด 1600 บาร

....................10. เครองยนตดเซลควบคมดวยอเลกทรอนกสในประเทศไทย นยมใชความดนน ามนเชอเพลง สงสด 1800 บาร

310

แบบฝกหดท 7

ตอนท 2 ค าสงจงบอกสวนประกอบของเครองยนตดเซลควบคมดวยอเลกทรอนกสใหถกตอง โดยน าพยญชนะหนาขอความไปเตมขางหนาหมายเลข

...................... 1. ก. ตวตรวจจบความดนน ามนเชอเพลง ...................... 2. ข. ปมจายน ามนเชอเพลง ...................... 3. ค. หนวยควบคมอเลกทรอนกส ...................... 4. ง. หวฉด ...................... 5. จ. ทอรวมคอมมอนเรล ...................... 6. ฉ. กลองรเลย ...................... 7. ช. ตวตรวจจบอณหภมน ามนเชอเพลง ...................... 8. ซ. ลนควบคมการจายน ามนเชอเพลง ฌ. ลนระบายความดนน ามนเชอเพลง ฎ. ลนจ ากดความดนน ามนเชอเพลง

311

เฉลยแบบฝกหดท 7

รายวชา งานระบบฉดเชอเพลงอเลกทรอนกส หวขอ/งาน เครองยนตดเซลควบคมดวยอเลกทรอนกส ชอนกเรยน............................................................................. ตอนท 1 จงท าเครองหมายถก ( ) หรอผด( ) ในชองวาง เพอใหขอความถกตอง สมบรณ ........... .........1. ทความเรวรอบต า เครองยนตดเซลใหแรงบดสงกวาเครองยนตแกสโซลน .....................2. รถยนตสวนตวนยมใชเครองยนตดเซล .....................3. ปมฉดน ามนเชอเพลงสรางความดนของน ามนเชอเพลงสงประมาณ 1650 บาร ............ .........4. น ามนเชอเพลงจะฉดเขาหองเผาไหมโดยอาศยความดนน ามนเชอเพลงชนะแรงกดของสปรง หวฉด ............. .......5. เขมาควนด าของเครองยนตยนตเกดจากหยดของน ามนเชอเพลงบางสวน ไมสามารถระเหย กลายเปนไอได ....................6. การลดแกสออกไซดของไนโตรเจน คอใชเครองยนตทมเทอรโบชารจ ............ .......7. ระบบฉดเชอเพลงแบบคอมมอนเรล เรยกอกอยางวาระบบ CDI ....................8. ระบบฉดเชอเพลงเครองยนตดเซลควบคมดวยอเลกทรอนกส คดคนครงแรกโดยบรษท Delphi ...................9. เครองยนตดเซลควบคมดวยอเลกทรอนกส รนแรก ใชความดนสงสด 1600 บาร ............ ......10. เครองยนตดเซลควบคมดวยอเลกทรอนกสในประเทศไทย นยมใชความดนน ามนเชอเพลง สงสด 1800 บาร

312

แบบฝกหดท 7

ตอนท 1 ค าสงจงบอกสวนประกอบของเครองยนตดเซลควบคมดวยอเลกทรอนกสใหถกตอง โดยน าพยญชนะหนาขอความไปเตมขางหนาหมายเลข

..........ง............ 1.

..........ค........... 2.

..........ก........... 3. ..........ช............ 4. ..........ซ........... 5. ..........จ............ 6. ..........ฏ............ 7. ..........ข............ 8.