เทคโนโลยียานยนต์สมัยใหม่(ไชยา มั่นสวน 1 สชย.1 เลขที่ 13) - Copy

เทคโนโลยียานยนตส์ มยั ใหม่ Modern automotive technology เรยี บเรียงโดย นายไชยา มั่นสวน สาขาวิชาเทคนคิ ยานยนต์ วทิ ยาลยั เทคนิคสโุ ขทัย

ระบบคอมมอนเรล ไดเรค อินเจคช่นั (Common rail Direct Injection) ระบบคอมมอนเรล หรือระบบจ่ายน้ามันแบบรางร่วม เป็นระบบจ่ายน้ามันท่ีได้พัฒนาข้ึนมาล่าสุดในปัจจุบัน ระบบจ่ายเชื้อเพลิงประกอบด้วย ป๊ัมแรงดันสูง (ปัจจุบันสามารถท้าได้สูงถึง 1800บาร์ ในประเทศไทย) ในการอดั น้ามันเขา้ สรู้ างร่วม (Common Rail) เพอ่ื รอจงั หวะการฉดี ทเี่ หมาะสมที่ประมวลได้จากหน่วยควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ (Electronic Control Unit, ECU) เมื่อถึงจังหวะการฉีดเชื้อเพลิงที่ ECU ประมวลผลออกมาได้ วาลว์น้ามันหรือเข็มหัวฉีดจะถูกยกด้วยแรงขับจากโซลีนอยด์โดยใช้ไฟฟ้า ซึ่งระบบฉีดเชื้อเพลิงในเคร่ืองยนต์รุ่นเก่าท่ีเป็นปั๊มเช้ือเพลิงแบบแถวเรยี งหรือจานจ่ายจะใช้วิธีการยกเข็มหัวฉีดด้วยแรงดันในตัวน้ามันที่ป๊ัมเชื้อเพลิงอัดเข้ามา (ประมาณ 120 -250บาร์) และสามารถเอาชนะแรงกดของสปริงที่หัวฉีดท้าให้เข็มหัวฉีดยกเปิดน้ามันให้ไหลผ่านไปได้ วิธีแบบเก่าน้ีจะไม่สามารถควบคุมจังหวะการฉีดเช้ือเพลิงให้ยืดหยุ่นได้ แตกต่างจากระบบคอมมอนเรลซง้ึ ใช้ไฟฟ้าในการควบคมุ ดงั น้นั ระบบคอมมอนเรลจงึ สามารถฉีดเช้ือเพลงิ ยดื หย่นุ ไดต้ ามสภาวะการท้างานท่ีเหมาะสมตามการประมวลผลของ ECU โดย ECU ของเครื่องยนต์สามารถรับรู้สภาวะการท้างานของเครื่องยนต์ได้จาก Sensor ต่าง ๆ เช่น ปริมาณออกซิเจนในไอเสีย แรงดันในรางร่วมคันเร่ง อุณหภูมิต่าง ๆ หรือ อื่น ๆ ข้อดีจากการท่ีเราสามารถควบคุมการฉีดเชื้อเพลิงได้ตามต้องการECU ปัจจุบันจึงสามารถควบคุมให้มีการฉีดแบบหลายคร้ัง (Multiple-Injection) ซึ่งสามารถช่วยลดปริมาณมลพิษไนตริกออกไซด์ แลกช่วยให้มีการเผาไหม้ท่ีไม่รุนแรงลดการน็อกของเคร่ืองยนต์ได้บริษัทผผู้ ลิตระบบเช้อื เพลงิ ให้กบั รถยนต์ปจั จบุ นั สามารถผลิต ECU ให้คุมคมุ การฉดี สูงสุดได้ถงึ 5 คร้งัมีพื้นฐานดังน้ีคือ การฉีดคร้ังท่ี 1 เป็นการฉีดล่อ (Pilot Injection) เป็นส่วนช่วยให้เชื้อเพลิงส่วนแรกผสมกับอากาศได้ดีก่อน หลังจากน้ันจึงฉีดครั้งที่ 2 ตามมาเรียกว่า Pre-Injection เพ่ือเพ่ิมความเข้มข้นของเช้ือเพลิงในการเริ่มการเผาไหม้ส่วนแรก การฉีดคร้ังท่ี 3 เป็นการฉีดเช้ือเพลิงหลัก Main-Injection เป็นการฉีดที่ควบคุมสภาวะการท้างานของเคร่ืองยนต์ตามคันเร่ง การฉีดคร้ังท่ี 4 เรียกว่าAfter-Injection เป็นการฉีดเพ่ือเผาเขม่าหรืออนุภาคคาร์บอน (PM) ส่วนสุดท้ายเพื่อให้มีการเผาไหม้สมบูรณ์ท่ีสุด และการฉีดท่ี 5 สุดท้ายคือ Post-Injection เป็นการฉีดควบคุมอุณหภูมิไอเสีย ส้าหรับในประเทศไทยส่วนใหญ่จะเป็นการฉีดเชื้อเพลิงแบบ 2 ครั้ง คือ Pilot และ Main-Injection แต่คาดวา่ เทคโนโลยกี ารฉดี แบบ 5 คร้งั จะเขา้ มาต่อไปเน่อื งจากข้อก้าหนดของการปลดปล่อยมลพิษทเ่ี ข้มงวดมากข้นึระบบคอมมอนเรลประกอบด้วย ป๊ัมแรงดันสูง, รางร่วม, หัวฉดี โซลนิ อย, อซี ียู (ECU) และเซ็นเซอร์ตา่ ง ๆ  ป๊มั แรงดนั สงู สามารถฉดี น้ามนั ให้มีความดันได้สูงถึง 1,800บาร์ หรือ 180MPa ข้ึนอยู่กับ เครอื่ งยนต์แตล่ ะรุน่ และผผู้ ลิต

แตล่ ะเจ้า แรงดนั ท่ีสงู นท้ี า้ ให้น้ามนั แตกตัวเป็นละอองได้ดีกวา่ การใชห้ วั ฉดี แบบเก่ามาก หรือทเ่ี รยี กว่าFuel Atomisation  รางร่วม มีลกั ษณะเป็นท่อเล็ก ๆ ยาว ๆ ทม่ี ีความหนามากเพ่อื ทนต่อแรงดันสงู รางรว่ มนี้จะ รักษาความดันให้คงทแ่ี ละช่วยให้ละอองน้ามันทีจ่ ่ายไปยังหอ้ งเผาไหม้ทุกหอ้ งมลี กั ษณะเหมอื นกัน  หัวฉดี โซลนิ อย ช่วยท้าให้สามารถควบคุมเวลาของการฉีดน้ามนั และปรมิ าณนา้ มนั ทฉ่ี ีดเข้า ไปในหอ้ งเผาไหม้ ได้อย่างละเอยี ด  อีซียู หรอื Electronic Control Unit ท้าหน้าที่ควบคุมการท้างานของทั้งระบบให้เหมาะสม กบั การขับขี่ ไม่วา่ จะเปน็ การเร่งเคร่ือง การขับด้วยความเร็วสูง หรือความเร็วต่้า นอกจากนี้อีซียูยังสามารถสั่งให้มีการฉีดน้ามันเล็กน้อย เข้าไปในห้องเผาไหม้ก่อนที่จะมีการฉีดน้ามันตามรอบ ได้อีกด้วย เรียกว่า ไพล็อต อินเจ็คช่ัน (Pilot Injection) เพื่อท่ีจะลด ความรุนแรงของการระเบิดในรอบการจุดระเบิด ดังนั้น ลดเสียงดงั และการสัน่ สะเทือน ซ่งึ เปน็ ข้อเสยี ของเคร่ืองยนต์ดีเซลแบบเก่า นอกจากน้ี ไพล็อต อนิ เจค็ ชั่นยังช่วยใหเ้ ครือ่ งยนตส์ ามารถสรา้ งก้าลงั งานอย่างตอ่ เน่ืองอีกด้วย เซ็นเซอร์ต่าง ๆ เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ส้าหรับท้าการตรวจวัดและตรวจจับสภาวะต่าง ๆ ของระบบควบคุมของเครื่องยนต์ เช่น เซ็นเซอร์อุณหภูมิน้ามันเช้ือเพลิงก็มีหน้าที่ตรวจวัดอุณหภูมิน้ามันเชือ้ เพลงิ และเซ็นเซอรข์ าคนั เร่งก็มีหนา้ ท่ีตรวจจับต้าแหน่งขาคนั เร่งเป็นต้น ด้วยกลไกการท้างานข้างต้น ระบบคอมมอนเรล จึงท้างานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าระบบเก่า ดังนั้นจึงช่วยประหยัดน้ามัน ปล่อยมลพิษน้อยกว่า อีกท้ังยังเงียบกว่า และมีการสั่นสะเทือนน้อยกวา่ เคร่ืองยนต์แบบเกา่ อีกด้วย ปจั จบุ นั ระบบคอมมอนเรล ได้ถูกนา้ มาใช้ในรถกระบะในประเทศไทยเกือบทกุ ค่าย โดยมชี ่ือเรียกทางการตลาดท่ีแตกต่างกันไป ส้าหรับรถยนต์นั่งน้ัน เคร่ืองยนต์ดีเซลยังไม่เป็นที่นิยมมากนักในประเทศไทย แต่ในยุโรปซึ่งนิยมใช้รถเคร่ืองยนต์ดีเซล เพราะมีมลพิษต้่ากว่า ระบบคอมมอนเรลนี้ได้รบั การยอมรับอยา่ งแพรห่ ลาย ประวัติของระบบคอมมอนเรล เครื่องยนต์ระบบคอมมอนเรลถูกคิดค้นได้เป็นส้าเร็จคร้ังแรก โดยบริษัท Bosch ของเยอรมัน โดยในครง้ั แรกระบบคอมมอนเรลถูกใชก้ บั เคร่ืองจักรขนาดใหญ่ (โดยเป็นคอมมอนเรลระบบกลไกลูกเบย้ี วเปดิ หัวฉดี ช่วย) ต่อมา Bosch สามารถลดขนาดของระบบลงได้ และ

ติดต้ังกับรถยนต์เมอร์เซเดส-เบนซ์ เป็นคร้ังแรก (ปี 2540) ปัจจุบันระบบน้ี ได้มีบริษัท ช้ันน้าผลิตออกมาเพอ่ื จ้าหนา่ ยให้แกบ่ ริษัทรถยนต์ เช่น Nippon-Denso, Delphi เป็นตน้ระบบขบั เคลือ่ นส่ลี อ้ มีท้ังหมด 3 ประเภท ดังนี้ – แบบฟลูไทม์ (Full Time) – แบบเรียลไทม์ (Real Time) – แบบพาร์ทไทม์ (Part Time) ในแตล่ ะแบบก็มคี ุณสมบัติดงั นี้ 1. แบบฟลูไทม์ (Full Time) เป็นระบบขบั เคล่ือน 4 ล้อ แบบตลอดเวลา มขี อ้ ดคี อื เกาะถนนดีมาก โดยเฉพาะเวลาเข้าโค้งแรงๆ หรือเวลาฝนตกถนนล่ืน การออกตัวเวลาแข่งก็ไม่ต้องกลัวว่าล้อจะฟรีท้ิงมาก ท้าให้ออกตัวได้ดีกว่ารถระบบขับเคลื่อน 2 ล้อที่น้าหนักและความแรงของเคร่ืองเท่ากัน แต่ก็มีข้อเสียคือ ยางสึกหรอเร็วกินน้ามันมากกว่ารถระบบขับเคลื่อน 2 ล้อท่ีน้าหนักและความแรงของเครื่องเท่ากัน เพราะต้องถ่ายทอดก้าลังของเคร่ืองยนต์ท้ัง 4 ล้อ โดยแบ่งเป็นล้อละ 25 เปอร์เซนต์ ซึ่งไม่เหมือนกับระบบขับเคลือ่ น 2 ล้อ ทต่ี อ้ งถ่ายทอดก้าลังเครื่องยนต์แค่ 2 ลอ้ โดยแบง่ เปน็ ล้อละ 50 เปอรเ์ ซนต์ ตัวอย่างของรถระบบขบั เคลื่อน 4 ลอ้ แบบฟลไู ทมม์ ีดงั น้ี 1. แบบเรียลไทม์ (Real Time) เป็นระบบขับเคลื่อน 4 ล้อ แบบอัตโนมัติ หรือ มีการถ่ายทอดแรงบิดของล้อหน้ากับล้อหลังให้สัมพันธก์ ัน โดยจะมีเซนเซอร์คอยตรวจจบั ความเร็วของล้อคู่หน้ากบั คู่หลังเมื่อมลี ้อใดล้อหน่ึงมีการลื่นไถลหรือฟรีทิ้งเวลาออกตัวแรง ๆ มีข้อดีคือ ประหยัดน้ามันกว่าแบบฟลูไทม์ เกาะถนนได้ดีเหมือนกับฟลูไทม์ โดยเฉพาะเวลารถว่ิง ระบบถ่ายทอดแรงบิดท้ัง 4 ล้อ จะแบ่งแรงบิดของก้าลังเครือ่ งยนตใ์ ห้กบั ลอ้ คู่หน้ากบั คหู่ ลังดงั นี้ ระบบขับเคลอ่ื นจะแบง่ กา้ ลังสว่ นใหญ่ไปท่ลี ้อหลงั เสมอ แต่ถ้าเวลาออกตัวแรง ๆ ล้อหลังจะมีการฟรี ระบบก็จะถ่ายทอดแรงบิดที่ล้อหน้าด้วย เริ่มต้ังแต่ 50เปอรเ์ ซนตห์ รอื ต่้ากว่านั้นขึ้นอยกู่ บั ความเรว็ และก้าลังของเคร่อื งยนต์ แต่เม่ือรถว่งิ ได้ความเรว็ ซกั ระยะหน่ึงระบบก็จะลดก้าลังขับเคล่ือนของล้อหน้าลงมาจนเกือบ 0 เปอร์เซนต์ หรือล้อหน้าไม่ฟรีแล้วสาเหตุที่ต้องถ่ายทอดก้าลังส่วนใหญ่ไปท่ีล้อหลังก็เพราะว่าน้าหนักของรถเวลาว่ิงจะตกลงท่ีล้อหลังเป็นส่วนใหญ่ การควมคุมการท้างานของระบบขับเคลื่อนแบบนี้ ก็จะมีการใช้กล่องสมองกลควบคุมและแบบใช้ระบบเกียร์ที่ควบคุมแรงบิดได้ด้วยตัวเอง ตัวอย่างของรถระบบขับเคลื่อน 4 ล้อแบบเรียลไทมม์ ีดงั นี้ 1. แบบพารท์ ไทม์ (Part Time)

เป็นระบบขับเคล่ือน 4 ล้อ แบบที่คุณสามารถเลือกเองได้ โดยจะมีเกียร์ของระบบขับเคล่ือนแยกออกมาต่างจากเกยี ร์ 1, 2, 3, 4, 5, R และเกยี รข์ องระบบขับเคล่ือนน้กี ส็ ามารถเลอื กทจี่ ะขับเคลื่อน 2ล้อ 4ล้อ ว่ิงช้าหรือเร็วได้ (Low High) ขึ้นอยู่กับสภาพของถนนที่ว่ิง เช่น บนถนนทางเรียบปกติ ก็ใช้ระบบขับเคลื่อน 2 ล้อ ทางท่ีค่อนข้างขรุขระลื่นไถลก็ใช้ ระบบขับเคลื่อน 4 ล้อ แบบว่ิงเร็ว (High)และทางที่เป็นโคลนล่ืนมาก ๆ การปีนไต่ทางสูงชัน ก็ใช้ระบบขับเคลื่อน 4 ล้อ แบบว่ิงช้า (Low)ตวั อย่างของรถระบบขับเคลอ่ื น 4 ลอ้ แบบพาร์ทไทมด์ งั น้ีระบบดิฟเฟอร์เรนเชยี วลอค (Differential Lock)ระบบขบั เคลอื่ นส่ลี ้อ แบบซเู ปอรซ์ เี ล็กเทคโนโลยคี วามปลอดภยั 1. ระบบ Pre-crash safety 2. กระจกมองหลังแบบ Electrochromic (EC Rear View Mirror)เทคโนโลยเี พอ่ื ส่ิงแวดลอ้ ม 1. การท้างานของรถยนต์ไฮบริด (Hybrid)เทคโนโลยเี พ่ือความสะดวกสบาย 1. ระบบครสู คอนโทล (Cruise control) ตัวอยา่ ง:ครสู คอนโทลในโตโยตา้ คมั รี่ เป็นระบบท่ีช่วยให้ผู้ขับข่ีรักษาความเร็วของรถให้อยู่ในระดับคงที่โดยไม่ต้องเหยียบคันเร่งชว่ ยลดความเหน่ือยลา้ ในการขับระยะทางไกล โดยท่ัวไปเมือ่ ขบั ถึงความเรว็ ทตี่ ้องการและ ต้ังใหร้ ะบบทา้ งานแล้ว รถกจ็ ะรักษาความเรว็ ท่ีระดับนน้ั โดยอัตโนมัติ โดยทผ่ี ูข้ ับไมต่ อ้ งเหยียบคนั เร่ง ระบบจะถูกยกเลกิ โดยอัตโนมัติเม่ือความเรว็ ของรถตา้่ กว่า หรือสูงกว่าทกี่ า้ หนดไว้ เชน่ ตา้่ กวา่ 40 ก.ม./ช.ม หรือสูงกว่า 140 ก.ม./ช.ม เป็นต้น รายละเอียดจะข้ึนอยู่กับระบบของแต่ละผู้ผลิต โดยทั่วไปเมื่อเหยียบ

เบรกรถจะชลอความเร็วลงตามปกติ แต่ถ้าความเร็วยังไม่ต่้ากว่าท่ีระบบก้าหนดไว้ เมื่อปล่อยคันเบรกระบบจะเร่งความเร็วให้รถกลับมาอยู่ในความเร็วเดิมที่ตั้งไว้โดยอัตโนมัติ เพื่อความปลอดภัยผู้ขับสามารถยกเลกิ ระบบไดท้ กุ เม่อื โดยการกดปุ่มยกเลิก ระบบครูสคอนโทล มีใช้กันอย่างแพร่หลายในรถท่ีใช้เกียร์อัตโนมัติ แต่ในความเป็นจริงแล้วรถที่ใช้เกียร์ธรรมดา ก็สามารถใช้ระบบน้ีได้เช่นกัน โดยเมื่อขับในความเร็วคงท่ีและไม่มีการเปลี่ยนเกียร์ ก็จะสามารถส่ังให้ระบบ ท้างานได้ โดยระบบจะรักษาความเร็วให้คงที่โดยผู้ขับไม่ต้องเหยียบคันเร่ง แตเ่ มอ่ื ใดทมี่ กี ารเปลีย่ นเกยี ร์ ระบบก็จะถกู ยกเลิกทันที ครูสคอนโทลในเกียรธ์ รรมดานย้ี งั ไมม่ ีใช้ในประเทศไทย เน่อื งจากสภาพถนนและลักษณะการขบั ขท่ี ต่ี อ้ งมีการเปล่ียนเกียร์บ่อยคร้งั แตใ่ นตา่ งประเทศอย่างเชน่ ประเทศออสเตรเลยี ระบบนีม้ ีใช้ในรถกะบะเกยี รธ์ รรมดาดว้ ย ในปัจจุบันระบบน้ีได้ถูกพัฒนาข้ึนไปอีก เป็นระบบครูสคอนโทลแบบปรับความเร็วอัตโนมัติ(Adaptive Cruise Control) ซ่ึงรถจะลดความเร็วลงอัตโนมัติ เม่ือตรวจพอส่ิงที่อยู่ ด้านหน้า โดยระบบจะลดความเร็วของรถให้เท่ากับรถคันหน้า และรักษาระยะห่างที่คงที่ ข้ึนอยู่ กับความเร็วจนกว่ารถคนั หนา้ จะหลบไป ระบบจึงจะเร่งใหค้ วามเร็วกลับมาอยูใ่ นระดบั เดมิ ทตี่ ั้งไว้ โดยอัตโนมตั ิเทคโนโลยกี ารส่ือสารในรถยนต์ 1. ระบบนา้ ทางในรถยนต์ (In-car Navigation System)แหลง่ ข้อมลู อา้ งองิไชยา มน่ั สวน เทคโนโลยยี านยนต์สมัยใหม่ [ออนไลน์]เขา้ ถงึ ได้จาก :https://pongravee.wordpress.com/2013/05/25/%E0%B9%80%E0%B8%97%E0%B8%84%E0%B9%82%E0%B8%99%E0%B9%82%E0%B8%A5%E0%B8%A2%E0%B8%B5%E0%B8%A2%E0%B8%B2%E0%B8%99%E0%B8%A2%E0%B8%99%E0%B8%95%E0%B9%8C%E0%B8%AA%E0%B8%A1%E0%B8%B1%E0%B8%A2%E0%B9%83%E0%B8%AB/(วนั ท่ีค้นขอ้ มูล : 18 กรกฏาคม 2560 )