ระบบจุดระเบิด

งานเคร่ืองยนต์แก๊สโซลนี (Gasoline Engine Job) รหัสวชิ า 20101-2001 ระบบจุดระเบดิ

สาระสาคญั ระบบจุดระเบิด เป็ นระบบจุดประกายไฟสาหรับการเผาไหม้ภายในกระบอกสูบของ เครื่องยนตแ์ กส๊ โซลีน ในจงั หวะที่ลูกสูบเคล่ือนท่ีข้ึนไปจนเกือบจะถึงศูนยต์ ายบน ประกายไฟท่ีหวั เทียน จะตอ้ งมีความเขม้ ขน้ และตรงตามเวลาที่เหมาะสมต่อการเผาไหมส้ ่วนผสม (ไอดี) ระบบจุดระเบิด โดยทว่ั ไปมี 2 แบบ ไดแ้ ก่ แบบใชแ้ บตเตอรี่ และแบบอิเล็กทรอนิกส์ มีหนา้ ท่ีเหมือนกนั คือ การผลิต ไฟฟ้าแรงสูงจ่ายไปตามหวั เทียนต่าง ๆ ดว้ ยไทมม์ ิงที่เหมาะสม

สาระการเรียนรู้ 1. ระบบจุดระเบิด 2. ส่วนประกอบของระบบจุดระเบดิ 3. การทางานของระบบจุดระเบิดแบบแบตเตอร่ี 4. การควบคุมการจุดระเบิดล่วงหน้า 5. ระบบจุดระเบิดแบบอเิ ลก็ ทรอนิกส์ 6. ส่วนประกอบของระบบจุดระเบิดแบบ อเิ ลก็ ทรอนิกส์ 7. การทางานของระบบจุดระเบิดแบบอเิ ลก็ ทรอนิกส์ 8. การถอด ประกอบ และตรวจสอบจานจ่าย

จุดประสงค์ 1. อธิบายระบบจุดระเบิดได้ การเรียนรู้ 2. อธิบายส่วนประกอบของระบบจุดระเบิดได้ 3. อธิบายการทางานของระบบจุดระเบิดแบบแบตเตอรี่ได้ 4. อธิบายการควบคุมการจุดระเบดิ ล่วงหน้าได้ 5. อธิบายระบบจุดระเบิดและส่วนประกอบแบบอเิ ลก็ ทรอนิกส์ได้ 6. อธิบายการทางานของระบบจุดระเบิดแบบอเิ ลก็ ทรอนิกส์ได้ 7. วเิ คราะห์การทางานระบบจุดระเบดิ ได้ 8. ปฏบิ ัตกิ ารถอด ประกอบ ตรวจสอบจานจ่ายได้

สมรรถนะประจาหน่วย 1. ถอด ประกอบ และตรวจสอบจานจ่ายไดต้ ามคู่มือ 2. ถอด ประกอบ และตรวจสอบหวั เทียนไดต้ ามคู่มือ 3. ถอด ประกอบ และตรวจสอบหวั ฉีดไดต้ ามคู่มือ

1 ระบบจุดระเบิด ระบบจุดระเบดิ (Ignition System) มีหนา้ ที่ คือ การจ่ายประกายไฟแรงเคลื่อนสูงใหก้ บั หวั เทียน การทางานของระบบจุดระเบิดท่ีดีตอ้ งมีประกายไฟแรง แรงเคลื่อนไฟฟ้าท่ีเกิดข้ึนจะตอ้ งสูงพอสามารถ จุดประกายไฟระหวา่ งเข้ียวหวั เทียนและไดจ้ งั หวะการจุดระเบิดที่เหมาะสม ตอ้ งมีระยะเวลาในการจุด ระเบิดท่ีเหมาะสมกบั ความเร็วรอบของเครื่องยนต์ เมื่อน้ามนั เช้ือเพลิงถูกฉีดเขา้ ไปภายในกระบอกสูบก็ จะเริ่มจุดระเบิดดว้ ยประกายไฟ (Spark Ignition) การเกิดประกายไฟที่หวั เทียนจะตอ้ งมีความเขม้ ขน้ และตรงตามเวลาที่เหมาะสม เพ่ือใหไ้ ดก้ าลงั สูงสุดและประหยดั น้ามนั เช้ือเพลิง การเผาไหมจ้ ึงทางาน เป็ นปกติ

องคป์ ระกอบที่ทาใหเ้ คร่ืองยนตแ์ กส๊ โซลีนทางานไดอ้ ยา่ งสมบูรณ์เตม็ ประสิทธิภาพ ไดแ้ ก่ 1) กาลงั อดั ของเครื่องยนตส์ ูง 2) จงั หวะจุดระเบิดเหมาะสมและประกายไฟแรง 3) ส่วนผสมน้ามนั กบั อากาศดี 4) การทางานของระบบจุดระเบิดท่ีดี 5) ประกายไฟแรง แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เกิดข้ึนจะตอ้ งสูงพอสามารถจุดประกายไฟ ระหวา่ งเข้ียวหวั เทียนได้

2 ส่วนประกอบของระบบจุดระเบดิ ระบบจุดระเบิดดว้ ยแบตเตอร่ี ใชแ้ บตเตอร่ีเป็ นตน้ กาเนิดไฟฟ้า จานจ่ายและคอยลท์ างานร่วมกนั เพ่ือเปล่ียนแรงดนั ไฟฟ้าต่าจากแบตเตอร่ีเป็นแรงดนั ไฟฟ้าสูง ระบบจุดระเบิดดว้ ยแบตเตอรี่ประกอบดว้ ย ส่วนต่าง ๆ ดงั น้ี 1) แบตเตอร่ี (Battery) 2) สวติ ช์ไฟจุดระเบดิ (Ignition Switch)

3) คอยล์จุดระเบดิ (Ignition Coil) 4) จานจ่าย (Distributor)

4.1) โรเตอร์ (Rotor) 4.2) ฝาครอบจานจ่าย (Distributor Cap) 4.3) หนา้ ทองขาว (Contact Breaker)

4.4) คอนเดนเซอร์ (Condenser) 4.5) มุมดแวล (Dwell Angle)

5) ไทม์มิงจุดระเบดิ (Ignition Timing) 7) หัวเทยี น (Spark Plug) 6) บลั ลาสต์รีซิสเตอร์ (Ballast Resistor)

8) สายไฟระบบจุดระเบดิ ประกอบดว้ ย 8.1) สายไฟแรงดนั สูง (High-Tension Leads) 8.2) สายไฟแรงดนั ต่า (Low-Tension Leads) สายไฟแรงดนั สูง

3 การทางานของระบบจุดระเบดิ แบบแบตเตอร่ี ก่อนการติดเครื่องยนต์ หนา้ ทองขาวจะอยใู่ นตาแหน่งเปิ ดหรือปิ ดข้ึนอยกู่ บั ตาแหน่งของลูกเบ้ียว ท่ีกระทาต่อหนา้ ทองขาว ถา้ หนา้ ทองขาวเปิ ดอยจู่ ะปิ ดทนั ทีขณะสตาร์ตเคร่ืองยนตต์ ิด หนา้ ทองขาวปิ ด กระแสไฟจากแบตเตอรี่จะไหลผา่ นสวิตช์ไฟจุดระเบิดเขา้ ไปในขดลวดไฟแรงต่า ผา่ นหนา้ ทองขาวลง ดินครบวงจร ทาใหเ้ กิดสนามแม่เหลก็ ข้ึนรอบ 1 ขดลวดไฟแรงต่า เมื่อเคร่ืองยนตห์ มุนต่อไป ลูกเบ้ียวจะ ดนั หน้าทองขาวให้แยกออกจากกนั วงจรไฟแรงต่าจะขาดตอนลง ทาให้กระแสไฟในวงจรหยุดไหล สนามแม่เหลก็ ท่ีเกิดข้ึนรอบ 1 ขดลวดไฟแรงต่าจะสลายตวั ลงตดั กบั ขดลวดไฟแรงสูง

แรงเคล่ือนเหนี่ยวนาท่ีเกิดข้ึนภายในขดลวดชุดน้ีจึงสูงมาก ประมาณ 15,000-20,000 โวลต์ ทาใหห้ วั เทียนเกิด ประกายไฟจุดระเบิดและเผาไหม้ (เร่ิมจงั หวะอดั ) ขณะท่ีหนา้ ทองขาวแยกออกจากกนั กระแสไฟในวงจร ขดลวดไฟแรงต่าจะไหลเขา้ ประจุในคอนเดนซอร์ ป้องกนั การเกิดประกายไฟท่ีหน้าทองขาว จากการที่ กระแสไฟไหลผ่านหนา้ ทองขาวในจงั หวะที่หนา้ ทองขาวเร่ิมแยกออกจากกนั จากการท่ีกระแสไฟในวงจร ขดลวดไฟแรงต่าหยดุ ไหลไดร้ วดเร็ว เป็นผลทาใหก้ ารเกิดไฟแรงสูงในคอยล์ เมื่อเคร่ืองยนตห์ มุนต่อไปจน หนา้ ทองขาวปิ ด และคอนเดนเซอร์จะคายประจุปล่อยใหก้ ระแสไฟไหลผา่ นหนา้ ทองขาวลงดิน ครบวงจร อีกคร้ังหน่ึง

4 การควบคุมการจุดระเบดิ ล่วงหน้า มี 2 แบบ ดงั น้ี 1) ชุดกลไกควบคุมการจุดระเบดิ ล่วงหน้าแบบสุญญากาศ (Vacuum Advancer) ขณะท่ีเคร่ืองยนต์ เดินเบา ลิ้นปี กผเี ส้ือจะปิ ดท่อสุญญากาศ ซ่ึงติดต้งั เหนือลิ้นปี กผเี ส้ือของคาร์บูเรเตอร์ จะไม่เกิดสุญญากาศ กลไกควบคุมการจุดระเบิดล่วงหนา้ จะไม่ทางานและเมื่อลิ้นผเี ส้ือเร่ิมเปิ ดจะเกิดสุญญากาศท่ีท่อสุญญากาศ จะทาใหห้ อ้ งของไดอะแฟรมดา้ นท่ีท่อสุญญากาศต่ออยนู่ ้นั เป็นสุญญากาศ อากาศในหอ้ งไดอะแฟรมอีก ดา้ นหน่ึง จึงดนั ไดอะแฟรมใหเ้ คลื่อนตวั ชนะแรงดนั สปริงเป็นผลใหก้ า้ นต่อดึงแผน่ รองชุดทองขาวให้ เคล่ือนที่หมุนในทิศทางตรงขา้ มกบั การหมุนของลูกเบ้ียวจานจ่าย ทาใหจ้ งั หวะการจุดระเบิดเกิดล่วงหนา้ มากข้ึน จะใชค้ วบคุมการจุดระเบิดล่วงหนา้ ในช่วงความเร็วต่าถึงปานกลาง



2) ชุดกลไกควบคุมการจุดระเบิดล่วงหน้าแบบแรงเหวย่ี งหนีศูนย์ (Governor Advancer) ในขณะที่เครื่องยนตเ์ ดินเบาประมาณ 800 รอบ/นาที (800 rpm) ปกติการจุดระเบิดล่วงหนา้ จะต้งั ไว้ ประมาณ 8 องศาก่อนศูนยต์ ายบน (8º TDC) เมื่อความเร็วรอบของเคร่ืองยนตส์ ูงข้ึน องศาการจุดระเบิด จะเพม่ิ ข้ึนตามไปดว้ ย การทางานของชุดกลไกควบคุมการจุดระเบิดล่วงหนา้ แบบสุญญากาศจะทางาน จนกระทงั่ ความเร็วของเคร่ืองยนตถ์ ึงประมาณ 3,000 รอบ/นาที จึงสิ้นสุดการทางาน ชุดควบคุมการจุดระเบิด ล่วงหนา้ แบบแรงเหวยี่ งหนีศูนยจ์ ะเริ่มทางานต่อจากชุดควบคุมการจุดระเบิดล่วงหนา้ แบบสุญญากาศ โดยตุม้ น้าหนกั ของชุดควบคุมการจุดระเบิดล่วงหนา้ จะเกิดแรงเหวยี่ งหนีศูนยม์ ากพอที่จะทาใหต้ ุม้ น้าหนกั เหวย่ี งตวั ออกดนั แผน่ ลูกเบ้ียวใหเ้ คล่ือนที่ไปโดยชนะแรงดึงของสปริง เป็นการเพิม่ องศาการจุดระเบิดล่วงหนา้ การจุด ระเบิดล่วงหนา้ จะเพิ่มข้ึนสมั พนั ธก์ บั ความเร็วรอบของเครื่องยนต์ ชุดควบคุมการจุดระเบิดล่วงหนา้ แบบแรง เหวย่ี งหนีศูนย์ จะมีตวั สลกั บงั คบั เป็นตวั กาหนดการจุดระเบิดล่วงหนา้ สูงสุดคือ เม่ือตุม้ น้าหนกั เหวย่ี งตวั ออก ดนั แผน่ ลูกเบ้ียวจนชนสลกั บงั คบั จะเป็นการสิ้นสุดระยะการเคล่ือนตวั ของแผน่ ลูกเบ้ียว การจุดระเบิด ล่วงหนา้ จะไม่เพม่ิ ข้ึนอีกถึงแมว้ า่ เครื่องยนตจ์ ะมีความเร็วรอบเพ่มิ สูงข้ึนอีกกต็ าม

ตมุ้ น้ำหนกั ยังไม่เหวีย่ งออก จึงไม่เกดิ มุมลว่ งหนำ้ ตมุ้ น้ำหนกั ถูกเหวีย่ งออกเกดิ มมุ ลว่ งหนำ้

5 ระบบจุดระเบดิ แบบอเิ ลก็ ทรอนิกส์ ระบบจุดระเบิดแบบอเิ ลก็ ทรอนิกส์ (Electronic Ignition System หรือ EIS) หรือที่เรียกวา่ การจุดระเบิด โซลิดสเตต (Solid -State Ignition หรือ SSI) ปัจจุบนั เคร่ืองยนตไ์ ดถ้ ูกพฒั นาใหม้ ีความเร็วรอบสูงข้ึน ซ่ึงมี ผลกระทบต่อระบบจุดระเบิดแบบท่ีใชท้ องขาว คือ ทาใหก้ ระแสไฟลงดินท่ีหนา้ ทองขาวไดน้ อ้ ยขณะท่ี เครื่องยนตม์ ีความเร็วสูง ทาใหเ้ สน้ แรงแม่เหลก็ ไฟฟ้าท่ีเกิดในคอยลจ์ ุดระเบิดเกิดนอ้ ย และทาใหไ้ ฟแรงสูง ขาดหายไปเป็นช่วง ๆ ทาใหเ้ ครื่องสะดุด ขณะที่เคร่ืองยนตท์ างานท่ีความเร็วรอบสูง ระบบจุดระเบิดแบบ อิเลก็ ทรอนิกส์จะใชท้ รานซิสเตอร์และเซมิคอนดกั เตอร์ ทาหนา้ ที่แทนหนา้ ทองขาว จึงทาใหก้ ารบริการของ ระบบจุดระเบิดแบบอิเลก็ ทรอนิกส์นอ้ ยลง นอกจากน้ีระบบจุดระเบิดแบบอิเลก็ ทรอนิกส์จะใหแ้ รงดนั ไฟฟ้า สูงกวา่ ระบบจุดระเบิดโดยใชห้ นา้ ทองขาว ดว้ ยเหตุน้ีจึงทาใหเ้ ครื่องยนตท์ างานไดด้ ีข้ึนเมื่อส่วนผสมบาง การใชส้ ายไฟจึงตอ้ งมีฉนวนหนาที่ดีกวา่ ระบบจุดระเบิดแบบหนา้ ทองขาว



6 ส่วนประกอบของระบบจุดระเบดิ แบบอเิ ลก็ ทรอนิกส์ 1) ชุดควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ (Electronic Control Unit หรือ ECU) หรือแผงควบคุม อิเลก็ ทรอนิกส์ (Electronic Control Module หรือ ECM) ชุดควบคุมรับสญั ญาณจากชุดกาเนิด สนามแม่เหล็กและจะเปิ ดปิ ดวงจรคอยลจ์ ุดระเบิด โดยทาหนา้ ที่แทนหนา้ ทองขาว ซ่ึงจะกาเนิด กระแสไฟฟ้าที่ไหลผา่ นขดลวดแรงดนั ต่าและเพ่ิมเวลาท่ีกระแสไหลผา่ นคอยลใ์ หน้ านข้ึนไดโ้ ดย อตั โนมตั ิ ขณะท่ีอตั ราเร็วของเคร่ืองยนตเ์ พิม่ ข้ึน

2) จานจ่ายระบบจุดระเบดิ แบบอเิ ลก็ ทรอนิกส์ จะมีชุดกาเนิดสนามแม่เหลก็ แทนท่ีหนา้ ทองขาว ซ่ึงประกอบดว้ ยรีลกั เตอร์ (Reluctor) คือ โรเตอร์หรืออาร์มาเจอร์ท่ีใชแ้ ทนลูกเบ้ียวในระบบจุดระเบิด แบบหนา้ ทองขาว โดยรีลกั เตอร์มีจานวนฟันเท่ากบั จานวนกระบอกสูบจะทางานร่วมกบั พิกอปั คอยล์ (Pickup Coil) หรือลวดพกิ อปั ทาหนา้ ที่สร้างแรงดนั ไฟฟ้าข้ึนมา โดยอาศยั การเหนี่ยวนาเนื่องจากการ เคล่ือนท่ีของฟันอาร์มาเจอร์ (Armature)

7 การทางานของระบบจุดระเบิดแบบอเิ ลก็ ทรอนิกส์ เม่ือฟันของรีลกั เตอร์เขา้ สู่สนามแม่เหลก็ จะเป็นเสน้ ทางเดินของสนามแม่เหลก็ ที่ดีกวา่ อากาศโดยรอบ แม่เหลก็ ถาวรในชุดพกิ อปั คอยลส์ ร้างสนามแม่เหลก็ ซ่ึงค่อนขา้ งอ่อนเม่ือระยะช่องวา่ งระหวา่ งข้วั กบั ฟันของรีลกั เตอร์มีขนาดกวา้ ง ขณะที่ฟันของรีลกั เตอร์เขา้ ใกลพ้ กิ อปั คอยล์ ระยะช่องวา่ งน้นั ลดลง เสน้ ทางเดินของสนามแม่เหลก็ จะเพ่มิ ข้ึน ขณะเดียวกนั ความเขม้ ของสนามแม่เหลก็ รอบพกิ อปั คอยลเ์ ริ่มเพ่ิมข้ึน การเพมิ่ ความเขม้ ของสนามแม่เหลก็ จะเหนี่ยวนา ใหเ้ กิดไฟฟ้าบวกท่ีข้วั หน่ึงของข้วั ในพกิ อปั คอยล์ แรงดนั ไฟฟ้าบวกจะเขม้ ข้ึนอยา่ งต่อเน่ือง จนกระทง่ั ฟันของรีลกั เตอร์อยตู่ รงกนั ขา้ มกบั ข้วั ซ่ึงตาแหน่งน้ีจะมีระยะ ช่องวา่ งระหวา่ งข้วั กบั ฟันของรีลกั เตอร์นอ้ ยท่ีสุด

หลงั จากที่ฟันของรีลกั เตอร์เคล่ือนท่ีผา่ นข้วั ไปแลว้ ระยะช่องวา่ งน้นั จะทาใหค้ วามเขม้ ขน้ ของสนามแม่เหลก็ โดยรอบพกิ อปั คอยลเ์ ริ่มลดลง การลดลงของความเขม้ สนามแม่เหลก็ จะเหนี่ยวนาใหเ้ กิด แรงดนั ไฟฟ้าลบท่ีข้วั เดิมของพิกอปั คอยล์ แรงดนั ไฟฟ้าน้ีจะเป็นสญั ญาณป้อนเขา้ สู่ ECU

8 การถอด ประกอบ และตรวจสอบจานจ่าย การถอด ประกอบ ตรวจสอบจานจ่าย มีข้นั ตอนดงั น้ี 1) เปิ ดฝากระโปรงรถยนต์ เปิ ดสวติ ชก์ ญุ แจตาแหน่ง ON สงั เกตไฟโชวแ์ ผงหนา้ ปัด สตาร์ตเคร่ืองยนต์ เม่ือเครื่องยนตต์ ิดไฟโชวแ์ ผงหนา้ ปัดจะตอ้ งดบั 2) สงั เกตการทางานของเครื่องยนต์ ถา้ มีอาการสะดุดและวเิ คราะห์วา่ อาการเกิดจากจานจ่าย ใหด้ บั เคร่ืองยนต์ ใชไ้ ขควงปากแฉกถอดสกรูยดึ จานจ่ายท้งั 2 ตวั 3) เม่ือถอดสกรูแลว้ จากน้นั ใหถ้ อดจานจ่ายออก (รถบางรุ่นจะมีคลิปลอ็ กใหป้ ลดคลิปลอ็ กแลว้ ถอดจานจ่ายออก)

4) ถอดหวั โรเตอร์ออก (ถา้ โรเตอร์สกปรกการจ่ายไฟจะไม่สมบูรณ์) ตอ้ งทาความสะอาด โรเตอร์โดยใชก้ ระดาษทรายขดั 5) ใชก้ ระดาษทรายขดั ทาความสะอาดฝาครอบ โดยเฉพาะสะพานไฟ ไฟแรงสูงจากคอยล์ ถา้ มีสนิมฝังแน่นใหใ้ ชค้ ตั เตอร์ขดู ออกใหส้ ะอาด 6) ใชค้ ตั เตอร์ขดู ทาความสะอาดเข้ียวตวั จ่ายไฟท่ีฝาครอบ ใหข้ ดู ทาความสะอาดท้งั 4 เข้ียว ใชก้ ระดาษทรายทาความสะอาดอีกคร้ัง

7) ใส่โรเตอร์ท่ีทาความสะอาดแลว้ กลบั เขา้ ที่เดิม ตอ้ งแน่ใจวา่ โรเตอร์ลอ็ กเขา้ ท่ีบนเพลาจาน ใช้ กระดาษทรายมว้ นทาความสะอาดรูดา้ นในฝาครอบจานจ่าย 8) ขนั สกรูยดึ ฝาครอบใหแ้ น่นพอตึงมือ จากน้นั ใชไ้ ขควงขนั สกรูฝาครอบใหแ้ น่น 9) ทาความสะอาดข้วั สายไฟแรงสูงทุกข้วั แลว้ ใส่สายไฟแรงสูงเขา้ ท่ีของแต่ละอนั 10) ทดสอบโดยการสตาร์ตเคร่ืองยนต์ ถา้ เครื่องยนตเ์ ดินเรียบแสดงวา่ การวเิ คราะห์แกป้ ัญหาถูกตอ้ ง