วันศุกร์ที่ 22 กรกฎาคม พ.ศ. 2554

เซ็นเซอร์วัดความดัน อากาศในท่อร่วมไอดี Manifold Absolute Pressure Sensor : MAP

MAP Sensor นับเป็นอุปกรณ์หลักที่มีความสำคัญมากอีกตัวหนึ่ง มีหน้าที่คอยตรวจวัดค่าความดันอากาศในท่อร่วมไอดี แล้วส่งสัญญาณเป็นแรงดันไฟฟ้า (Voltage) ให้ ECU ใช้เป็นข้อมูลในการประเมินผลร่วมกับข้อมูลที่ได้จาก Engine Speed Sensor และ Inlet Air Temperature Sensor เพื่อให้ทราบว่าในขณะนั้นเครื่องยนต์มีความต้องการปริมาณมวลอากาศต่อ1 รอบของเครื่องยนต์เท่าใด แล้วจึงสั่งการให้ทำการปรับเปลี่ยนระยะเวลาในการฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงที่หัว ฉีด

ขณะเครื่องยนต์มีภาระมากขึ้นความดันในท่อร่วมไอดีจะเพิ่มขึ้นตามการเปิดลิ้น ปีกผีเสื้อ เครื่องยนต์ก็จะดูดอากาศได้มากขึ้น จึงมีความต้องการปริมาณน้ำมันเชื้อเพลิงมากขึ้นด้วย เพื่อให้เกิดการเผาไหม้ที่สมบูรณ์

การทำงานของอุปกรณ์ จะใช้คุณสมบัติของสารที่สามารถเปลี่ยนแปลงค่าความต้านทานไฟฟ้าได้ตามความ ดัน โดยใช้ Silicon แผ่นบางๆปิดไว้ที่ปลายข้างหนึ่งของท่อสุญญากาศที่ยื่นเข้าไปในห้องสุญญากาศ โดยสมบูรณ์ และแผ่น Silicon นี้จะต่อวงจรเข้ากับตัว IC เมื่อแรงดันในท่อร่วมไอดีเปลี่ยนแปลงแผ่น Silicon ก็จะโก่งตัวทำให้ ค่าความต้านทานไฟฟ้าเปลี่ยนไป IC จะทำหน้าที่แปลงให้เป็นสัญญาณแรงดันไฟฟ้า โดยค่าแรงดันไฟฟ้าที่ได้นี้จะเพิ่มขึ้นเมื่อความดันอากาศเพิ่มขึ้น

ด้วย MAP Sensor มีความไวต่อความเปลี่ยนแปลงค่าความดันอย่างยิ่ง ฉะนั้นถ้ามีสิ่งใดไปรบกวนการทำงานของมันเช่น มีสิ่งสกปรกที่ไปเกาะแผ่น Silicon, มีสิ่งกีดขวางภายในท่อ หรือเกิดปัญหาขึ้นภายในตัวมันเอง รวมถึงการที่มีอากาศรั่วซึมเข้าไปในระบบสุญญากาศของท่อร่วมไอดีได้ล้วนแต่จะ สร้างความสับสนวุ่นวายขึ้นให้กับอัตราส่วนผสมของน้ำมันเชื้อเพลิงทั้งสิ้น โดยจะแสดงอาการให้เห็นเช่น ความเร็วรอบขึ้น-ลงวูบวาบจนอาจถึงดับได้, รอบเดินเบาไม่เรียบ, เครื่องยนต์กำลังตก และถ้ามีอากาศรั่วซึมเข้าไปในระบบสุญญากาศของท่อร่วมไอดีทำให้ MAP Sensor เข้าใจว่าเครื่องยนต์กำลังมีภาระมาก ECU ก็จะสั่งชดเชยโดยเพิ่มปริมาณน้ำมันเชื้อเพลิงและลดองศาการจุดระเบิดทำให้ สิ้นเปลือง, สูญเสียสมรรถนะการทำงานของเครื่องยนต์และระบบควบคุมมลภาวะ

ภาพประกอบโครงสร้าง, กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความดันกับแรงดันไฟฟ้า และวงจรของ MAP sensor

วันจันทร์ที่ 18 กรกฎาคม พ.ศ. 2554

คอยล์จุดระเบิด ( Ignition Coil )


Ignition Coil เป็น อุปกรณ์ที่ใช้ในการแปลงไฟฟ้าแรงดันต่ำให้เป็นไฟฟ้าแรงดันสูง ส่งไปยังหัวเทียนเพื่อให้เกิดประกายไฟใช้ในการจุดระเบิดส่วนผสมของน้ำมัน เชื้อเพลิงกับอากาศ ที่ถูกอัดอยู่ในตอนบนของกระบอกสูบ

( A ) = เชื่อมต่อไปเข้า Relay หัวฉีด/ขั้วไฟบวกแบตเตอรี่

( B ) = ตัว Coil จุดระเบิด / HT Coil / Ignition Coil

( C ) = Suppression Capacitor

โครงสร้างของ Ignition Coil ประกอบด้วย ขดลวด Primary เส้นโตๆพันอยู่รอบแกนเหล็กแผ่นที่ซ้อนกันอยู่และมี ขดลวด Secondary เส้นเล็กมากพันอยู่รอบนอกของขดลวด Primary อีกที โดยที่ขดลวด Secondary นี้จะมีจำนวนรอบที่พันไว้มากกว่าขดลวด Primary มาก และระหว่างแกนเหล็กแผ่น, ขดลวด Primary, ขดลวด Secondary และเปลือกนอกจะถูกหล่อเทด้วยเรซิ่นที่เป็นฉนวนไฟฟ้า
แต่ด้วยมี Ignition coil 2 ชุดประกอบต่อกันอยู่เป็นชุดตัวเดียวกันจึงเรียกชื่อเป็น Twin Static Ignition Coil โดยที่ขดลวด Secondary ของชุดที่1 จะส่งไปยังหัวเทียนสูบที่ 1 และ 4 และขดลวด Secondary ของชุดที่2 จะส่งไปยังหัวเทียนสูบที่ 2 และ 3

การทำงานของคอยล์จุดระเบิด อาศัยหลักการเหนี่ยวนำร่วมกล่าวคือเมื่อจ่ายกระแสไฟฟ้าให้ขดลวด Primaryจะ ค่อยๆเกิดสนามแม่เหล็กขึ้นรอบขดลวดไปเหนี่ยวนำให้แผ่นแกนเหล็กกลาย เป็นแม่เหล็กอย่างช้าๆเช่นกันและสนามแม่เหล็กนี้จะไปเหนี่ยวนำให้เกิดแรงดัน ฟ้าไฟฟ้าขึ้นที่ขดลวด Secondary อย่างช้าๆ จึงเกิดแรงดันไฟฟ้าขึ้นต่ำๆ แต่ทันทีที่ตัดการจ่ายกระแสไฟฟ้าให้ขดลวด Primary สนามแม่เหล็กที่ขดลวดและแผ่นแกนเหล็กจะยุบตัวหมดลงทันทีทันใดจึงเหนี่ยวนำ ให้เกิดแรงดันฟ้าไฟฟ้าขึ้นที่ขดลวด Secondary ที่ประมาณ 8 kV ~ 20 kV ซึ่งชุดควบคุมการจุดระเบิดในตัว ECU ได้คำนวณชดเชยเวลาการหน่วงนี้ไว้ให้ด้วย

โดย ECU จะมีชุดควบคุมการจ่ายไฟให้กับขดลวด 2 ชุด สำหรับขดลวด Primary ชุดที่ 1 และชุดที่ 2 ทำงานสลับกันทุกครึ่งรอบของเครื่องยนต์ที่หมุนไป ทั้งนี้ขึ้นกับสัญญาณที่รับจาก Engine speed and Crankshaft Sensor และ Camshaft position Sensor ตามลำดับการจุดระเบิดของสูบที่ 1 (ทางด้านเกียร์)-3 - 4 - 2


Ignition HT Coil ของใหม่จะมีค่าความต้านทาน
ชุดขดลวด Primary :

ขา 1-2 (P1) วัดได้ 0.67 โอมห์
ขา 2-3 (P2) วัดได้ 0.67 โอมห์
ขา 1-3 ( P( 1+2 )) วัดได้ 1.27 โอมห์

ชุดขดลวด Secondary :

ปลั๊กสายหัวเทียน สูบที่ 1-4 : S1 = 14.0 กิโลโอมห์...ของผมวัดได้ 13.90 กิโลโอมห์

ปลั๊กสายหัวเทียน สูบที่ 2-3 : S2 = 14.0 กิโลโอมห์ ...ของผมวัดได้ 13.85 กิโลโอมห์

วันศุกร์ที่ 8 กรกฎาคม พ.ศ. 2554

เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิน้ำหล่อเย็นเครื่องยนต์ (Coolant Temperature Sensor: CTS)

เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิน้ำหล่อเย็นเครื่องยนต์ (Coolant Temperature Sensor: CTS)
Coolant Temperature Sensor มีหน้าที่คอยตรวจวัดอุณหภูมิน้ำหล่อเย็นในเครื่องยนต์ แล้วส่งสัญญาณเป็นแรงดันไฟฟ้า (Volt) ให้ ECU ใช้ เป็นข้อมูลในการประเมินผลเพื่อปรับเปลี่ยนระยะเวลาในการฉีดน้ำมันเชื้อ เพลิงเป็นงานหลัก โดยเมื่อเครื่องยนต์มีอุณหภูมิต่ำก็จะเพิ่มระยะเวลาในการฉีดน้ำมันเชื้อ เพลิงให้นานขึ้น
การทำงานของอุปกรณ์นี้ใช้หลักการเดียวกันกับ Inlet Air Temperature Sensor แต่ทำให้อยู่ในโครงสร้างที่แข็งแรงทนทานกว่ามาก
Coolant Temperature Sensor นับเป็นอุปกรณ์หลักที่มีความสำคัญมากต่อการทำงานของ ระบบควบคุมเครื่องยนต์ - Engine Management Systems (EMS) เพราะ ECU จะใช้สัญญาณนี้ไปประมวลผลและส่งสัญญาณออกไปควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ในระบบ อื่นๆอีกหลายอย่างเช่น
- เพิ่มระยะเวลาในการฉีดเพื่อให้ได้ส่วนผสมของน้ำมันเชื้อเพลิงหนาขึ้นในช่วง การอุ่นเครื่องยนต์จนกว่าจะถึงอุณหภูมิทำงานของเครื่องยนต์
- ให้ปิด EGR Valve ในช่วงการอุ่นเครื่องยนต์ เพื่อไม่ให้รอบเดินเบาไม่เรียบเครื่องยนต์สั่นไม่มีกำลัง
- ให้ปิด Purge Valve ไม่ให้ไอน้ำน้ำมันเชื้อเพลิงในกระป๋องถ่านเข้าห้องเผาไหม้ ในช่วงการอุ่นเครื่อง
- บอกให้ ECU คงไว้ซึ่งอัตราส่วนผสมน้ำมันที่หนา ไม่ต้องสนใจสัญญาณที่ได้จาก Oxygen Sensor จนกว่าจะถึงอุณหภูมิการทำงานของเครื่องยนต์
- ให้พัดลมระบายความร้อนหม้อน้ำทำงานที่ความเร็วรอบต่างๆกันเมื่อถึงอุณหภูมิ ที่กำหนด ซึ่งมีสำคัญจำเป็นอย่างยิ่งในการป้องกันการเกิด Overheat กับเครื่องยนต์
- ให้ชะลอการ Lock up ในชุด Torque Converter ของเกียร์อัตโนมัติไว้ก่อน ในช่วงการอุ่นเครื่องยนต์ เพื่อการลดภาระที่เกิดจากชุดเกียร์ไปสู่เครื่องยนต์
- ส่งข้อมูลให้เกจวัดอุณหภูมิแสดงค่าที่หน้าปัดแสดงผล

ทั้ง นี้เพื่อเพิ่มสมรรถนะของเครื่องยนต์ขณะใช้รอบเดินเบาและการขับขี่ในช่วงก่อน ถึงอุณหภูมิการทำงานของเครื่องยนต์ ด้วย Coolant Temperature Sensor มีบทบาทสำคัญในการกระตุ้นการทำงานหลายอย่าง ดังนั้นถ้า Sensor นี้ ทำงานบกพร่องจะทำให้เกิดปัญหากับสมรรถนะของเครื่องยนต์ในช่วงการอุ่น เครื่องและระบบควบคุมมลภาวะ รวมถึงการสิ้นเปลืองน้ำมันเพิ่มขึ้น และแม้แต่วาล์วน้ำ (Thermostat) ที่เปิดตลอดเวลาก็จะส่งผลให้เครื่องยนต์ร้อนช้าขึ้นด้วยเข้ามาร่วมเป็น ปัจจัยเสริมของปัญหานี้ด้วยเช่นกัน

จะมี Sensor ที่เกี่ยวข้องกับ อุณภูมิน้ำ อยู่ 3 ตัว ดังนี้

Coolant Sensor ขั้วสีเขียว ทำงานร่วมกับ Engine ECU มี 2 ขั้ว ทีอุณหภูมิห้อง มีค่าความต้านทานวัดได้ 1.6 K Ohm และลดเหลือประมาณ 0.5 K Ohm เมื่อ อุณหภูมิสูงขึ้นเป็นประมาณ 90 ํC

Temperature switch/Sensor ขั้วสีน้ำตาล ทำหน้าที่ ควบคุมการทำงานของพัดลมหม้อน้ำ มี 2 ขั้ว ทีอุณหภูมิห้อง มีค่าความต้านทานวัดได้ 1.9 K Ohm และเพิ่มขึ้นประมาณ 2.7 K Ohm เมื่อ อุณหภูมิสูงขึ้นเป็นประมาณ 90 ํC

Temperature probe/Sensor ขั้วสีน้ำเงิน ทำหน้าที่ส่งข้อมูลไปเพื่อแสดงระดับอุณหภูมิน้ำที่หน้าปัด มี 1 ขั้ว ทีอุณหภูมิห้อง มีค่าความต้านทานวัดได้ 2.16 K Ohm และลดเหลือประมาณ 0.6 K Ohm เมื่อ อุณหภูมิสูงขึ้นเป็นประมาณ 90 ํC





Air Temperature Sensor ( ATS )


Air Temperature Sensor มีหน้าที่คอยตรวจวัดอุณหภูมิของอากาศที่กำลังผ่านเข้าสู่ชุดลิ้นปีกผีเสื้อ แล้วส่งสัญญาณเป็นแรงดันไฟฟ้า (Voltage) ที่ตกคร่อมตัวต้านทานของตัว Sensor ให้ ECU ใช้เป็นข้อมูลในการประเมินค่าความหนาแน่นของอากาศเพื่อปรับเปลี่ยนระยะเวลา ในการฉีดน้ำมันเชื้อเพลิง โดยที่อากาศเย็นจะมีความหนาแน่นมากกว่าอากาศร้อน ดังนั้นเมื่ออากาศเย็นจึงต้องการน้ำมันเชื้อเพลิงมากขึ้นเพื่อคงไว้ซึ่ง อัตราส่วนผสมของ อากาศ/น้ำมัน = 14.7 /1 โดยน้ำหนัก อันเป็นอัตราส่วนตามทฤษฎีที่ทำให้เกิดการเผาไหม้ที่สมบูรณ์



การทำงานของอุปกรณ์ จะใช้คุณสมบัติของสารที่สามารถเปลี่ยนแปลงค่าความต้านทานไฟฟ้าได้ตาม อุณหภูมิ ที่เรียกว่า Thermistor ซึ่งเป็นตัวต้านทานชนิดหนึ่ง (NTC Resistor) ที่ค่าความต้านทานจะลดลงเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นโดย ECU จะรับค่าแรงดันไฟฟ้า (Voltage) ที่ตกคร่อมตัวต้านทานของตัว Sensor นี้ไปประมวลผล

สาเหตุที่จะทำให้ Air Temperature Sensor (ATS) เสียหายหรืออ่านค่าผิดพลาดได้ เช่น การเกิด Back Fire ในท่อร่วมไอดี, มีฝุ่นและคราบน้ำมันติดที่ปลาย Sensor หรือการเสื่อมคุณสมบัติของตัวมันเอง

Air Temperature Sensor (ATS) เสียจะแสดงอาการให้เห็นเช่น รอบเดินเบาไม่นิ่งหรือสะดุดเมื่อเร่งเครื่องขณะอุ่นเครื่องยนต์ รอบเครื่องยนต์ขึ้น-ลงวูบวาบเมื่อเครื่องร้อน

วันอาทิตย์ที่ 3 กรกฎาคม พ.ศ. 2554

เซ็นเซอร์วาวล์ปีกผีเสื้อ (Throttle Potentiometer Sensor) by DaVinci




ผมก็ขับรถกลับมาทำงาน ถึงไฟแดง พอเบารถดับเฉยเลย อ๋อ!!! อาการนี้เกิดจากมอเตอร์เดินเบานั่นแหละ ก่อนนั้นมันมีปัญหาเรื่องนี้มาตลอด ผมก็เลยแก้ปัญหาเอาง่าย ๆ เอาสายที่เสียบกับมอเตอร์เดินเบาออก นับจากนั้นปัญหาเบาดับก็หมดไป แต่จะมีเรื่องจุกจิกกวนใจก็ตอนเช้า ๆ เวลาสตาร์ทเครื่องใหม่ ๆ แหละครับ รอบมันจะต่ำหน่อยเท่านั้นเอง แต่เมื่อเอารถไปซ่อม ช่างก็เสียบสายมอเตอร์เดินเบามาด้วย ทำให้เกิดปัญหาเบาดับ ผมเคยอ่านในกระทู้นี้ เซ็นเซอร์ต่างๆ ที่ควรรู้ (Engine Sensors OBD-II) มาติดใจตรง Throttle Potentiometer Sensor (TPS) นี่แหละ หลังจากอ่านกระทู้ก็ยังวิตกอยู่ว่าของไม่มีขายแยกชิ้น ต้องซื้อพร้อมกับชุดปีกผีเสื้อ ตอนนั้นก็เลยแค่อ่านเฉย ๆ ไม่ได้คิดจะลองเปลี่ยน เมื่อวานนี้จึงเข้าไปที่ศูนย์ฯ แถวบ้านเพื่อจะไปสอบถามเรื่องนี้ ฝ่ายอะไหล่บอกมีของแยกมาเลยไม่รวมอยู่ในชุดปีกฝีเสื้อ มี 2 ตัวให้เลือกของ Citroen กับของ Peugeot ของยี่ห้อแรกแพงกว่าตัวที่ 2 เป็นพัน แล้วก็หยิบของ Peugeot วันนี้ก็เลยเอาเข้าไปให้ช่างถอดเปลี่ยนให้แล้วก็รีเซ็ท ECU ตอนนี้ลองขับระยะสั้น ๆ ผ่านไฟแดง 2-3 จุดแล้ว OK ไม่มีปัญหาเบาดับแล้ว . . . ก็ต้องดูกันต่อไปว่าถ้าใช้ทางยาว ๆ แล้วจะเป็นไง

ของใหม่ด้านนี้ติดอยู่กับแกนลิ้นปีกผีเสื้อ
ผมทดลองวัดค่าความต้านทานทั้ง 3 ขามาได้ดังนี้
ขา 1-2 = 3.0K

ขา 2-3 = 1.0K

ขา 3-1 = 2.0K

ที นี้มาดูของเก่ากันบ้างของเก่าจะตัวใหญ่กว่า ติดอยู่กับชุดลิ้นปีกผีเสื้อ ส่วนบนสุดในภาพ เวลาติดตั้งกับท่อไอดีแล้วจะกลับจากบนไปล่างนะครับ ถอด ออกมาแล้วตัวแบบนี้ โดยปกติเวลาติดตั้งอยู่ถ้าไม่สังเกตจะมองไม่เห็น เพราะมันอยู่ล่างสุด เมื่อติดตั้งเสร็จแล้ว ขั้วเสียบต่าง ๆ ลงตัวพอดีไม่ต้องดัดแปลงอะไร
ผมทดลองวัดค่าความต้านทานตัวเก่าทั้ง 3 ขามาได้ดังนี้
ขา 1-2 = 6.8K

ขา 2-3 = 1.9K

ขา 3-1 = 4.8K

ถ้าเทียบกับของใหม่ ๆ ค่ามันยืดไปพอสมควรทีเดียว

เมื่อผ่า TPS ออกมาพบว่า ความเสียหายทั้งหมดอาจจะเกิดจาก หน้าสัมผัสความต้านทาน ใน TPS มันสึกมากจากการใช้งาน และเมื่อลองทำการผ่าตัว TPS ออกมาดู ก็จะเห็นดังรูปที่



-ความต้านทาน RES:a จะเท่ากับ 200 Ohm.
-ความต้านทาน RES:b จะเท่ากับ 5.8 K Ohm.
-ความต้านทาน RES:c จะเท่ากับ 2.2 K Ohm.


-PIN-1 เชื่อมต่อกับ 5 โวลท์ จาก ECU
-PIN-2 เป็นสัญญาณที่ได้จากการเคลื่อนที่ของ TPS ผ่านความต้านทาน RES:a,b,c ( เหมือน โวลุ่มเครื่องเสียงประมาณนั้น TPS เปิดมาก โวลท์ก็มากตาม )
-PIN-3 กราวด์ จาก ECU

โดยปกติแล้ว TPS Sensor จะให้แรงดัน ตามนี้
TPS Fully Open = 5.0 V. ( approx.)
TPS Closed = 0.3 ~ 0.5 V

เมื่อใช้ Oscilloscope จับสัญญาณที่รอบเดินเบา ดูพบว่า ที่ TPSที่เสื่อมสภาพแล้ว อยู่ ๆ ก็มีแรงดัน ขึ้นไปถึง 1.x V. ประมาณ 10 ครั้ง ใน 5 วินาที

สรุปว่าหลักการทำงาน TPS อธิบายง่าย ๆ ก็คือ

ถ้า TPS ปกติ ปีกผีเสื้อปิดสุด สมมุติว่าค่าความต้านทาน 1 โอห์ม ECU สั่งมอเตอร์เดินเบาทำงานเพื่อควบคุมรอบเดินเบาตอน

ถ้า TPS ผิดปกติ ปีกผีเสื้อปิดสุด ค่าความต้านทานสูงขึ้นเป็น 2 โอห์ม ECU เข้าใจวาล์วปีกผีเสื้อเปิดอยู่ทำให้ ECU ไม่สั่งให้มอเตอร์เดินเบาทำงานเพื่อควบคุมรอบเดินเบามีผลให้ไม่มีอากาศให้การจุดระเบิด….ก็คือเครื่องดับครับ