คลัชแม่เหล็กไฟฟ้า MAGNETIC CLUTCH

Posted on : 27-05-2013 | By : Author | In : ระบบต่าง ๆ ในรถยนต์

โรงงานผูผลิตเครื่องปรับอากาศติดรถยนต์ใช้คลัชแม่เหล็ก (Magnetic Clutch) ในการติดการทำงานของคอมเพรสเซอร์ เมื่อเราไม่ต้องการให้คอมเพรสเซอรทำงาน การตัดการทำงานของคลัชทำให้คอมเพรสเซอร์หยุดทำงานในเมื่อต้องการให้มีการละลาย (Defrost) ในอีแวปปอเรเตอร์หรือเมื่อไม่ต้องการใช้เครื่องปรับอากาศ
หลักการทำงานของคลัช โดยทั่วๆ ไปเหมือนกันคือ ทำให้เกิดอำนาจแม่เหล็ก เมื่อเกิดอำนาจแม่เหล็กก็จะทำให้เกิดแรงดึงดูดต่อกัน คลัชที่ใช้ในระบบทำความเย็นมีอยู่ 2 ชนิดคือ


ภาพที่ 20-1 แสดงส่วนประกอบของชุดคลัชแม่เหล็กไฟฟ้าและการติดตั้งชุดฟิลค์คอยล์ที่ซีลเพลาคอมเพรสเซอร์
ขดลวด (Field) ติดอยู่ที่คอมเพรสเซอร์ด้วยสกรูยึดทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการออกแบบของขดฟิลด์คอยล์คอมเพรสเซอร์ ชุดโรเตอร์ (Rotor) ยึดอยู่บนอาร์มาเจอร์ (Armature) ซึ่งสวมอยู่บนเพลาของคอมเพรสเซอร์ โดยมีแบริ่ง (Bearing) รองรับ และมีแหวนล๊อค (Snap Ring) กั้นอยู่ คลัชแม่เหล็กไฟฟ้าแบบชุดฟิลด์อยู่กับที่เป็นแบบที่ทนทานและสึกหรอน้อยที่สุด


ภาพที่ 20-2 ส่วนประกอบของชุดคลัชแม่เหล็กไฟฟ้าแสดงการยึดชุดฟิลด์คอยล์กับเรือนคอมเพรสเซอร์
การทำงานของคลัช เมื่อไม่มีกระแสไฟไหลไปยังฟิลค์คอยล์ ก็จะไม่เกิดแรงแม่เหล็กทำให้ไม่มีแรงดูดคลัชเป็นเหตุให้โรเตอร์หมุนอิสระอยู่บนเพลาของอาร์มาเจอร์แต่เมื่อสวิชเทอร์โมสตัทติดกัน (เปิดสวิช) ทำให้มีกระแสไฟไหลไปยัง ฟิลด์คอยล์ ทำให้เกิดอำนาจแม่เหล็กระหว่างฟิลด์คอยล์ กับ อาร์มาเจอร์ เป็นเหตุให้ อาร์มาเจอร์ ติดกับโรเตอร์ เป็นชุดๆ เดียวกันและหมุนไปด้วยกันขณะที่ยังมีแรงแม่เหล็กดึงดูดอยู่และพาให้เพลาข้อเหวี่ยงของคอมเพรสเซอร์หมึนไปด้วย ซึ่งเป็นการเริ่มต้นการทำงานของระบบทำความเย็น
เมื่อปิดสวิชเทอร์โมสตัท กระแสไฟก็จะถูกตัดทำให้ไม่มีกระแสไฟไปเลี้ยงฟิลด์คอยล์อาร์มาเจอร์ก็จะถูกดึงกลับ เพลาข้อเหวี่ยงของคอมเพรสเซอร์ก็หยุดหมุน แต่โรเตอร์ ยังคงหมุนอยู่ต่อไป ต่อเมื่อมีกระแสไฟไปเลี้ยงที่ขดฟิลด์คอยล์อีก คอมเพรสเซอร์ก็จะเริ่มต้นการทำงานต่อไปอีกเช่นเดียวกันกับการทำงานดังกล่าวมาข้างต้นแล้ว
คลัชคอมเพรสเซอร์แบบฟิลด์คอยล์เคลื่อนที่
ฟิลด์คลัชแบบเคลื่อนที่ (ในแนวหมุน) นี้มีหลักการทำงานเช่นเดียวกันกับแบบแรกเพียงแต่การวางตำแหน่งของ Field ผิดกันเท่านั้น แบบฟิลด์คอยล์เคลื่อนที่ (Rotating field Clutch) นี้ ฟิลด์คอยล์เป็นส่วนหนึ่งของโรเตอร์ หมุนไปพร้อมกับโรเตอร์ และกระแสไฟที่จ่ายไปยังขดฟิลด์คอยล์ ถูกส่งไปโดยใช้แปรงถ่านซึ่งติดอยู่ที่คอมเพรสเซอร์

กระแสไฟที่ส่งผ่านแปรงถ่านไปยังขดฟิลด์คอยล์ ทำให้เกิดอำนาจแม่เหล็กขึ้น จนเกิดแรงดึงดูดอาร์มาเจอร์ กับโรเตอร์ ทำให้โรเตอร์กับอาร์มาเจอร์ เป็นชุดเดียวกัน และพาให้เพลาของคอมเพรสเซอร์หมุนไปด้วย ทำให้ระบบทำความเย็นเริ่มต้นทำงาน
ภายในชุดฟิลด์หรือขดลวดนั้นการต่อวงจรทางไฟฟ้าจำเป็นต้องใช้แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ถูกต้องเช่นถ้าฟิลด์คอยล์ใช้ไฟ 12 โวลท์ แต่นำมาใช้กับระบบไฟรถยนต์ 6 โวลท์ ขดลวดจะไม่สามารถสร้างอำนาจแม่เหล็กดึงอาร์มาเจอร์ให้ติดกับโรเตอร์ได้แน่นพอ ผลเสียที่เกิดขึ้นคือขดลวดภายในฟิลด์จะลัดวงจร อาร์มาเจอร์จะลื่นไม่ติดกับโรเตอร์ และแอร์จะไม่เย็น ในทางตรงกันข้ามถ้าใช้ฟิลด์คอยล์ ขนาค 6 โวลท์กับรถยนต์ที่ใช้ระบบไฟ 12 โวลท์ จะทำให้ขดฟิลค์คอยล์ชอร์ท (ลัดวงจร) เนื่องจากกระแสส่งแรงเคลื่อนไปยังฟิลด์คอยล์มากเกินไปแต่ถ้าหากจำเป็นต้องใช้ขดฟิลด์คอยล์ 6 โวลท์กับระบบไฟรถยนต์ 12 โวลท์ จริงๆ แล้ว ก็ต้องหาหม้อแปลงแรงเคลื่อนให้น้อยลงเหลือ 6 โวลท์
ช่องว่างระหว่างฟิลด์คอยล์ และ พูลเล่ย์นั้นสำคัญมาก ตัวพูลเล่ย์ควรจะให้อยู่ใกล้คอยล์มากที่สุดเท่าที่จะเป็นได้ ทั้งนี้ก็เพื่อให้อำนาจแรงดึงดูดของแม่เหล็กในการดูดอาร์มาเจอร์กับโรเตอร์พูลเล่ย์มากที่สุดเท่าที่จะมากได้ แต่มิใช่ใกล้จนกระทั่งโรเตอร์พูลเลย์ สีกับเรือนฟิลด์คอยล์ (coil Housing)
ช่องว่างระหว่างโรเตอร์ และอาร์มาเจอร์ ก็สำคัญเช่นเดียวกัน ทำช่องว่างใกล้กันเกินไปอาร์มาเจอร์จะสีกับโรเตอร์ เมื่อโรเตอร์หมุน
แต่ถ้าหากช่องว่างห่างไป ผลที่เกิดขึ้นคือหน้าสัมผัสของโรเตอร์ กับอาร์มาเจอร์ สัมผัสกันไม่แน่นอาจเกิดการลื่น (slip) ขึ้นได้


ภาพที่ 20-3 วงจรควบคุมคลัชแม่เหล็กไฟฟ้าและชุดคลัชแม่เหล็กไฟ ฟ้าแบบ Warner
ตั้งแต่ปี 1960 มา บริษัท เยนเนอรัลมอเตอร์ ได้ทดลองใช้คลัชแบบต่างๆ กันจนกระทั่งในปี ค.ศ.1961 ทางบริษัทได้ใช้คลัชแบบขดลวดอยู่กับที่ (statoinary Field)


ภาพที่ 20-4 แสดงส่วนประกอบของคลัชแม่เหล็กไฟฟ้าแบบ Warner Heli-Grip Clutch
ตั้งแต่ปี 1961 เป็นต้นมา บริษัท เยนเนอรัลมอเตอร์ ได้ใช้คลัชแบบ Ball And Ram Clutch คลัชแบบนี้ขดลวดอยู่กับที่ ซึ่งอยู่ด้านหนึ่งของคอมเพรสเซอร์ คลัชแบบนี้มีอาร์มาเจอร์และจานคลัชอยู่ในโรเตอร์ เมื่อเกิดแรงแม่เหล็กจะดูดอาร์มาเจอร์ เข้ามาสัมผัสกับพูลเลย์ กลายเป็นชุดเดียวกันจนกว่ากระแสไฟที่ไปเลี้ยงขดลวดจะถูกตัด
บริษัท เยนเนอรัล มอเตอร์ และบริษัท ไครสเล่อร์-แอร์เทมป์ ไม่ได้ใช้คลัชเป็นตัวควบคุมอุณหภูมิ แต่ใช้เครื่องมือในการควบคุมอุณหภูมิอย่างอื่น ซึ่งแตกต่างกันออกไปซึ่งโดยมากมักเป็นการควบคุมการไหลของสารทำความเย็นในระบบคลัชแม่เหล็กไฟฟ้า (Magntic Clutch) ใช้เมื่อต้องการให้ระบบทำความเย็นทำงานหรือเลิกทำงานเท่านั้น

บทความอื่น ๆ ที่น่าสนใจ:

Share this :

  • Stumble upon
  • twitter

Comments are closed.