ระบบจุดระเบิดในรถยนต์

Posted on : 07-11-2012 | By : Author | In : การดูแลรักษารถ

คอยล์

แบตเตอรี่รถยนต์สามารถให้แรงไฟ (แรงเคลื่อนไฟฟ้า) 6 หรือ 12 โวลท์เท่านั้น แต่แรงไฟฟ้าที่ใช้ในการทำประกายที่เขี้ยวของหัวเทียนเพื่อจุดระเบิดเผาไหม้ไอดีนั้น  ต้องใช้แรงไฟมากกว่าเป็นพันๆ เท่า

ดังนั้นจึงต้องมีคอยล์ (Coil) ทำหน้าที่แปลงไฟแรงต่ำให้เป็นแรงไฟสูงขึ้น สำหรับทำประกายที่หัวเทียน ส่วนในรถยนต์ทั่วๆ ไป คอยล์จะแปลงให้แรงไฟประมาณ 30,000 โวลท์ เพื่อจ่ายให้กับหัวเทียน

การทำงานของคอยล์ใช้หลักว่าเมื่อกระแสไฟฟ้าผ่านขดลวดจะทำให้เกิดสนามแม่เหล็ก และในทางกลับกันเมื่อสนามแม่เหล็กนั้นหมดลง กระแสไฟฟ้าจะถูกสร้างขึ้นในขดลวดอันอื่น ซึ่งอยู่ในสนามแม่เหล็กนั้น

ดังนั้นแรงไฟสูงๆ ที่คอยล์สามารถทำให้เกิดขึ้นได้นั้น จะต้องประกอบด้วยขดลวดจำนวนสองขด โดยขดหนึ่งจะต้องมีจำนวนขดมากกว่าอีกขดหนึ่งเสมอ

ในขดลวดทั้งสองขดของคอยล์นี้จะมีแกนเหล็กอ่อนอันเดียวกันเป็นไส้อยู่ตรงกลาง  เพื่อช่วยให้เกิดสนามแม่เหล็กที่มีความหนาแน่นยิ่งขึ้น ขดลวดขดหนึ่งเป็นขดลวดปฐมภูมิมีจำนวนรอบไม่กี่ร้อยรอบ และลวดมีขนาดใหญ่ ขดลวดส่วนนี้เป็นส่วนของแรงไฟต่ำซึ่งต่อมาจากแบตเตอรี่ ส่วนขดลวดอีกขดหนึ่งเป็นขดลวดทุติยภูมิ มีจำนวนรอบเป็นพันๆ รอบ (บางทีลวดที่นำมาขดอาจจะยาวเป็นไมล์) ลวดจะเล็กกว่าแบบแรก ขดลวดขดนี้เป็นส่วนของแรงไฟสูงเพื่อป้อนให้กับหัวเทียน ในขณะที่เราสตาร์ทรถ กระแสไฟจากแบตเตอรี่จะไหลเข้าทางขั้วหนึ่งของคอยล์  ผ่านไปตามขดลวดปฐมภูมิ แล้วออกทางอีกขั้วหนึ่งของคอยล์ไปยังหน้าทองขาวในจานจ่าย

ถ้าหน้าทองขาวสัมผัสกันอยู่กระแสจะไหลผ่านมัน แล้วทำให้ขดลวดปฐมภูมิและแกนเหล็กอ่อนกลายเป็นแม่เหล็กไฟฟ้า (Electro-magnet) แล้วให้สนามแม่เหล็กออกมา กระแสจะครบวงจรได้โดยผ่านตัวถังรถยนต์แล้วเข้าแบตเตอรี่

ขณะที่หน้าทองขาวเปิดออกจากกันกระแสไฟจะหยุดไหลในขดลวดปฐมภูมิ  และสนามแม่เหล็กซึ่งมีขดลวดทุติยภูมิอยู่ด้วยก็จะหยุดลง

การเกิดแรงไฟสูงๆ ในขดลวดทุติยภูมินั้น ขึ้นอยู่กับจำนวนรอบของขดลวดทุติยภูมิ ถ้ามีจำนวนรอบมากก็จะได้ไฟแรงสูง และถ้าความเข้มของสนามแม่เหล็กมีค่ามากก็จะทำให้แรงไฟสูง รวมทั้งการทำให้สนามแม่เหล็กหมดลงยิ่งเร็วเท่าไรก็จะทำให้เกิดแรงไฟสูงมากขึ้นด้วย

กระแสไฟแรงสูงจากขดลวดทุติยภูมิจะถูกส่งไปยังหัวเทียนโดยผ่านจานจ่าย และจะกลับสู่คอยล์ โดยผ่านตัวถังรถ

จานจ่าย (distributor) เป็นกลไกชิ้นหนึ่งซึ่งมีการเคลื่อนที่เชื่อมโยงส่วนประกอบทางไฟฟ้าของระบบจุดระเบิดกับเครื่องยนต์

จานจ่ายจะเป็นตัวปล่อยให้กระแสเข้าหรือออกจากขดลวดปฐมภูมิของคอยล์โดยใช้ทองขาว  นอกจากนี้ยังจ่ายไฟแรงสูงจากคอยล์ไปยังหัวเทียนในการใช้จุดระเบิดโดยใช้หัวนกกระจอก (rotor arm)

หัวนกกระจอกจะติดกับเพลาจานจ่ายในขณะที่เพลาจานจ่ายนี้หมุน หัวนกกระจอกจะส่งไฟแรงสูงจากคอยล์ซึ่งอยู่ที่จุดศูนย์กลางของฝาครอบจานจ่ายไปยังหัวเทียนโดยผ่านทางปลายสายไฟที่จะต่อไปหัวเทียนในฝาครอบจานจ่าย

ที่ฝาครอบจานจ่ายด้านนอกจะมีสายไฟต่อจากจานจ่ายไปยังหัวเทียน  โดยสายอันหนึ่งจะต่อไปยังหัวเทียนอันหนึ่งโดยเฉพาะ

โดยทั่วไปเพลาจานจ่ายจะหมุนได้โดยเพลาลูกเบี้ยวหมุนแล้วส่งผ่านการหมุนมายังเพลาจานจ่ายด้วยเฟืองที่ขบกันอยู่ ซึ่งทำให้ความเร็วของเพลาทั้งสองเท่ากัน  ในลักษณะนี้กระแสจะถูกป้อนเข้าหัวเทียนในจังหวะที่เหมาะสมกับจังหวะทั้งสี่ของเครื่องยนต์สี่จังหวะ แต่ในเครื่องยนต์อื่นๆ ที่ เพลาจานจ่ายจะต่อตรงมาจากเพลาข้อเหวี่ยง ความเร็วของเพลาจานจ่ายจะต้องถูกลดลงเป็นครึ่งหนึ่งของความเร็วของเพลาข้อเหวี่ยง

การเพิ่มการจุดระเบิด (Ignition Advance)

ไม่ว่าเครื่องยนต์จะมีอัตราเร็วเท่าไรก็ตาม เวลาที่ใช้ในการจุดระเบิดจะใช้เวลาพอๆ กัน ขณะที่เบาเครื่องการจุดระเบิดจะเกิดขึ้นก่อนที่ลูกสูบขึ้นถึงยอดของจังหวะอัด  ทำให้ก๊าซมีเวลาขยายตัวและดันลูกสูบล่ง

ดังนั้นถ้าอัตราเร็วของเครื่องยนต์เพิ่มขึ้น เวลาที่ลูกสูบเคลื่อนขึ้นแล้วลงนี้ก็จะน้อยลง  การจุดระเบิดจึงต้องเกิดเร็วขึ้น เพื่อให้เวลากับการสันดาปและการขยายตัวของก๊าซ การจุดระเบิดเร็วขึ้นนี้ต้องใช้เครื่องเพิ่มจังหวะโดยแรงหนีศูนย์กลาง (Centrifugal advance timing mechanism) ซึ่งอาจจะมีตลับสูญญากาศเข้าไปด้วย (Vacuum advance unit)

ทองขาวทำให้กระแสชงักอย่างไร

ทองขาวทำงานด้วยการหมุนของลูกเบี้ยวภายในจานจ่าย โดยที่จำนวนของส่วนนูนของลูกเบี้ยวจะเท่ากับจำนวนลูกสูบของเครื่องยนต์แต่ละเครื่องนั้น

ขณะที่เพลาหมุนลูกเบี้ยวก็จะเริ่มทำงาน แขนของทองขาวจะกดกับลูกเบี้ยว เพื่อทำให้หน้าทองขาวแยกจากกันหรือสัมผัสกันด้วยแรงของสปริงและส่วนนูนของลูกเบี้ยวที่สัมพันธ์กัน การสัมผัสกันแล้วแยกจากกันของหน้าทองขาวนี้เอง คือการเปิดปิดวงจนของไฟแรงต่ำ

การอาร์ค (หรือสปาร์ค) ระหว่างหน้าทองขาวนี้จะถูกทำให้น้อยลงด้วยคอนเดนเซอร์  ซึ่งถูกติดอยู่ตรงข้ามของทองขาวในจานจ่าย เมื่อหน้าทองขาวแยกจากกัน ไฟแรงต่ำจากแบตเตอรี่ที่ไหลผ่านขดลวดปฐมภูมิในคอยล์จะถูกตัดออกแล้วสนามแม่เหล็กก็จะหมดลง  ซึ่งจะทำให้เกิดไฟแรงสูงขึ้นในขดลวดทุติยภูมิ ไฟแรงสูงจำนวนนี้ก็จะไหลเข้าสู่ตรงกลางของฝาครอบจานจ่าย แล้วผ่านหัวนกกระจอกไปยังขั้วหนึ่งภายในฝาครอบจานจ่าย  เพื่อให้ไฟแรงสูงนั้นไปสู่หัวเทียนโดยสายไฟเฉพาะของแต่ละหัว

ระหว่างหัวนกกระจอกกับขั้วที่จะส่งไฟแรงสูงไปยังหัวเทียนภายในฝาครอบจานจ่ายนั้น  แท้ที่จริงมิได้สัมผัสกัน จะมีช่องว่างเล็กๆ ซึ่งมีขนาดพอเหมาะที่จะส่งผ่านไฟแรงสูงให้ข้ามไปได้

ที่มา:ประทีป  ภววงษ์ศักดิ์

 

บทความอื่น ๆ ที่น่าสนใจ:

Share this :

  • Stumble upon
  • twitter

Comments are closed.