เครื่องวัดการเพิ่มแรงดันอากาศของเครื่องเทอร์โบชาร์จ

Posted on : 20-05-2013 | By : Author | In : ระบบต่าง ๆ ในรถยนต์

เครื่องยนต์ในปัจจุบันมีความต้องการที่จะเพิ่มแรงม้าให้กับเครื่องยนต์สูงๆ จึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องติดตั้งเครื่องเทอร์โบชาร์จเข้ากับเครื่องยนต์ เพื่อที่จะให้ผู้ขับขี่รถยนต์ได้ทราบถึงการทำงานของเครื่องเทอร์โบชาร์จนั้นทำงานเป็นปกติดีหรือไม่
ดังนั้นเครื่องยนต์ที่ติดตั้งเครื่องเทอร์โบชาร์จจึงจำเป็นจะต้องติดตั้งเครื่องวัดการเพิ่มแรงดันอากาศของเครื่องเทอร์โบชาร์จไว้ที่แผงหน้าปัดของรถยนต์
เครื่องวัดการเพิ่มแรงดันอากาศของเครื่องเทอร์โบชาร์จที่นิยมใช้กันอยู่ในปัจจุบันมีอยู่ 2 แบบ
1. แบบหลอด LED แสดงการทำงานของเครื่องเทอร์โบชาร์จ
หลอด LED จะแสดงสีในการทำงานด้วยกัน 2 สีคือ หลอด LED สีเขียวซึ่งจะแสดงการทำงานของเครื่องเทอร์โบชาร์จกับหลอด LED สีเหลืองอำพันซึ่งจะทำหน้าที่เตือนการทำงานของเครื่องเทอร์โบชาร์จที่ผิดปกติดังรูปที่ 10.31 โดยหลอด LED ทั้งสองหลอดจะติดตั้งอยู่ที่หน้าปัดของเกจวัดความเร็วรอบเครื่องยนต์ เพื่อเป็นการเตือนให้ผู้ขับขี่ได้ทราบ


รูปที่ 10.31 เครื่องวัดการเพิ่มแรงดันอากาศของเครื่องเทอร์โบชาร์จแบบหลอด LED
สวิตช์แรงดันอากาศ (pressure switches) เป็นสวิตช์ที่ใช้กับเครื่องวัดแรงดันแบบหลอด LED แรงดันที่เพิ่มขึ้นจะส่งผ่านสวิตช์แรงดันสูงและสวิตช์แรงดันตํ่า สวิตช์ทั้งสองจะตอบสนองการทำงาน โดยการปิด/เปิดเพื่อควบคุมการทำงานของทรานซิสเตอร์ (Tr1 และ Tr2) ซึ่งทรานซิสเตอร์จะควบคุมการทำงานระหว่างสวิตช์วัดแรงดันกับหลอด LED เพื่อเตือนการทำงานของเครื่องเทอรโบชาร์จ
โครงสร้างภายในของสวิตช์วัดแรงดันอากาศทั้งสองมีความแตกต่างกันที่ความแข็งของสปริงในสวิตช์วัดแรงดันอากาศทั้งสอง เมื่อมีแรงดันของอากาศเพิ่มขึ้นเกินระดับแรงดันที่กำหนดจะดันแผ่นไดอะแฟรมให้หน้าสัมผัสแยกออกจากกันดังรูปที่ 10.32 และตารางที่ 10.1


รูปที่ 10.32 สวิตช์วัดแรงดันอากาศ
ตารางที่ 10.1 การทำงานหลอดวัดแรงดันอากาศและหลอดเตือน


การทำงานของเครื่องวัดการเพิ่มแรงดันอากาศของเครื่องเทอร์โบชาร์จแบบหลอด มีดังนี้
1. สวิตช์กุญแจสตาร์ตอยู่ในตำแหน่งเปิด (เครื่องยนต์ไม่ทำงาน) กระแสไฟฟ้าจากแบตเตอรี่จะไหลผ่านวงจรของหลอด LED ทั้งสอง ทำให้หลอด LED สีเขียวและหลอด LED สีเหลืองอำพันสว่างขึ้น เพื่อเป็นการตรวจสอบการทำงานของหลอด LED ทั้งสองและป้องกันการผิดพลาด กระแสไฟฟ้าจะไหลผ่านไปยังขั้ว L ของโวลเตจเรกูเรเตอร์ลงกราวด์ที่ขั้ว E ในช่วงของการทำงานขั้นตอนนี้แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่จุด A และ B จะเป็น 0 ดังนั้น Tr1 และ Tr2 จะไม่ทำงานดังรูปที่ 10.33
2. เครื่องยนต์เดินเบา เมื่อเครื่องยนต์ทำงานแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ขั้ว L ของโวลเตจเรกูเรเตอร์จะมีแรงเคลื่อนไฟฟ้าเท่ากับแรงเคลื่อนไฟฟ้าของแบตเตอรี่ ด้วยเหตุนี้จะทำให้ไม่มีความต่างศักย์ที่ปลายขั้ว LED ทั้งสอง ดังนั้นจึงทำให้หลอด LED ทั้งสองดับดังรูปที่ 10.34


รูปที่ 10.33 การไหลของกระแสไฟฟ้าในวงจรเมื่อสวิตช์กุญแจสตาร์ตอยู่ในตำแหน่งเปิด


รูปที่ 10.34 การทำงานของวงจรเมื่อเครื่องยนต์เดินเบา
3. แรงดันอากาศเพิ่มขึ้นมากกว่า 13.7 กิโลปาสคาล เมื่อมีแรงดันอากาศเพิ่มขึ้นประมาณ 13.7 กิโลปาสคาล (0.14 กิโลกรัมแรงต่อตารางเซนติเมตร หรือ 2.0 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) หน้าสัมผัสของ สวิตช์แรงดันตํ่าจะเปิด ทำให้จุด A มีศักย์ทางไฟฟ้าสูง กระแสไฟฟ้าจึงไหลผ่านซีเนอร์ไดโอด (Z1) ไปกระตุ้นให้ Tr 1 ทำงาน ด้วยเหตุนี้กระแสไฟฟ้าจากแบตเตอรี่จะไหลผ่านหลอด LED สีเขียวครบวงจรการ ทำงาน หลอด LED สีเขียวจึงสว่างขึ้น แสดงให้ผู้ขับขี่รถยนต์ได้ทราบถึงการทำงานของเทอร์โบชาร์จ ดังรูปที่ 10.35


รูปที่ 10.35 การทำงานวงจรแรงดันอากาศที่เพิ่มขึ้นมากกว่า 13.7 กิโลปาสคาล
4. แรงดันอากาศเพิ่มสูงกว่า 82.4 กิโลปาสคาล ถ้าแรงดันอากาศเพิ่มสูง 82.4 กิโลปาสคาล (0.84 กิโลกรัมแรงต่อตารางเซนติเมตรหรือ 11.9 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) หน้าสัมผัสของสวิตช์แรงดันสูง ทำให้จุด B (ดูรูปที่ 10.36) มีศักย์ทางไฟฟ้าสูง กระแสไฟฟ้าจึงไหลผ่านซีเนอร์ไดโอด (Z2) กระตุ้นให้ Tr2 ทำงาน หลอด LED สีเหลืองอำพันจะสว่างขึ้นเตือนให้ผู้ขับขี่รถยนต์ได้ทราบว่าเทอร์โบชาร์จทำงานไม่ปกติ และในเวลาเดียวกันหน้าสัมผัสของสวิตช์แรงดันตํ่ายังเปิดอยู่ที่จุด A และจุด C จะมีค่ากระแสไฟฟ้า เกือบ 0 ทำให้ Tr1 หยุดการทำงาน Tr2 ทำงาน หลอด LED สีเขียวดับ หลอด LED สีเหลืองอำพันติดสว่าง


รูปที่ 10.36 การไหลของกระแสไฟฟ้าในวงจรแรงดันอากาศที่เพิ่มสูงกว่า 82.4 กิโลปาสคาล
แรงดันที่ทำให้สวิตช์แรงดันสูงเปิดนั้นขึ้นอยู่กับการทำงานของเครื่องยนต์ โดยทั่วไปแรงดันจะสูงกว่าแรงดันที่เพิ่มขึ้นในเทอร์โบชาร์จเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ดังนั้นหลอด LED สีเหลืองอำพันจะสว่างขึ้น ในระยะเวลาอันสั้น เนื่องมาจากลิ้นระบายที่เทอร์โบชาร์จเปิดให้แรงดันระบายออก
2. แบบมิเตอร์วัดการทำงานของเทอร์โบชาร์จ
มิเตอร์วัดการทำงานของเทอร์โบชาร์จเป็นอีกรูปแบบหนึ่งของเครื่องวัดที่จะแสดงให้ผู้ขับขี่รถยนต์ได้ทราบแรงดันอากาศที่เพิ่มขึ้นในเทอร์โบชาร์จ โดยมีเซนเซอร์วัดแรงดันส่งสัญญาณเป็นกระแสไฟฟ้าใน การทำงานไปยังมิเตอร์
1. มิเตอร์วัดการทำงานของเครื่องเทอร์โบชาร์จ จะมีคอยล์แบบสมดุลและโรเตอร์ซึ่งจะมีเข็มวัดยึดติดอยู่ โดยชุดวัดจะติดตั้งรวมอยู่ในชุดเดียวกับชุดเกจวัดระบบต่างๆ ของเครื่องยนต์ที่หน้าปัด และ เมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านคอยล์ทั้งสองจะเกิดการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กที่คอยล์ทั้งสอง ทำให้โรเตอร์แม่เหล็กที่มีเข็มวัดยึดติดอยู่จะเคลื่อนที่ไปตามทิศทางของความเข้มสนามแม่เหล็กของแต่ละคอยล์
กระแสไฟฟ้าจะถูกควบคุมด้วยวงจร IC ซึ่งอยู่ในชุดมิเตอร์วัดแรงดันเครื่องเทอร์โบชาร์จดังรูปที่ 10.37


รูปที่ 10.37 มิเตอร์วัดแรงดันอากาศของเครื่องเทอร์โบชาร์จ
2. เซนเซอร์วัดแรงดันอากาศของเครื่องเทอร์โบชาร์จ  ภายในชุดเซนเซอร์จะมีแผ่นซิลิคอน บรรจุอยู่ในห้องสุญญากาศ โดยด้านหนึ่งของแผ่นซิลิคอนจะถูกให้สัมผัสกับแรงดันจากท่อร่วมไอดี ส่วน อีกด้านหนึ่งของแผ่นซิลิคอนจะอยู่ภายในห้องสุญญากาศ
การเปลี่ยนแปลงของแรงดันจากท่อร่วมไอดีจะทำให้รูปร่างของแผ่นซิลิคอนเปลี่ยนแปลงตามไปด้วยเช่นกัน การเปลี่ยนแปลงจะเป็นผลทำให้เกิดความต้านทานขึ้นที่แผ่นซิลิคอน ค่าความต้านทานจะถูก แปรเป็นสัญญานแรงเคลื่อนไฟฟ้าโดย IC ที่อยู่ภายในชุดเซนเซอร์และจะส่งสัญญาณแรงเคลื่อนไฟฟ้าไปยังวงจรควบคุมการทำงานของมิเตอร์วัดแรงดันอากาศของเครื่องเทอร์โบชาร์จที่หน้าปัดรถยนต์ พอให้ ผู้ขับขี่รถยนต์ได้ทราบถึงการทำงานของเครื่องเทอร์โบชาร์จดังรูปที่ 10.38


รูปที่ 10.38 เซนเซอร์วัดแรงดันอากาศของเครื่องเทอร์โบชาร์จ
การทำงานของมิเตอร์วัดแรงดันอากาศของเครื่องเทอร์โบชาร์จมีดังนี้
แรงเคลื่อนไฟฟ้าคงที่ 5 โวลต์จากขั้ว Vc ของ ECU ไหลผ่านไปยังชุด IC ซึ่งอยู่ภายในเซนเซอร์วัดแรงดันอากาศของเครื่องเทอร์โบชาร์จ แรงเคลื่อนไฟฟ้าจากชุดเซนเซอร์จะส่งผ่านไปยังวงจรควบคุมการทำงานของมิเตอร์วัดแรงดันอากาศของเครื่องเทอร์โบชาร์จที่แผงหน้าปัดรถยนต์ดังรูปที่ 10.39


รูปที่ 10.39 วงจรการทำงานของมิเตอร์วัดแรงดันอากาสของเครื่องเทอร์โบชาร์จ
กระแสไฟฟ้าจากวงจรควบคุมการทำงานของมิเตอร์จะทำหน้าที่ควบคุมการทำงานของทรานซิสเตอร์ เพื่อให้สอดคล้องกับแรงดันของอากาศที่เกิดขึ้นที่ท่อร่วมไอดี กระแสไฟฟ้าที่มีการเปลี่ยนแปลงที่ทรานซิสเตอร์ จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของกระแสไฟฟ้าที่ไหลไปยังคอยล์ของมิเตอร์ ดังนั้นก็จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความเข้มของสนามแม่เหล็กที่คอยล์ด้วยเช่นกัน ซึ่งจะเป็นผลให้โรเตอร์แม่เหล็กเคลื่อนเข็มวัดให้ชี้ไปในตำแหน่งที่แรงดันของอากาศที่เพิ่มขึ้นของเครื่องเทอร์โบชาร์จ

บทความอื่น ๆ ที่น่าสนใจ:

Share this :

  • Stumble upon
  • twitter

Comments are closed.