การปรบปรงเครองยนตใหรองรบเชอเพลง E85

The Engine Support E85

กณฑ หงษาชาต

วรฬห แสงจา

ปรญญานพนธนเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตรเทคโนโลยบณฑต

กลมวชาเทคโนโลยไฟฟาและอเลกทรอนกส

คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยบรพา

ปการศกษา 2554

การปรบปรงเครองยนตใหรองรบเชอเพลง E85

The Engine Support E85

กณฑ หงษาชาต

วรฬห แสงจา

ปรญญานพนธนเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตรเทคโนโลยบณฑต

กลมวชาเทคโนโลยไฟฟาและอเลกทรอนกส

คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยบรพา

ปการศกษา 2554

The Engine Support E85

Kan Hongsachart

Wirun Seangja

A PROJECT SUBMITTED IN PARTIAL FULFILLMENT OF REQUIREMENTS

FOR THE DEGREE OF BACHELOR OF TECHNOLOGY

MAJOR OF ELECTRICAL AND ELECTRONIC TECHNOLOGY

BURAPHA UNIVERSITY 2011

ปรญญานพนธ การปรบปรงเครองยนตใหรองรบเชอเพลง E85 โดย นายกณฑ หงษาชาต นายวรฬห แสงจา อาจารยทปรกษา อาจารย สรชาต เหลกงาม จ านวนหนา 74 หนา ปการศกษา 2554

คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยบรพา อนมตปรญญานพนธนเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตรเทคโนโลยบณฑต กลมวชาเทคโนโลยไฟฟาและอเลกทรอนกส ...................................................ประธานกรรมการสอบปรญญานพนธ (อาจารย ดร.อานภาพ บญสงศรกล) ...................................................กรรมการสอบปรญญานพนธ (อาจารย ดร.จนทนา ปญญาวราภรณ) ...................................................กรรมการสอบและอาจารยทปรกษาปรญญานพนธ (อาจารย สรชาต เหลกงาม) ....................................................ประธานกลมวชาเทคโนโลยไฟฟาและอเลกทรอนกส (อาจารย ณฐพนธ ถนอมสตย) ...................................................หวหนาภาควชาวศวกรรมไฟฟา (อาจารย ดร.เฉลมภณฑ ฟองสมทร) ...................................................ประธานสาขาหลกสตรเทคโนโลยบณฑต (อาจารย ดร.ภาณวฒน ดานกลาง)

ก

บทคดยอ

นายวรฬห แสงจา และนายกณฑ หงษาชาต : ชอโครงงาน การปรบปรงเครองยนตใหรองรบ เชอเพลง E85 อาจารยทปรกษา : อาจารยสรชาต เหลกงาม

วตถประสงคของโครงงานนคอการใชพลงงานเชอเพลงทางเลอก นกศกษาไดท าการศกษาขอมลของพลงงานทางเลอกซงมสวนผสมของแอลกอฮอล (ethanol) ซงจะท าใหน ามนเชอเพลงมราคาถกลงแตยงคงไวซงคาออกเทนเทาเดม โดยเชอเพลง ethanol นจะถกแบงตามเปอรเซนตของคาแอลกอฮอล ไดแก E10 E20 และ E85 ในโครงงานนจะขอกลาวถงเฉพาะเชอเพลง E85 เพราะวามราคาถกทสดในตวเลอกทมแตไมสามารถน ามาใชเตมยานพาหนะโดยตรง เพราะ E85 มอตราสวนผสมของเชอเพลงทตองการในปรมาณมากขน ทางนกศกษาไดมความสนใจในหลกการท างานของระบบควบคมการสงจายน ามนของเครองยนต โดยอาศยหลกการอานสญญาณของ map sensor ทวดแรงดนอากาศในทอรวมไอด และน าอปกรณอเลกทรอนกสมาตดตงเพมเพอท าการเพม-ลดสญญาณของ map sensor และสงสญญาณเอาทพทกลบไปยงกลอง ECU ท าการประมวลผลเพอสงเอาทพทไปทหวฉด เพอใหไดอตราสวนผสม (Air / Fuel Ratio) ระหวางน ามน E85 และอากาศ เผาไหมไดสมบรณ โดยในการทดลองจะมอปกรณชวยในการวดคาสวนผสม (A/F) เพอใชตรวจสอบอตราสวนผสมระหวางน ามนและอากาศในขณะทขบข ยานพาหนะทตดตงกลองอเลกทรอนกส เพอปรบสญญาณของ map sensor ใหไดอตราสวนผสมทสมบรณตามวตถประสงค

ข

Abstract

As there are several alternative and advanced fuels in use around the world, common

ethanol fuel mixtures seem to be significantly important due to a large number of usages e.g. cars.

Ethanol can be blended with gasoline in a range of ratios, such as E10, E20 and E85, in order to

reduce fuel prices but the octane level still remains. However, this project mainly focuses on E85

because it is cheaper others but most of vehicles cannot be used E85 due to higher fuel ratios

required. Therefore, the objective of this project is to improve and adjust the fuel control system of

the engine to be suitable with E85. Furthermore, the process of engine improvement is done by

reading the map sensor signal that can measure the pressure in the inlet manifold and setting up

electronic devices to adjust (increase or decrease) the map sensor signal before sending back the

outputs to the engine control unit (ECU). After that, ECU will evaluate the outputs received before

transmitting them to fuel injection in order to get the optimal Air - Fuel Ratio for E85 to be fully

combustible.

Also, some devices are set up with the engine in order to measure and collect the Air /Fuel

Ratios(AFR) data during the testing of engine that attached by the electronic devices which can

adjust the map sensor signal for investigating the optimal ratio when E85 is completely burned

ค

กตตกรรมประกาศ

ปรญญานพนธฉบบนส าเรจลลวงไดดวยด ดวยไดรบความกรณาและค าปรารถนาทดจาก

อาจารยสรชาต เหลกงาม ซงเปนอาจารยทปรกษาโครงงาน ทกรณาใหค าแนะน า สงสอนชแจง และ

เสนอแนะ ตลอดระยะเวลาทจดท าโครงงาน และ ทเกยวของกบการท าโครงงานชนน ทไดใหความ

อนเคราะห ใหขอมลและขอเสนอแนะตาง ๆ ตลอดระยะเวลาในการท าโครงงานชนน นอกจากนผจดท า

โครงงานขอขอบคณภาควชาวศวกรรมไฟฟา คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยบรพา ทเปดโอกาสให

ผจดท าโครงงานไดใชความรจากการเรยนไปประยกตใชกบการท างานจรงจนประสบผลส าเรจ และท าใหโครงงาน

นส าเรจลลวงไปไดดวยด

ง

สารบญ

หนา

บทคดยอ ..................................................................................................................................... ก

Abstract ...................................................................................................................................... ข

กตตกรรมประกาศ ........................................................................................................................ ค

สารบญ ......................................................................................................................................... ง

สารบญรป .................................................................................................................................... ช

สารบญตาราง .............................................................................................................................. ฎ

รายการสญลกษณและค ายอ.....................................................................................................................ฏ

บทท 1 บทน า .............................................................................................................................. 1

1.1 บทน า ............................................................................................................................. 1

1.2 วตถประสงค .................................................................................................................... 1

1.3 ขอบเขตของโครงงาน ....................................................................................................... 1

1.4 แผนการด าเนนงาน .......................................................................................................... 2

1.5 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ ................................................................................................ 3

บทท 2 ทฤษฎทเกยวของ ............................................................................................................. 4

2.1 ทฤษฎทเกยวของกบหลกการท างานของ EFI ................................................................... 4

2.1.1 ชนดของระบบฉดเชอเพลงแกสโซลน ........................................................................ 5

2.2 Map / Air flow sensor Signal .......................................................................................... 6

2.3 RPM Signal ...................................................................................................................11

2.4 Throttle Signal ...............................................................................................................12

จ

2.5 Ignition Signal ...............................................................................................................14

2.5.1 ระบบจดระเบดแบบทรานซสเตอร ............................................................................15

2.5.2 การท างานของระบบจดระเบดแบบทรานซสเตอร ......................................................17

2.5.3 ระบบจดระเบดแบบซดไอ ........................................................................................21

2.5.4 ระบบจดระเบดแบบไมมจานจาย ..............................................................................22

2.6 อปกรณควบคมการท างานของหวฉดน ามน Easy tuner ........................................................24

2.6.1 การตดตงกลอง Easy tuner .....................................................................................25

2.6.2 ไมโครคอนโทรลเลอร ..............................................................................................27

2.6.3 สญญาณนาฬกา .....................................................................................................28

2.6.4 การจดขาของไอซ ...................................................................................................29

2.6.5 คณสมบตของ 16f877 .............................................................................................30

2.6.6 โครงสรางภายในชพ ................................................................................................31

2.6.7 หนาทของพอรททใชงาน .........................................................................................31

2.6.8 วงจรใชงาน ............................................................................................................32

2.7 Ethanol..........................................................................................................................32

2.7.1 วธการใชเชอเพลงแอลกอฮอลกบเครองยนต .............................................................33

2.7.2 คาออคเทน .............................................................................................................34

2.7.3 คณสมบตการเปนไอ ...............................................................................................35

2.7.4 เอทานอลทผสมลงไปในน ามนเบนซนใหคณสมบตเปลยนแปลง..................................36

2.7.5 ความหนด ..............................................................................................................36

2.7.6 ความสามรถในการละลายสงสกปรกภายในระบบน ามนเชอเพลง ................................36

2.7.7 ความจ าเปนทตองเปลยนแปลงสดสวนน ามนตออากาศ ..............................................37

2.7.8 ความสามารถในการดดซบน าและการแยกเฟส ..........................................................37

2.7.9 ผลกระทบตอการสมผสวสดตางๆ .............................................................................38

2.7.10 ผลกระทบของมลพษทออกมาในไอเสย...................................................................39

ฉ

2.7.11 อตราความสนเปลองน ามนเชอเพลง .......................................................................39

2.8 อตราสวนผสมอากาศกบเชอเพลง ....................................................................................40

2.8.1 Lambda .................................................................................................................41

บทท 3 วธการด าเนนงาน.............................................................................................................45

3.1 ขนตอนการทดสอบเชอเพลงแกสโซลน.............................................................................46

3.2 ขนตอนการทดสอบเชอเพลง E85....................................................................................51

3.3 ขนตอนการทดสอบเชอเพลง E85 กบยานพาหนะทตดตงกลอง Easy tuner ........................55

บทท 4 ผลการทดลอง ...................................................................................................................65

4.1 ค าอธบายผลของโครงงาน ...............................................................................................65

4.2 การทดสอบกระบวนการปรบปรง .....................................................................................65

4.3 เปรยบเทยบกระบวนการกอนและหลงการปรบปรง ...........................................................67

บทท 5 บทสรป ...........................................................................................................................68

5.1 สรปผลการทดลอง .........................................................................................................68

5.2 ขอเสนอแนะ..................................................................................................................68

5.3 ขอดของการตดตงกลอง Easy tuner ...............................................................................69

บรรณานกรม................................................................................................................................70

ประวตผท าโครงงาน .....................................................................................................................71

ช

หนา

รปท 2.1 แสดงการท างานของระบบ EFI ......................................................................................... 5

รปท 2.2 โครงสราง Map sensor .................................................................................................... 6

รปท 2.3 D–Jetronic ทใช Map sensor อานแรงดนสญญากาศ ......................................................... 7

รปท 2.4 แสดงวงจร Map sensor ทเชอมตอกบกลอง ECU .............................................................. 7

รปท 2.5 ตวอยางกราฟแสดง Voltage output ทแปรผนกบแรงดนในทอรวม ...................................... 8

รปท 2.6 L-Jetronic ทใช Air Flow วดปรมาณอากาศ....................................................................... 9

รปท 2.7 โครงสราง L-Jetronic ทใช Air Flow วดปรมาณอากาศ ......................................................10

รปท 2.8 ตวอยางกราฟแสดง Voltage output ท Air flow sensor วดปรมาณอากาศกอนเขาส

Throttle ..........................................................................................................................10

รปท 2.9 Crank Sensor and Cam Sensor ....................................................................................11

รปท 2.10 Crank Sensor and Cam Sensor Signal .......................................................................12

รปท 2.11 เซนเซอรตรวจจบองศาลนปกผเสอ .................................................................................13

รปท 2.12 วงจรตวตรวจจบองศาลนปกผเสอแบบเชงเสน(Linear type) .............................................14

รปท 2.13 Ignition system ............................................................................................................15

รปท 2.14 วงจรระบบจดระเบดแบบทรานซสเตอร ...........................................................................15

รปท 2.15 โครงสรางของเครองก าเนดสญญาณ ...............................................................................16

รปท 2.16 การก าเนดสญญาณของเครองก าเนดสญญาณ ...............................................................16

รปท 2.17 การท างานของระบบจดระเบดแบบทรานซสเตอร เมอเปดสวตชจดระเบด ........................17

รปท 2.18 การท างานของระบบจดระเบดแบบทรานซสเตอรเมอสตารทเครองยนต ...........................18

รปท 2.19 การท างานของระบบจดระเบดแบบทรานซสเตอรเมอทรานซสเตอรไมท างาน ...................18

รปท 2.20 ระบบจดระเบดแบบทรานซสเตอร ของโตโยตา ..............................................................19

รปท 2.21 ระบบจดระเบดแบบทรานซสเตอรลวนๆ ของนสสน .........................................................20

สารบญรป

ซ

รปท 2.22 ลกษณะทรานซสเตอรก าลงของนสสน ............................................................................21

รปท 2.23 แผนผงวงจรจดระเบดแบบซดไอ ...................................................................................22

รปท 2.24 ระบบจดระเบดแบบไมมจานจายของระบบ TCCS ..........................................................23

รปท 2.25 ระบบจดระเบดแบบไมมจานจายของระบบ ECCS..........................................................23

รปท 2.26 กลอง Easy tuner ........................................................................................................24

รปท 2.27 ลกษณะการตอของกลอง Easy tuner ทใชสญญาณอางองจากกลอง ECU .......................25

รปท 2.28 ต าแหนงขวของกลอง Easy tuner .................................................................................26

รปท 2.29 โปรแกรม Easy tuner ..................................................................................................27

รปท 2.30 สญญาณนาฬกา ...........................................................................................................29

รปท 2.31 การจดขาของ PIC 16F877 ...........................................................................................29

รปท 2.32 ผงไดอะแกรมของ PIC 16F877 .....................................................................................31

รปท 2.33 วงจรการใชงาน PIC 16F877 ........................................................................................32

รปท 2.34 โมเลกลของเอทานอล ....................................................................................................33

รปท 2.35 เชอเพลงชนดตางๆ .......................................................................................................34

รปท 2.36 แสดงคา Lambda ทแปรผนตาม RPM ...........................................................................44

รปท 3.1 Innovate รนLC-1 ใชในการวดคา AFR ............................................................................45

รปท 3.2 เครองยนต 4A-FE ทใชในการทดลอง ...............................................................................46

รปท 3.3 สายน ามนทเส อมสภาพจากการใชงาน ..............................................................................46

รปท 3.4 สายน ามนททนตอการกดกรอนเอทานอล ..........................................................................47

รปท 3.5 ตรวจเชความสมบรณของระบบน ามนเชอเพลง .................................................................47

รปท 3.6 ต าแหนงการตดตงของ Wideband sensor .......................................................................48

รปท 3.7 ตอปลก Wideband sensor กบ LC-1 ...............................................................................48

รปท 3.8 ตอปลก Serial port กบ LC-1 ..........................................................................................49

ฌ

รปท 3.9 จอแสดงผลของ LC-1 ......................................................................................................49

รปท 3.10 กราฟแสดงผลคา AFR ในขณะตดเครองยนต..................................................................50

รปท 3.11 กราฟแสดงคา AFR ทขณะท าการทดลองวงเชอเพลงแกสโซลน .......................................51

รปท 3.12 สถานบรการน ามน E85 ................................................................................................52

รปท 3.13 ตดตง Wideband sensor เพอวดคา AFR.......................................................................52

รปท 3.14 ตอปลก Serial port กบ LC-1 ........................................................................................53

รปท 3.15 แสดงใหเหนคา AFR ทเปลยนแปลงไปของเชอเพลง E85 ................................................54

รปท 3.16 คา AFR ของเชอเพลง E85 ขณะท าการทดลองวง...........................................................55

รปท 3.17 กลอง ECU กอนท าการตดตง ........................................................................................56

รปท 3.18 กลอง Easy tuner ทท าการตดตงแลว .............................................................................56

รปท 3.19 ตอสายลงคกบกลอง Easy tune ....................................................................................57

รปท 3.20 ตอสายลงคกบ Note book .............................................................................................57

รปท 3.21 ตดตง Wideband sensor เพอวดคา AFR ในการปรบสวนผสม ........................................58

รปท 3.22 ตอปลก Serial port กบ LC-1 ........................................................................................58

รปท 3.23 โปรแกรม Easy tuner ...................................................................................................59

รปท 3.24 เลอกชนดจดระเบด .......................................................................................................59

รปท 3.25 เลอกจ านวนสบ.............................................................................................................60

รปท 3.26 โปรแกรม Easy tuner ขณะท าการสตารทเครองยนตแลว ............................................60

รปท 3.27 คา AFR ขณะตดเครองยนต ..........................................................................................61

รปท 3.28 ท าการครอบ cursor บรเวณแถบสเหลอง ........................................................................62

รปท 3.29 คลกขวาเลอนคาในแถบปรบคา เพอปรบสวนผสม ...........................................................62

รปท 3.30 ใชคา AFR แสดงผลรวมในการปรบสวนผสม ..................................................................63

รปท 3.31 คาทเปลยนแปลงไปในตาราง เพอใหคา AFR เหมาะสม ...................................................63

ญ

รปท 3.32 คา AFR ทท าการปรบสวนผสมทเหมาะสม .....................................................................64

ฎ

สารบญตาราง

ตารางท หนา

ตารางท 1.1 รปแสดงแผนการด าเนนงาน ...................................................................................................2

ตารางท 2.1 ภาพรวมของ PIC16Fxxx และ 18Fxxx ............................................................................... 28

ตารางท 2.2 แสดงอตราสวนผสมของ A/F Ratio ...................................................................................... 41

ตารางท 2.3 แสดงการเปรยบคา AFR กบ Lambda .................................................................................. 41

ตารางท 2.4 แสดงคาเปรยบเทยบของ Gassoline กบ Ethanol .................................................................. 43

ตารางท 4.1 แสดงคา AFR จากเชอเพลงแกสโซลน ........................................................................................ 65

ตารางท 4.2 แสดงคาของสวนผสมของน ามนกบอากาศจากเชอเพลง E85 .......................................................... 66

ตารางท 4.3 แสดงคา AFR ของเชอเพลง E85 หลงจากท าการประบสญญาณ Map sensor .................................... 66

ตารางท 4.4 แสดงการอานคา AFR ............................................................................................................ 67

กราฟท 4.1 แสดงการเปรยบเทยบระหวางเชอเพลงกอนและหลงการทดลอง ....................................................... 67

ฏ

รายการสญลกษณและค ายอ

สญลกษณ ค าอธบาย EFI การฉดน ามนเชอเพลงดวยระบบอเลกทรอนกส

ECU กลองควบคมเครองยนต Map อปกรณวดคาแรงดนอากาศภายในทอรวมไอด Maf อปกรณวดคาอตราการไหลของอากาศกอนเขาส

ลนปกผเสอ TPS อปกรณวดองศาการเปดปดของลนปกผเสอ Igniter ตวชวยจดระเบด Ethanol เอธลแอลกอฮอล

AFR คาของอตราสวนผสมของน ามนกบอากาศ RPM สญญาณวดรอบของเครองยนต Throttle sensor เซนเซอรตรวจจบองศาลนปกผเสอ Air temp อปกรณวดอณหภมของอากาศ Input สญญาณขาเขา Output สญญาณขาออก Voltage คาแรงดนไฟฟา Filter ตวกรอง Pump ป มน ามนเชอเพลง Ignitioncoil คอยลจดระเบด Vcc แรงดนไฟบวก VTA แรงดนไฟบวก 0-5โวลทจากลนปกผเสอ E1 กราวดของกลอง ECU E2 กราวดของตวตรวจจบสญญาณ Knock การท างานทผดจงหวะ

1

บทท 1

บทน า

1.1 บทน า

เนองจากสภาวะของการใชพลงงานเชอเพลงในปจจบนมความตองการเปนจ านวนมากขนและมราคา

สงเพราะประชากรทเพมมากขน ในขณะเดยวกนพลงงานเชอเพลง(น ามนดบ)ในปจจบนเรมมจ านวนลดนอยลงไปตามความตองการของผบรโภค จงมการสรางพลงงานทดแทนเพอมารองรบความตองการใชเชอเพลงทเพมข น พลงงานทดแทนทถกน ามาใชไดจากผลผลตทางการเกษตร เชน ออย ขาวโพด และมนส าปะหลง มาท าการหมกเปนแอลกอฮอล (Ethanol) ซงจะน ามาผสมกบเชอเพลงแกสโซลน ถกเรยกในชอใหมวา แกสโซฮอล ไดแก E10 E20 E85 และ E100 พลงงาน Ethanol เหลานท าใหตนทนของราคาน ามนต าลงแตยงคงรกษาระดบคาออกเทนไวคงเดม จงเปนผลดตอผบรโภค และทางนกศกษามความสนใจในเชอเพลง E85 ซงเปนตวเลอกทมราคาต าทสดในสถานบรการน ามนในทองตลาด แตการน ามาใชเตมยานพาหนะยงไมสามารถท าไดโดยตรงเพราะอตราสวนผสมระหวางอากาศและน ามน (Air/Fuel Ratio) จะตองการสวนผสมทเพมมากขน โดยเฉพาะ E85 ซงจะตองท าการปรบสวนผสมใหมากขนอก 30% เพอใหไดคาตามตาราง A/F ทางนกศกษาจงไดท าการน ากลองอเลกทรอนกสเขามาตดตงท าการรบสญญาณของ Map sensor , RPM , Throttle sensor มาท าการประมวลผลปรบเพมและลดแรงดนของสญญาณ Map sensor และสงสญญาณทไดค านวณใหมปอนกลบไปยงกลอง ECU เพอเพมปรมาณการฉดเชอเพลงใหไดตามตองการ จงจะสามารถใชพลงงานทดแทน E85 กบยานพาหนะไดอยางสมบรณ 1.2 วตถประสงค

1. เพอลดภาระคาใชจายของพลงงานเชอเพลง

2. เพอรกษาทรพยากรเชอเพลงของโลกทไดจากธรรมชาต

3. เพอลดมลภาวะ โลกรอน

1.3 ขอบเขตของโครงงาน

1. ศกษาเชอเพลง Ethanol

2. ศกษาอตราสวนผสมระหวางอากาศและน ามน (Air/FuelRatio,AFR)

3. ท าการศกษา Wiring Diagram

2

4. ท าการทดลองและแกไขเพอในขณะใชงานจรง

1.4 แผนการด าเนนงาน

1. ศกษาวงจรและเกบรวบรวมขอมล 2. วเคราะหขอมล 3. ก าหนดหวขอโครงงาน 4. ระบปญหาทเกดขน 5. หาแนวทางแกไขปญหา 6. เลอกแนวทางแกไขปญหา 7. จดท าเอกสารควบคมการทดลอง 8. ท าการทดลองกระบวนการทออกแบบไวและปรบปรงใหเหมาะสม 9. เกบขอมลการทดลองและวเคราะหผลการทดลองเพอเปรยบเทยบขอมลกอนและหลง

ปรบปรง 10. ท าการปรบปรงและจดท ารายงานสรปผลการด าเนนงาน ระยะเวลาในการท าโครงงาน เรมจาก เดอน ธนวาคม 2554 ถงเดอน มนาคม 2555 เปนเวลา 4

เดอน แสดงดงตารางท 1.1

เดอน ธนวาคม มกราคม กมภาพนธ มนาคม ขนตอนท / สปดาหท 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

1. ศกษาวงจรและเกบรวบรวมขอมล 2. วเคราะหขอมล 3. ก าหนดหวขอโครงงาน 4. ระบปญหาทเกดขน 5. หาแนวทางแกไขปญหา 6. จดท าเอกสารควบคมการทดลอง 7. ท าการทดลองกระบวนการทออกแบบไวและปรบปรงใหเหมาะสม

8. ท าการทดลองกระบวนการทออกแบบไวและปรบปรงใหเหมาะสม

9. เกบขอมลการทดลองและวเคราะหผลการทดลองเพอเปรยบเทยบขอมลกอนและหลงปรบปรง

3

เดอน ธนวาคม มกราคม กมภาพนธ มนาคม

ขนตอนท / สปดาหท 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 10.ท าการปรบปรงและจดท ารายงานสรปผลการ

ตารางท 1.1 รปแสดงแผนการด าเนนงาน

1.5 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ

1. เพอลดภาระคาใชจายของเชอเพลงยานพาหนะ

2. เพอเพมความสามารถในการเผาไหมของเครองยนต

3. เพอลดความเสยหายของเครองยนต

4. เพอลดสภาวะโลกรอนจากกาซคารบอนมอนนอกไซด

5. เพอชวยลดพลงงานเชอเพลงจากแหลงธรรมชาต

6. เพอการใชพลงงานอยางยงยน

4

บทท 2

ทฤษฎทเกยวของ

2.1 หลกการท างานของ EFI ในปจจบนรถยนตไดน าเอาระบบควบคมอเลกทรอนกสเขามาควบคมการจายน ามนเชอเพลงซงสามารถควบคมไดแมนย ากวาคารบเรเตอร จงท าใหประสทธภาพของเครองยนตสงขนประหยดเชอเพลงและยงชวยลดมลพษใหนอยลง

หนวยควบคมอเลกทรอนกส(Electronic Control Unit : ECU) หนวยควบคมอเลกทรอนกส เปนอปกรณทใชส าหรบควบคมระยะเวลาในการฉดน ามนเชอเพลงของหวฉดใหไดอตราสวนผสมของอากาศและน ามนเชอเพลง ทเหมาะสมกบความตองการของเครองยนตในสภาวะการท างานตางๆ โครงสรางภายในของหนวยควบคมอเลกทรอนกส จะประกอบดวย ตวความตานทาน ไดโอด คาปาซเตอร ทรานซสเตอร และไอซ ฯลฯ หนวยควบคมอเลกทรอนกส นยมเรยกกนวา “คอมพวเตอร” เนองจากหนวยควบคมอเลกทรอนกสของเครองยนตรนใหมๆในปจจบน ไดใชไมโครโพรเซสเซอรในการประมวลผลขอมลทไดรบจากตวตรวจรบสญญาณตางๆ หนวยควบคมอเลกทรอนกสในเครองยนตหวฉด EFI รนแรกๆ จะมหนาทอยเพยง 2 ประการคอ ควบคมจงหวะการฉด และควบคมระยะเวลาในการฉดน ามนเชอเพลงของหวฉด ระบบ EFI ทใชหนวยควบคมอเลกทรอนกสแบนจะเรยกวา “ระบบ EFI แบบธรรมดา” ส าหรบหนวยควบคมอเลกทรอนกสในปจจบน ไดถกพฒนาใหมหนาทการท างานหลายๆอยางเพมขนจากเดม เชน ควบคมการจดระเบด ควบคมความเรวรอบเดนเบา ควบคมการท างานของป มน ามนเชอเพลง วนจฉยขอขดของของอปกรณในระบบ ฯลฯ หนวยควบคมอเลกทรอนกสแบบทม หนาทการทางานหลายๆอยางน จะมชอเรยกแตกตางกน ตามบรษทผผลตเชน TCCS , ECCS , MOTRONIC , PGM-FI เปนตน หลกการท างานของระบบ EFI (Electronic Fuel Injection) เรมตนจากเมอการสตารทเครองยนตเรมข น Crank Sensor และ Cam Sensor จะท าการอานรอบของเครองยนต เพอใหทราบถงวฏจกรการท างานของเครองยนตเมอมการดดอดจากกระบอกสบจะเกดแรงดนสญญากาศภายในทอรวมไอดโดยใช Map Sensor (Manifold Absolute Pressure Sensor-MAP) เปนอปกรณอานคาแรงดนสญญากาศ และในกรณของ Maf Sensor (Mass Air Flow Sensors) จะใชหลกการดงอากาศกอนเขาลนปกผเสอในการวดปรมาณอากาศ อปกรณทง 2 ชนดนจะท าการสงแรงดน 0-5V เพอปอนอนพทไปยงกลอง ECU และในขณะทท าการแตะคนเรงจะใช Tps (Throttle Position Sensor) อานคา voltage เพอใหทราบองศาการเปดของลนปกผเสอเปนอนพทใหกบกลอง ECU ประมวลผลปรมาณการฉดเชอเพลงเขาหองเผาไหม และก าหนดองศาการจดระเบดสงสญญาณทรกไปยง Ignitor ท าการคอยลแรงสงท าการจดระเบดทหวเทยน เครองยนตจงเรมท างานและในขณะทเครองยนตท างานจะเกดอณหภม

5

สงขนในระดบคงทจะใช Water temp อานคา Voltage แปรผนตามอณหภมสงอนพทไปทกลอง ECU เพอค านวณคาชดเชยในการฉดเชอเพลงในขณะทอณหภมสงขน ใช Air Temp วดอณหภมของอากาศเพออานคาแปรผน Voltage ของอณหภมอากาศทไหลเขาเครองยนตสง Input ไปยงกลอง ECU จงจะสามารถท าใหเครองยนตท างานไดอยางราบเรยบและสมบรณ

รปท 2.1 แสดงการท างานของระบบ EFI

2.1.1 ชนดของระบบฉดเชอเพลงแกสโซลน ระบบฉดเชอเพลงแกสโซลน แบงออกเปน 3 แบบ คอ 1. ระบบฉดเชอเพลงแกสโซลนแบบกลไก(K-Jetronic) 2. ระบบฉดเชอเพลงแกสโซลนแบบกลไกรวมกบอเลกทรอนกส(KE-Jetronic) 3. ระบบฉดเชอเพลงแกสโซลนอเลกทรอนกส(Electronic Fuel Injection System)

ระบบฉดเชอเพลงในแบบท 3 ไดรบความนยมมากในปจจบน และยงแบงออกไปอก 2 แบบ คอ แบบ D–Jetronic และแบบ L–Jetronic โดยระบบฉดเชอเพลงแกสโซลนแบบกลไก และแบบกลไกรวมกบอเลกทรอนกส จะมใชในรถยโรปบางรนเทานนจงไมขอกลาวถง

6

2.2 Map / Air flow sensor Signal D–Jetronic MAP Sensor (เซนเซอรตรวจจบสญญากาศในทอรวมไอด) มในระบบ D-Jetronic ระบบชนดนเปนระบบทมการควบคมระยะเวลาในการฉดน ามนเชอเพลงของหวฉดดวยวธการวดความดนของอากาศ(Map Sensor) ภายในทอรวมไอด(หลงลนปกผเสอ) หรอทเรยกวา เซนเซอรวดความดนในทอรวมไอด

รปท 2.2 โครงสราง Map sensor

ตวตรวจจบสญญากาศ จะมลกษณะโครงสรางและสวนประกอบภายใน ดงแสดงในรปท 2.2 ภายในตวตรวจจบสญญากาศจะประกอบดวยตวความตานทาน ทท าจากแผนซลกอน ตอวงจรรวมตวไอซ(Integrate Circuit : IC) โดยแผนซลกอนจะตดตงไวทปลายของทอสญญากาศ ทตอมาจากทอรวมไอดของเครองยนต และปลายของทอสญญากาศจะยนเขาไปในหองสญญากาศสมบรณ เมอมการเปลยนแปลงของแรงดนอากาศในทอรวมไอดจะมผลใหแผนซลกอนบดตว ท าใหคาความตานทานของแผนซลกอนเปลยนแปลงไปตามคาของแรงดนอากาศ จากการเปลยนแปลงคาความตานทานของแผนซลกอนไปตามแรงดนอากาศ ตวไอซทตอวงจรรวมกบแผนซลกอนจะเปลยนคาความตานทานเปนคาแรงดนไฟฟา โดยแรงดนไฟฟาจะมคาต า เมอแรงดนอากาศในทอรวมไอดต า(สญญากาศมาก) และแรงดนไฟฟาสงเมอแรงดนอากาศในทอรวมไอดสง(สญญากาศนอย) สญญาณไฟฟาจากตวตรวจจบสญญากาศจะสงอนพทไปยงกลอง ECU

7

รปท 2.3 D–Jetronic ทใช Map sensor อานแรงดนสญญากาศ

รปท 2.4 แสดงวงจร Map sensor ทเชอมตอกบกลอง ECU

8

หลกการท างาน จากวงจร Map sensor จะไดรบแรงดนไฟฟาคงท 5V จากขว VCC ของ ECU ขว E2 เปนกราวดของตวตรวจจบสญญาณ และขว PIM เปนขวสญญาณแรงดนไฟฟา 0-5V จะสงคาแปรผนตามแรงดนสญญากาศในทอรวมไอดเปนอนพทใหกบ ECU เพอใชในการประมวลผลในการสงจายปรมาณการฉดของเชอเพลง

รปท 2.5 ตวอยางกราฟแสดง Voltage output ทแปรผนกบแรงดนในทอรวม

L-Jetronic

Mass Air Flow Sensors (MAF) มาตรวดมวลอากาศ ระบบชนดนเปนระบบทมการควบคมระยะเวลาในการฉดน ามนเชอเพลงของหวฉด ดวยวธการวดปรมาณของอากาศทไหลเขากระบอกสบ ท าหนาทเปลยนปรมาณอากาศโดยใชมาตรวดการไหลของอากาศ (Air Flow Meter) ทไหลเขาเครองยนตเปนสญญาณแรงดนไฟฟา 0-5V ไปยงกลอง ECU แลวสงสญญาณไฟฟา รวมกบสญญาณความเรวรอบของเครองยนต เพอก าหนดระยะเวลาในการฉดน ามนเชอเพลงใหเหมาะสมกบปรมาณของอากาศทเขากระบอกสบ

9

รปท 2.6 L-Jetronic ทใช Air Flow วดปรมาณอากาศ ในการควบคมภาระของเครองยนต ปรมาณน ามนทจะตองฉด จงหวะในการจดระเบด และเวลา

ทจะตองเปลยนเกยร โดยจะตดตงอยระหวางตวหมอกรองอากาศและลนปกผเสอมในระบบ EFI แบบ L-Jetronic มดวยกน 3 แบบดงน มาตรวดการไหลของอากาศแบบใชแผนวด (Flap Air Flow Meter)ท างานโดยอาศยการเปลยนคาความตานทานและสงแรงเคลอนไฟฟากลบไปยง ECU แรงดนจะอยในระดบประมาณ 5V เมอไมมอากาศไหลผาน Airflow และ เมอมอากาศไหลผานกจะใหแรงเคลอนไฟฟาลดลง ตามปรมาณอากาศทไหลผาน โดยจะเขาใกล 0V เมอมอากาศไหลผานในปรมาณมาก นอกจากนยงมอปกรณทตดตงใหท างานรวมกบ Airflow อกสองตวคอตวจบอณหภมอากาศ(Air temperature Sensor) โดยเซนเซอรนจะเปลยนคาความตานทานไฟฟาตามอณหภมของอากาศสวตช ป มน ามนเชอเพลง(Fuel Pump Switch) ใชในการควบคมการท างานของป มน ามนเชอเพลง(Fuel Pump) ใหหยดจายน ามนเชอเพลงเมอเครองยนตไมไดท างานหรอดบ ชวยปองกนไมใหเกดเพลงไหมเวลาเกดอบตเหตมาตรวดการไหลของอากาศแบบใชขดลวดความรอน(Hot Wire Air Flow Meter) มาตรวดชนดนวดการไหลของอากาศโดยใชขดลวดความรอน ในขณะทมอากาศไหลผานมากอณหภมของขดลวดจะลดลง (ความตานทานลดลง ท าใหกระแสจะไหลผานขดลวดมากขน) และเมออากาศไหลผานนอยอณหภมของขดลวดจะเพมขน (ความตานทานเพมขนท าใหกระแสไหลผานขดลวดนอยลง) ขอดของระบบมาตรวดการไหลของอากาศแบบใชขดลวดความรอนนคอขอบเขตการวดปรมาณของอากาศทไหลผานอยในชวงทกวางกวา แบบใชแผนวด ดงนนจงเหมาะกบเครองยนตทตดตงเทอรโบ ในสภาพทอยในระดบสงกวาน าทะเลความกดดนอากาศสง มาตรวดชนดนยงคงท างานไดดไมจ าเปนตองใชอปกรณปรบชดเชยการจายน ามน ในขณะทมาตรวดแบบแผน ตองใชอปกรณปรบชดเชยเนองจากสวนผสมน ามนเชอ เพลงกบอากาศหนาเกนไปมาตรวดอากาศแบบใชขดลวดความรอน

10

รปท 2.7 L-Jetronic ทใช Air Flow วดปรมาณอากาศ

หลกการท างาน ในรปท 2.7 วงจรควบคมกระแสไฟฟาทไหลผานเสนลวดความรอน (I) จะมความสมพนธกบคาความตานทานทเกดกบเสนลวดความรอน (RH) ดงนนจะท าใหแรงเคลอนไฟฟา VA และ VB เทากน กระแสไฟจะคงรกษาระดบทคงท แตแรงเคลอนไฟฟาทไหลผานเสนลวดความรอนจะสงขนและต าลงตามความตานทานทเปลยนแปลงไป คาแรงเคลอนไฟฟาทเปลยนแปลงจะสงสญญาณไปยง ECU เพอควบคมปรมาตรการฉดเชอเพลงใหถกตองแมนย า

รปท 2.8 กราฟแสดง Voltage output ท Air flow sensor

11

2.3 RPM Signal

สญญาณวดรอบ (Revolutions Per Minute - RPM) เกดจากการประมวลผลของกลองECU เปนสญญาณ Pulse โดย 1 รอบการท างานของเครองยนตจะหมน 720 องศาทเพลาขอเหวยง เมอตวตรวจจบองศาเพลาขอเหวยง (Crank Sensor) และตวตรวจจบองศาแคมชารฟ (Cam Sensor) ท าหนาทสงสญญาณต าแหนงของลกสบกบเพลาขอเหวยง และความเรวรอบของเครองยนตไปยงกลอง ECU เพอก าหนดปรมาณการฉดน ามนเชอเพลง (Fuel Injection Amount Control) จงหวะการฉดเชอเพลง (Fuel Injection Timing) และควบคมการจดระเบด (Ignition Power Distribution Control) โดยเครองยนตจะใชสญญาณ G (Cam Sensor) ในการแจงต าแหนงของลกสบไปยงกลอง ECU เพอก าหนดจงหวะการฉดของน ามนเชอเพลง และสญญาณ NE (Crank Sensor) ก าหนดองศาการจดระเบดจะใชในการวดรอบของเครองยนต และมมของเพลาขอเหวยง เพอใหกลอง ECU ก าหนดระยะเวลาในการฉดพนฐานของหวฉด (Basic Injection Time) และควบคมการจดระเบดลวงหนา (Basic Ignition Advance Angle Control)

รปท 2.9 Crank Sensor and Cam Sensor

12

รปท 2.10 Crank Sensor and Cam Sensor Signal

2.4 Throttle Signal

Throttle Position Sensor (TPS) หรอตวตรวจจบองศาลนปกผเสอ จะทาหนาทบอกต าแหนงการเปดของลนเรง หรอบอกสภาวะการรบภาระของเครองยนต ในรปของสญญาณไฟฟากบ ECU เพอเพมระยะเวลาในการฉดน ามนเชอเพลง หรอ ตดการฉดน ามนเชอเพลง ซงลนปกผเสอจะขยบเคลอนทเมอมการกดท แปนคนเรง เพอยอมใหอากาศไหลผานมากหรอนอย แลวสงสญญาณไปให ECU เพอปรบระยะเวลาในการฉดน ามนเชอเพลงและปรบจงหวะการจดระเบด มอย 2 แบบ

1) แบบสวตชเปด-ปด(Switch Type) เปนแบบทไมเปนทนยม เนองจากความละเอยดต าจงไมขอกลาวถง

2) แบบเชงเสน(Linear Type) มลกษณะการท างานเหมอนตวตานทานปรบคาได ท างานโดยอาศยการเปลยนคาความตานทานสมพนธกบการเหยยบคนเรง เปนแบบทนยมใชกน เนองจากใหความละเอยดสงกวาแบบสวตชเปด-ปด

13

รปท 2.11 เซนเซอรตรวจจบองศาลนปกผเสอ

ตวตรวจจบองศาลนปกผเสอแบบเชงเสน(Linear type) ภายในตวตรวจจบต าแหนงลนเรงแบบเชงเสนจะประกอบดวยแผนความตานทาน ชดหนาสมผส สญญาณเดนเบา ชดหนาสมผสสญญาณการเปดลนเรง และแผนวงจรไฟฟาในการทางานชดหนาสมผสทงสองททาจากโลหะจะหมนไปพรอมกบการหมนของลนเรง ชดหนาสมผสจะเปนสะพานไฟเชอมตอระหวางขวของตวตรวจจบต าแหนงลนเรง โดยชดหนาสมผสสญญาณเดนเบาจะตอเชอมระหวางขว IDL และ E2 และชดหนาสมผสสญญาณการเปดของลนเรงจะตอเชอมระหวางขว VTA และ VCC ซงมตวตานทานตออย หลกการท างาน ทต าแหนงเดนเบา ลนปกผเสอปด ชดหนาสมผสสญญาณทงสองจะหมนมาอยในทศทางทวนเขมนาฬกาจนสด โดยชดหนาสมผสสญญาณเดนเบา จะตอวงจรระหวางขว IDL และ E2 และชดหนาสมผสสญญาณการเปดลนเรงจะตอทปลายของแผนความตานทานของขว VCC และแผนวงจรของขว VTA ในต าแหนงนคาความตานทานระหวางขว VCC และ VTA จะมาก เมอเรงเครองยนต ชดหนาสมผสสญญาณเดนเบาและการเปดของลนเรง หมนไปในทศทางตามเขมนาฬกาพรอมๆกน ทาใหเครองยนตตอวงจรระหวางขว IDL และ E2 จะถกตดเนองจากชดหนาสมผสสญญาณเดนเบาสมผสเลยต าแหนงทแผนวงจรไฟของขว E2 ขาด ในขณะเดยวกนชดหนาสมผสสญญาณการเปดของลนเรงจะหมนเลอนไป ท าใหความยาวของแผนความตานทานทสมผสกบชดหนาสมผสลดลง สงผลใหความตานทานระหวางขว VCC และ VTA และการตดตอวงจรระหวางขว IDL และ E2 จะน าไปใชในการสงสญญาณไฟฟาเขากบคอมพวเตอร เพอบอกต าแหนงของลนเรง

14

รปท 2.12 วงจรตวตรวจจบองศาลนปกผเสอแบบเชงเสน(Linear type)

จาก รปท 2.12 วงจรตวตรวจจบองศาลนปกผเสอแบบเชงเสน(Linear type) ECU จะจายแรงดนไฟฟาคงทประมาณ 5 V เขาทข ว VCC ของตวตรวจจบต าแหนงลนเรง ผานตวความตานทานภายใน ออกทางขว VTA ปอนอนพทกลบเขา ECU เปนสญญาณการเปดของลนเรง และลงกราวดทข ว E2 และ ECU จายแรงดนไฟฟาคงท 5V ออกทางขว IDL เพอรอลงกราวดทข ว E2 ทต าแหนงเดนเบาหนาสมผสเดนเบา(ขว IDL และ E2) จะตอถงกนทาใหแรงดนไฟฟา 5V ทข ว IDL มาลงทกราวดทข ว E2 ซงบอกสภาวะเดนเบาของเครองยนตหรอลนเรงปดใหคอมพวเตอรทราบสวนทชดหนาสมผสสญญาณการเปดของลนเรงในต าแหนงเดนเบาคาความ ตานทานระหวางขว VCC และ VTA จะมาก ท าใหแรงดนไฟฟาทไหลผานจากขว VCC ออกทางขว VTA มคานอยประมาณ 0.1-0.5 V ทต าแหนงเรงเครองยนตชดหนาสมผสสญญาณเดนเบา จะตดวงจรระหวางขว IDL และ E2 ทาใหกระแสไฟฟาจากขว IDL ของ ECU ไมสามารถลงกราวดได ซงเปนการบงบอกถงเครองยนตไดอยในสภาวะเดนเบา สวนชดหนาสมผสสญญาณเปดของลนเรงในสภาวะนคาความตานทานระหวางขว VCC และ VTA จะลดลง ตามมมการเปดของลนปกผเสอ ท าใหคาแรงดนไฟฟาทออกมาจากขว VTA เพมขนจาก 0.1-0.5 V ทต าแหนงเดนเบา จนถงประมาณ 4.5 V ทต าแหนงลนเรงเปดสด

2.5 Ignition system

ระบบจดระเบด(ignition system) หนาทของระบบจดระเบด คอ การจายประกายไฟเพอจดระเบด ไอดภายในกระบอกสบตามจงหวะการจดระเบด ทเหมาะสมของเครองยนตองคประกอบทท าใหเครองยนตท างานไดอยางสมบรณเตมประสทธภาพก าลงอดของเครองยนตสงจงหวะจดระเบด เหมาะสมและประกายไฟแรงสวนผสมน ามนกบอากาศดการท างานของระบบจดระเบดทดประกายไฟแรง แรงเคลอนไฟฟาทเกดขนจะตองสงพอสามารถจดประกายไฟระหวางเขยวหวเทยนไดจงหวะ การจดระเบดทเหมาะสม ตองมระยะเวลาในการจดระเบดทเหมาะสมกบความเรวรอบของเครองยนต และภาระ มความทนทานตอการสนสะเทอนและความรอนของเครองยนต

15

รปท 2.13 Ignition system 2.5.1 ระบบจดระเบดแบบทรานซสเตอร (All Transistor Ignition System)

รปท 2.14 วงจรระบบจดระเบดแบบทรานซสเตอร

16

ระบบจดระเบดแบบกงทรานซสเตอรสามารถแกปญหากระแสไฟฟาแรงเคลอนสงไมพอทความเรวสงไดแตกมขดจ ากด เนองจากเกดอาการเตนของหนาทองขาว (Point Bounce) จงมผออกแบบระบบจดระเบดแบบทรานซสเตอรข น ระบบจดระเบดแบบทรานซสเตอร จะแตกตางจากระบบจดระเบดแบบกงทรานซสเตอรตรงทไมมหนาทองขาว แตจะใชเครองก าเนดสญญาณ (Signal Generator) ซงประกอบไปดวยขดลวดสญญาณ (Pick-up Coil) แมเหลก (Magnet) และโรเตอร (Signal Rotor) ดรปท 2.15

รปท 2.15 โครงสรางของเครองก าเนดสญญาณ

รปท 2.16 การก าเนดสญญาณของเครองก าเนดสญญาณ

17

ในรปท 2.16 แสดงใหเหนถงการเปลยนแปลงเสนแรงแมเหลกในขดลวดสญญาณและ

แรงเคลอนไฟฟาในต าแหนง A ระยะหางของขดลวดสญญาณกบฟนของโรเตอรจะหางมากทสด ความหนาแนนของเสนแรงแมเหลกจงนอย ในต าแหนงนไมมแรงเคลอนไฟฟาเกดขน ในต าแหนง B เมอฟนของโรเตอรเคลอนทเขามาใกลขดลวดสญญาณ การเปลยนแปลงของเสนแรงแมเหลกมากทสด ก าเนดแรงเคลอนไฟฟามากทสด ในต าแหนง C เมอฟนของโรเตอรเคลอนทมาตรงกบขดลวดสญญาณ การเปลยนแปลงเสนแรงแมเหลกไมม ท าใหการก าเนดแรงเคลอนไฟฟาไมมดวย ในต าแหนง D เมอฟนของโรเตอรเคลอนทออกหางขดลวดสญญาณการเปลยนแปลงเสนแรงแมเหลกมากทสด การก าเนดแรงเคลอนไฟฟามากทสด แตข วของแรงเคลอนไฟฟาทผลตออกมานจะมข วตรงขามกบขวไฟฟาในต าแหนง B ฉะนนกระแสไฟฟาทขดลวดสญญาณผลตออกมาจงเปนไฟฟากระแสสลบ 2.5.2 การท างานของระบบจดระเบดแบบทรานซสเตอร

รปท 2.17 การท างานของระบบจดระเบดแบบทรานซสเตอร เมอเปดสวตชจดระเบด

จากรปท 2.17 เมอเปดสวตชจดระเบด การะแสไฟฟาจากแบตเตอรรจะไหลผาน R1 และ R2 แลวลงกราวด ในขณะททรานซสเตอรยงไมท างาน เนองจากยงไมมกระแสไฟฟาไปกระตนทข ว B ของทรานซสเตอร ดงรนจงไมมกระแสๆไฟฟาไหลผานขดลวดปฐมภมในคอยลจดระเบด

18

รปท 2.18 การท างานของระบบจดระเบดแบบทรานซสเตอรเมอสตารทเครองยนต

จากรปท 2.18 เมอสตารทเครองยนต จะเกดแรงเคลอนไฟฟากระแสสลบในขดลวดสญญาณ

ทางดานบนของขดลวดสญญาณเปนขวลบ สวนทางดานลางของขดลวดสญญาณเปนขวบวก แรงเคลอนไฟฟาในขดลวดสญญาณจงไหลไปกระตนทข ว B ผานไปยงขว E แลวลงกราวด จากผลอนนจงท าใหมกระแสไฟฟาไหลผานขดลวดปฐมภม ผานขว C ไปยงขว E แลวลงกราวด ดงนนจงเกดสนามแมเหลกบานตวขนทบานเหลกออนของคอยลจดระเบด

รปท 2.19 การท างานของระบบจดระเบดแบบทรานซสเตอร เมอทรานซสเตอรไมท างาน

19

จากรปท 2.19 เมอเครองยนตหมนตอไป จากรปท ท าใหแรงเคลอนไฟฟากระแสสลบทขดลวดสญญาณเปลยนขวไปจากเดม จงไมมกระแสไปกระตนทข ว B ของทรานซสเตอร ทรานซสเตอรจงหยดการท างาน จากผลอนนจะท าใหกระแสไฟฟาจากขดลวดปฐมภมหยดไหล ดงรนจงท าใหเกดการเหนยวน าในขดลวดทตยภม เกดกระแสไฟแรงเคลอนสงสงไปยงหวเทยน

ระบบจดระเบดแบบทรานซสเตอร ไดมการพฒนาขนไปอกโดยใชกลองคอมพวเตอร (ECU) เปนตวควบคมการท างานของทรานซสเตอร ซงบางบรษทเรยกระบบจดระเบดแบบนวา ระบบจดระเบดทรานซสเตอรดวยดจตอล (Digitally Controlled Transistorized System)

รปท 2.20 ระบบจดระเบดแบบทรานซสเตอร ของโตโยตา

จากรปท 2.20 แสดงถงวงจรการจดระเบดแบบทรานซสเตอรของโตโยตา ซงใชกบระบบ TCCS

มโครงสรางหลกอย 5 สวนคอ จานจาย กลองคอมพวเตอร ตวชวยจดระเบด (Igniter) คอยลจดระเบด และหวเทยน

หลกการท างาน

จากรปท 2.20 เมอสตารเครองยนต ตวตรวจจบมมเพลาขอเหวยงซงอยภายในจานจายจะสงสญญาณมมเพลาขอเหวยง (สญญาณ Ne และ G) มายงกลองคอมพวเตอร กลองคอมพวเตอร จะค านวณองศาการจดระเบดตามสภาวะการทะงานของเครองยนต แลวสงสญญาณการจดระเบด (IGt) มายงตวชวยจดระเบด (Igniter) ในลกษณะของพลส (Pulse) เมอทรานซสเตอรในตวชวยจดระเบดไดรบสญญาณ IGt ทรานซสเตอรจะยอมใหไฟฟาจากขดลวดปฐมภมของคอยลจดระเบดไหลผานลงกราวดได ท าใหเกดสนามแมเหลกบานตวขนทแกนเหลกออนของคอยลจดระเบด เมอพลสของสญญาณ IGt หยดสง (ชวงระยะเวลาของพลสจากจดเรมสงสญญาณถงจดสนสดการสงสญญาณจะรวดเรวมาก ) ทรานซสเตอรจะท าการตดกระแสไฟฟาจากขดลวดปฐมภมของคอยลจดระเบดท าใหเกดการยบตวของเสนแรงแมเหลก เกดการเหนยวน าขนทขดลวดทตยภม เกดกระแสไฟแรงเคลอนสงไหลไปกระโดดขาม

20

ชองวางทหวเทยน ในขณะทเกดการจดระเบดนนตวชวยจดระเบด จะสงสญญาณยนยนการจดระเบด (IGf) ไปยงกลองคอมพวเตอร เพอใหระบบหวฉดฉดน ามนเชอเพลงตอไป

รปท 2.21 ระบบจดระเบดแบบทรานซสเตอรลวนๆ ของนสสน

จากรปท 2.21 แสดงถงวงจรจดระเบดแบบทรานซสเตอรลวนๆ ของนสสน ซงใชกบระบบ

ECCS ระบบจดระเบดแบนจะมโครงสรางคลายกบระบบ TCCS แตทรานซสเตอรก าลง (Power Transistor) ของระบบจดระเบดแบบรจะถกตดตงไวภาย เพอชวยใหการระบายความรอนดข น หลกการท างาน จากรปท 2.21 การท างานของระบบจดระเบดแบบน มหลกการท างานคลายกบระบบจดระเบดของ TCCS กลาวคอเมอสญญาณมมเพลาขอเหวยง (Crank Angle 1° Signal and Crank Angle 180° Signal) สงไปยงกลองคอนโทรล (ECCS Crontrol Module) กลองคอนโทรลจะสงสญญาณไฟฟาไปยงขว B ของทรานซสเตอรก าลง ซงจะท าใหทรานซสเตอรก าลงท างาน กระแสไฟแรงเคลอนต าจากขดลวดปฐมภมจะไหลจากขว C ไปลงกราวนทข ว E เกดสนามแมเหลกขนทแกนเหลกออนของคอยลจดระเบด และเมอสญญาณไฟฟาจากกลองคอนโทรลไมสงไปยงขว B ท าใหทรานซสเตอรก าลงไมท างาน กจะเกดการเหนยวน าขนในขดลวดทตยภม เกดกระแสแรงเคลอนสงสงตอไปยงจานจาย เพอจดประกายไฟใหหวเทยนตอไป

21

รปท 2.22 ลกษณะทรานซสเตอรก าลงของนสสน 2.5.3 ระบบจดระเบดแบบซดไอ (Capacitive Discharge Ignition System : CDI) ระบบจดระเบดแบบทรานซสเตอรทกลาวมาแลวนน มขอเสยคอ ใชกระแสไฟฟาสงมาก อาจท าใหกระแสไฟฟาในแบตเตอรไมพอใช ระบบจดระเบดซดไอมโครงสรางหลกอย 4 สวน คอ

1.DC – DC Converter เปนอปกรณเพมแรงเคลอนไฟฟา โดยท าหนาทแปลงกระแสไฟฟาจากแบตเตอรใหเปนไฟฟากระแสตรงแรงเคลอนสงประมาณ 300-400 โวลท

2.คอนเดนเซอร (Condensor) ท าหนาทรบหรอเกบประจไฟฟากระแสตรงแรงเคลอนสงจาก DC-DC Converte 3.ชดควบคม (Control) ใช SCR (Silicon Control Rectifier) รวมกบตวก าเนดสญญาณทจานจาย(Pulse Generator) ควบคมการคายประจของคอนเดนเซอรเพอใหเกดกระแสไฟแรงเคลอนสง ทคอยล

4.คอยลจดระเบด (Ignition Coil) ท าหนาทแปลงกระแสไฟฟาแรงเคลอนต าใหเปนกระแสไฟฟาแรงเคลอนสง

22

รปท 2.23 แผนผงวงจรจดระเบดแบบซดไอ

หลกการท างาน จากรปท 2.23 ไฟฟากระแสตรงแรงเคลอน 12 โวลทจากแบตเตอร จะไหลผานอปกรณเพม

แรงเคลอนไฟฟา (DC-DC converter) เพอแปลงใหเปนไฟฟากระแสตรงแรงเคลอนสงประมาณ 400 โวลท แลวไหลเขาประจ (Charge) ในคอนเดนเซอร เมอลกสบเคลอนทอยในต าแหนงจดระเบด ตวก าเนดสญญาณ (Pulse Generator) ในตวเรอนจานจายจะผลตสญญาณออกมา สญญาณนจะไหลไปยงตวก าหนดต าแหนงจดระเบด (Tigger) เพอก าหนดต าแหนงจดระเบดใหถกตองตามสภาวะของเครองยนตและขยายสญญาณ ตอจากนนสญญาณจะไหลไปกระตน SCRทข ว G (Gate) ท าให SCR เปนตวน าไฟฟา คอนเดนเซอรจะคายประจ (Dicharge) ผาน SCR ไปยงขดลวดปฐมภม (Primary Winding) ท าใหเกดการเหนยวน าในขดลวดทตยภม เกดกระแสไฟแรงเคลอนสงประมาณ 30 กโลโวลท ไหลไปกระโดดขามชองวางของหวเทยน 2.5.4 ระบบจดระเบดแบบไมมจานจาย (Distributorless Ignition System : DLI)

ระบบจดระเบดแบบไมมจานจาย (DLI) คอระบบจดระเบดแบบอเลกทรอนกส ซงคอยจดระเบดจะจายกระแสไฟฟาแรงเคลอนสงไปยงหวเทยนโดยตรง โดยไมตองผานจานจาย เปนการขจดปญหากระแสไฟแรงเคลอนสงลดลงเนองจากชองวางของขวจานจาย จากรปท 2.24 ระบบจดระเบดแบบไมมจานจาย ตวชวยจดระเบด (Igniter) จะตดอยกบกลองคอมพวเตอร สวยคอยลจดระเบดจะมอย 3 ชด ชดแรกส าหรบสบท 1 และ 6 ชดท 2 ส าหรบสบท 2 และ 5 ชดท 3 ส าหรบสบท 3 และ 4 นนนนแสดงวาแตละสบจะจดระเบด 2 ครง ใน 1 วฏจกร (1 Cycle)

23

รปท 2.24 ระบบจดระเบดแบบไมมจานจายของระบบ TCCS

หลกการท างาน

จากรปท 2.24 เมอสตารทเครองยนต ตวตรวจจบมมเพลาขอเหวยง (Crank Angle Sensor)จะสงสญญาณมมเพลาขอเหวยง (G1 และ G2) และสญญาณความเรวรอบของเครองยนต (NE) ไปยงกลองคอมพวเตอร กลองคอมพวเตอรจะสงสญญาณจดระเบดเฉพาะสบ (IGDA และ IGDB)และสญญาณจงหวะจดระเบด (IGT) ไปยงตวชวยจดระเบด (Igniter) จากนนคอยลจดระเบดทง 3 ตวจะสลบการท างานทละตวตามวงจรควบคม (Drive Circuit) ในตวชวยจดระเบด

รปท 2.25 ระบบจดระเบดแบบไมมจานจายของระบบ ECCS

จากรปท 2.25 เปนระบบจดระเบดแบบไมมจานจายของระบบ ECCS หรออาจจะเรยกวาระบบ

จดระเบดตรง (Direct Ignition System) ลกษณะของระบบนจะไมมจานจายและสายไฟแรงสง (High – tension Wires) คอยลจดระเบดจะตอเขากบหวเทยนโดยตรง

24

หลกการท างาน การท างานของระบบจดระเบดแบบไมมจานจายของระบบ ECCS จะคลายกบระบบจดระเบด

แบบไมมจานจายของระบบ TCCS กลาวคอ เมอเปดสวตชจดระเบดใหอยในต าแหนง ON กระแสไฟฟาจากแบตเตอรจะไหลผานขดลวดปฐมภมของคอยลจดระเบดไปรอลงกราวดททรานซสเตอรก าลง (Power Transistor)

เมอสตารทเครองยนต ตวตรวจจบมมเพลาขอเหวยง (Crank Angle Sensor) จะสงสญญาณมมเพลาขอเหวยงและสญญาณความเรวของรอบเครองยนตไปยงกลองคอมพวเตอร กลองคอมพวเตอรจะค านวณมมการจดระเบดแลวสงสญญาณไฟฟาไปกระตนใหทรานซสเตอรก าลงท างาน ท าใหเกดการเหนยวน าในคอยลจดระเบด เกดกระแสไฟแรงเคลอนสงไปกระโดดขามทชองวางทหวเทยนตามล าดบการจดระเบด 2.6 อปกรณควบคมการท างานของหวฉดน ามนเชอเพลง Easy tuner หลกการท างานเบองตนของอปกรณดงกลาวจะตอพวงกบอปกรณควบคมการท างานของเครองยนต(ECU) เดม โดยรบเอาสญญาณ Map sensor เดมของ ECU มาท าการปรบสญญาณการฉดน ามนเชอเพลง โดยใชสญญาณวดรอบ(RPM) และสญญาณคนเรง(Throttle signal) เขามารวมในการประมวลผลเพอความแมนย าในการปรบสวนผสม และยงมการปรบองศาการจดระเบด (Ignition) เพอใหการเผาไหมของสวนผสมสมบรณยงขนซงการปรบระยะเวลาในการฉดจายน ามนเชอเพลงและองศาการจดระเบดดงกลาวจะใชโปรแกรมคอมพวเตอรในการปรบแกไขสญญาณเพอใหไดอตราสวนผสมของเชอเพลง(A/F) เปนไปตามวตถประสงค

รปท 2.26 กลอง Easy tuner

25

2.6.1 การตดตงกลอง Easy tuner กอนท าการตอกลอง Easy tuner จะตองท าการหาสญญาณ +12v GND TPS Map sensor และIgt จากกลอง ECU ของเครองยนตกอนจะท าตอกบกลอง Easy tuner ลกษณะการท างานของกลอง Easy tuner จะเปนในลกษณะอางองสญญาณเดมจากกลอง ECU ดงน

รปท 2.27 ลกษณะการตอของกลอง Easy tuner ทใชสญญาณอางองจากกลอง ECU

ขนตอนการตดตงกลอง Easy tuner

1) ตอแรงดนไฟฟา 12V ไปทข วบวกของกลอง Easy tuner

2) ตอสญญาณกราวดไปยงขวกราวดของกลอง Easy tuner

3) ตอสญญาณคนเรงโดยการเกาะสญญาณ(ตอพวง)ไปทขา TPS_in ของกลอง Easy tuner

4) น าสญญาณอนพท 0-5V ของ Map sensor มาเปนสญญาณอนพทใหกบกลอง Easy tuner

และน าสญญาณเอาทพทของกลอง Easy tuner ปอนกลบไปทกลอง ECU

5) น าสญญาณเอาทพทระบบจดระเบด(Ignition) ของกลอง ECU มาเปนสญญาณอนพทใหกบ

กลอง Easy tuner โดยและน าสญญาณเอาทพทของกลอง Easy tuner ปอนกลบไปท

Igniter ของระบบจดระเบด

*** การตอสญญาณจดระเบดจะตองไมตอขามชองสญญาณเพราะจะท าใหองศาการจดระเบดเกดการจดทผดพลาดท าใหเครองยนตเสยหายได

26

รปท 2.28 ต าแหนงขวของกลอง Easy tuner เมอ +B คอ ขวแรงดนไฟฟาของกลอง ECU GND คอ ขวกราวดของกลอง ECU TPS_in คอ ขวสญญาณต าแหนงลนเรง Mode 1,2 คอ ขวทใชในการสลบตารางทใชในการปรบสญญาณ Igt1_in คอ ขวรบสญญาณอนพทจดระเบด ล าดบท 1

Igt2_in คอ ขวรบสญญาณอนพทจดระเบด ล าดบท 2 Igt3_in คอ ขวรบสญญาณอนพทจดระเบด ล าดบท 3 Igt4_in คอ ขวรบสญญาณอนพทจดระเบด ล าดบท 4 Igt5_in คอ ขวรบสญญาณอนพทจดระเบด ล าดบท 5 Igt6_in คอ ขวรบสญญาณอนพทจดระเบด ล าดบท 6 Igt1_out คอ ขวสงสญญาณเอาทพทจดระเบด ล าดบท 1 Igt2_out คอ ขวสงสญญาณเอาทพทจดระเบด ล าดบท 2 Igt3_out คอ ขวสงสญญาณเอาทพทจดระเบด ล าดบท 3 Igt4_out คอ ขวสงสญญาณเอาทพทจดระเบด ล าดบท 4 Igt5_out คอ ขวสงสญญาณเอาทพทจดระเบด ล าดบท 5 Igt6_out คอ ขวสงสญญาณเอาทพทจดระเบด ล าดบท 6 VG/PIM_in คอ ขวรบสญญาณอนพทจาก Air flow หรอ Map sensor VG/PIM_out คอ ขวสงสญญาณอนพทจาก Air flow หรอ Map sensor

27

ขดความสามารถในการท างานอปกรณควบคมการท างานของหวฉดน ามนเชอเพลงในเครองยนตสนดาปภายในชนดนนนมความสามารถตางๆในการท างานดงแสดงตอไปน

- ปรบน ามนเชอเพลงไดตาม Air flow ได 10×10 ชอง - ปรบน ามนเชอเพลงไดตาม Throttle ได 10×10 ชอง - เพม/ลด น ามนเชอเพลงไดสงสด 50% จากสญญาณเดมของอปกรณควบคมการท างานของ

เครองยนต(ECU) - ปรบองศาจดระเบดไดตาม Air flow ได 10×10 ชอง - ปรบองศาจดระเบดไดตาม Throttle ได 10×10 ชอง - เพม/ลดองศาจดระเบดได 32 องศา ความละเอยด 0.5 องศา

รปท 2.29 โปรแกรม Easy tuner

2.6.2 ไมโครคอนโทรลเลอร (Microcontroller)

เปนอปกรณไอซ (IC: Integrated Circuit) ทสามารถโปรแกรมการท างานไดซบซอนสามารถรบขอมลในรปสญญาณดจตอลเขาไปท าการประมวลผลแลวสงผลลพธขอมลดจตอลออกมาเพอน าไปใชงานตามทตองการไดไมโครคอนโทรลเลอรภายในชพจะมหนวยความจ า , Port อยในชพเพยงตวเดยวซงอาจจะเรยกไดวาเปนคอมพวเตอรชพเดยวไมโครคอนโทรลเลอรเปนไมโครโพรเซสเซอรชนดหนงเชนเดยวกบหนวยประมวลผลกลาง (CPU: Central Processing Unit) ทใชในคอมพวเตอร แตไดรบการพฒนาแยกออกมาภายหลงเพอน าไปใชในวงจรทางดานงานควบคม คอ แทนทในการใชงานจะตองตอ

28

วงจรภายนอกตาง ๆเพมเตมเชนเดยวกบไมโครโปรเซสเซอร กจะท าการรวมวงจรทจ าเปน เชน หนวยความจ า, สวนอนพท/เอาทพท บางสวนเขาไปในตว ไอซเดยวกน และเพมวงจรบางอยางเขาไปดวยเพอใหมความสามารถเหมาะสมกบการใชในงานควบคม เชน วงจรตงเวลา วงจรการสอสารอนกรม วงจรแปลงสญญาณอนาลอกเปนดจตอล เปนตน สรปคอ Microcontroller = Microprocessor + Memory + I/Oไมโครคอนโทรลเลอรสามารถน าไปประยกตใชงานอยางกวางขวาง โดยมกจะเปนการน าไปใชฝงในระบบของอปกรณอน ๆ (Embedded Systems) เพอใชควบคมการท างานบางอยาง เชน ใชในรถยนต, เตาอบไมโครเวฟ, เครองปรบอากาศ, เครองซกผาอตโนมต เปนตน เพราะวาไมโครคอนโทรลเลอรมขอดเหมาะสมตอการใชในงานควบคมหลายประการ เชน ชพไอซและระบบทไดมขนาดเลก ระบบทไดมราคาถกกวาการใชชพไมโครโพรเซสเซอร วงจรทไดจะมความซบซอนนอยชวยลดขอผดพลาดทอาจจะเกดขนไดในการตอวงจร มคณสมบตเพมเตมส าหรบงานควบคมโดยเฉพาะซงใชงานไดงาย ชวยลดระยะเวลาในการพฒนาระบบไดไมโครคอนโทรลเลอรมหลายยหอ หลายตระกล และหลายเบอรดวยกน ซงแตละเบอรกจะมโครงสรางภายในและความสามารถในการท างานทแตกตางกนท าใหเลอกใชกบงานไดอยางเหมาะสม

ชฟ หนวยความจ าโปรแกรม

หนวยความจ าขอมล CAN Module

จ านวนบต I/O (บต)

OSC (MHz)

Timer PLL RAM ROM

16F84 1 K Word 68 64 ไมม 13 4-10 1 ไมม 16F877 8 K Word 368 256 ไมม 33 4-20 3 ไมม 16F442 16 KB 768 256 ไมม 34 40 4 ม 16F458 32 KB 1536 256 ม 34 40 4 ม

ตารางท 2.1 ภาพรวมของ PIC16Fxxx และ 18Fxxx 2.6.3 สญญาณนาฬกา

PIC จะใชสญญาณนาฬกา โดยมองเปนลกษณะของ วงรอบ (Cycle) ซงระบเอาไววา 1 ค าสงนนจะประกอบไปดวย 1-2 วงรอบ โดยแตละวงรอบนนจะแบงเปน 4 สวน คอ Q1, Q2, Q3 และ Q4 ดวยเหตน ความเรวโดยรวมของ PIC จงเทากบ คาความถของสญญาณนาฬกาหาร ดวย 4

สวนรน 18Fxxx นนจะมความสามารถพเศษคอ สามารถสรางสญญาณนาฬกาเปน 4 เทาของ

XTAL โดยใชวงจรเฟสลอกลป (อยในตวไมโครคอนโทรลเลอร) ดวยเหตน ถาเราใช XTAL 10 MHz ความเรวสงสดของชพจงเปน 40MHz ซงถาหารดวย 4 กประมาณไดวา ท างานทความเรวประมาณ10

(2.1)

29

ลานค าสงตอวนาทไมโครคอนโทรลเลอรจะท างานไดตองมสญญาณนาฬกาใหกบตวมน ซงในหนงไซเคล(Clock Bus) ของซพยจะประกอบไปดวยสญญาณนาฬกาภายนอกจ านวน 4 ไซเคล คอ Q1, Q2, Q3และ Q4 ตามรปขางลาง ดงนนความความถทซพยประมวลผลตอหนงค าสงเทากบความถของสญญาณนาฬกาภายนอกหารดวย 4หรอหากจะพจารณาความเรวของมโครคอนโทรลเลอรตระกล PIC สามารถประมวลผลตอหนงค าสงเทากบ 1/4 เทาของความถออสซลเลเตอรภายนอก

รปท 2.30 สญญาณนาฬกา

2.6.4 การจดขาของไอซ

หลงจากท าความเขาใจเกยวกบสญญาณนาฬกา การจดขาของชพ ในรปนนถาขาใดเปนActive Low จะใสเครองหมาย’ เอาไวดานหลง เชน MCLR’ กคอ ขาท Active แบบ Low

รปท2.31 การจดขาของ PIC16F877

30

จากโครงสรางขาของ 16F877, 18F442 และ18F458 จะพบวาลกษณะนนเหมอนกนมากแตกตางเพยงขาบางขานน ท าหนาทมากกวา 16F877 เทานน 2.6.5 คณสมบตของ PIC 16F877

1. มค าสงใหใชงาน 35 ค าสง 2. ค าสงหนงๆใชเวลาท างาน 1 ถง 2 Cycle 3. ท างานไดสงสดท 20MHz 4. ท างานแบบ Pipe-line (ม 2 ทอ) ท าให ณ เวลาหนงท างาน 2 อยางพรอมๆกนได 5. หนวยความจ าโปรแกรมเปนแบบ Flash มขนาด 8K Word (1 word=14 บต) 6. ม RAM ขนาด 368 ไบต ใหเราใชงาน 7. ม EEPROM ขนาด 256 ไบต 8. ตอบสนองกบอนเตอรรพทไดทงหมด 14 แหลง 9. ม Stack ใหใชไดสงสด 8 ระดบ 10. มระบบ Power On Reset, Power Up Timer, Oscillator Start-up timer 11. Watchdog timer 12. มระบบ Code Protection 13. มโหมดประหยดพลงงาน 14. สญญาณนาฬกามหลายโหมดใหเลอกใชงาน คอ อาจจะใช XTAL หรอ วงจร RC กได 15. สามารถโปรแกรมดวยไฟ +5VDC ได 16. ใชการโปรแกรมแบบ In-Circuit Serial Programming 17. ท างานทไฟเลยง 2VDC ถง 5.5VDC 18. Current Sink และ Current Source อยท 25 mA 19. ม Timer/Counter 3 ตว 20. มโมดล Capture/Compare/PWM อก 2 ชด 21. ม A-TO-D Converter แบบ 10 บต จ านวน 8 ชองน าเขา ในตวเอง 22. มระบบตรวจระดบไปเลยง (Brown-out reset) 23. ม I/O พอรตทงหมด 5 พอรต

31

2.6.6 โครงสรางภายในชพ

รปท 2.32 ผงไดอะแกรมของ PIC16F877

จากผงจะม Register ส าคญๆ คอ W ซงเปน Register ทใชในการท าเปน Input ใหกบ ALU และเปนตวเกบผลลพธจากการท างานของ ALU, STATUS เปน Register ทใชเกบสถานะ การท างานของค าสง วาเมอค าสงท างานเสรจแลวเกดอะไรขนมาบาง ซงมประโยชนในการเขยนโปรแกรมแบบมเงอนไข, PC หรอ Program Counter เปน Register 2.6.7 หนาทของพอรตทใชงาน RA0-RA3 และ RA5

ใชงานเปน I/Oปกต และท าหนาทเปนขาอนพตของสญญาณอนาลอก (AN0-AN4) RA4เปนขา I/OA6/OSC2/CLKO ท าหนาทในหลายสวน คอ เปนขา OSC2 และ CLKO จะน ามาใชเปนขาสญญาณ I/O ไดกตอเมอใชครสตอลอสซล-เลเตอร แบบทเปนโมดลส าเรจสามารถตอเขากบขา OSC1/CLKIN ไดเลยโดยทไมตองตอกบขา RA6/OSC2 ท าให ขา RA6 วางและน าไปใชเปน I/O ได RB0-RB7

32

สามารถใชงานเปน I/O แตมคณสมบต พเศษคอวงจรมพลอพ (Pull-Up) ภายใน และเปนแหลงก าเนดสญญาณอนเตอรพทตางๆ ดงน

- RB0/INT0 เปนขาสญญาณอนเตอรรพทภายนอก 0 - RB1/INT1 เปนขาสญญาณอนเตอรรพทภายนอก 1 - RB2/INT2 เปนขาสญญาณอนเตอรรพทภายนอก 2 - RB3/INT3 เปนขาสญญาณอนเตอรรพทภายนอก 3 (18F442) - RB4-RB7 เปนขาทสามารถก าเนดสญญาณอนเตอรรพทได

2.6.8 วงจรใชงาน

วงจรใชงานของ PIC16F84 กบ PIC16F877 ไวส าหรบใครตองการทดลองสรางบอรด ควบคมเอาไวใชงาน

รปท 2.33 วงจรการใชงาน PIC16F877 2.7 Ethanol

เอทานอล(Ethanol) หรอ เอทลแอลกอฮอล(Ethyl alcohol) คอ แอลกอฮอลชนดหนงทมสตรเคม C2H5OH มลกษณะเปนของเหลวใสไมมส ตดไฟงาย มความไวไฟ และคาออคเทน สง (เอทานอลบรสทธรอยละ 99.8 มคาออกเทนสงถง 113) ประกอบดวย คารบอน ไฮโดรเจน และออกซเจนเปนไฮดรอกซล ดรเวทฟของไฮโดรคารบอน เกดจากการแทนท ไฮโดรเจนอะตอมดวย hydroxyl group(OH)

33

มน าหนกโมเลกล 46.07 ความหนาแนน 0.789 กรมตอมลลลตร ทอณหภม 20 องศาเซลเซยส จดหลอมเหลว -114.1 องศาเซลเซยส จดเดอด 78.5 องศาเซลเซยส สามารถน าไปใชประโยชนไดมากมาย อาท ใชผลตอาหาร และเครองดมแอลกอฮอล ใชเปนตวท าละลายในอตสาหกรรม ใชเปนเชอเพลง ฯลฯ

รปท 2.34 โมเลกลของเอทานอล

2.7.1 วธการใชเชอเพลงแอลกอฮอลกบเครองยนตนน จ าแนกได 3 ลกษณะดงน

1. ใชผสมโดยตรง ส าหรบในตางประเทศใชแอนไฮดรสเอทลแอลกอฮอล(anhydrous ethyl alcohol) 99.5 เปอรเซนตผสมในน ามนเบนซนเพอใชกบรถยนตในอตราสวนของแอนไฮดรส 11-20 เปอรเซนตไดเหมอนเชอเพลงปกต แตส าหรบประเทศไทยพบวาถาใชแอนไฮดรสผสมน ามนดเซลในอตราสวนของแอนไฮดรส 20 เปอรเซนต สามารถใชกบเครองยนตดเซลไดแตอตราการสนเปลองเชอเพลงจะสงกวาปกต 2. ใชวธปอนเชอเพลงเขาทงสองทาง โดยการเพมวงจรเอทลแอลกอฮอลในระบบน ามนเชอเพลงจะสามารถใชเอทลแอลกอฮอลทมความบรสทธต ารวมกบน ามนเชอเพลงในเครองยนตเบนซน และเครองยนตดเซลได 3. ใชเอทลแอลกอฮอลอยางเดยว แตตองท าการปรบแตงเครองยนตเบนซน เชน เพมแรงอดในกระบอกสง โดยการเพมอตราสวนการอด(compression ratio) ปรบสวนผสมของเชอเพลงกบอากาศและปรบจงหวะการจดระเบด วธการนท าใหส นเปลองเชอเพลงมากกวาปกตถง 20 เปอรเซนตของการใชน ามนเบนซนโดยตรง

34

รปท 2.35 เชอเพลงชนดตางๆ

เอาทานอลใชเปนเชอเพลงทดแทนน ามนเบนซน(Gasoline) แลวยงท าหนาทเปนสารเตมแตงเพมคาออคเทนและสารปองกนการนอคใหแกน ามนเบนซนไดดวย ซงเปนสารทน ามาเตมแตงแทนสาร MTBE(Methyl tertiary - butyl ether) ทเปนมลพษตอสงแวดลอม การผสมเอทานอลในน ามนเบนซนท าใหคณสมบตเปลยนแปลงไปหลายประการดงท แสดงในตารางคณสมบตของเชอเพลงชนดตางๆดานบน คณสมบตทเปลยนแปลงนสงผลตอสมรรถนะของเครองยนต สารทปลอยออกมากบอากาศจากไอเสยเครองยนต การมสวนประกอบเอทานอลในน ามนเบนซนมผลตอชนสวนตางๆของเครองยนต ทสมผสน ามน สงผลใหชนสวนเหลานนมความทนทานหรออายการใชงานเปลยนแปลงตามไปดวย ซงผลจากการผสมเอทานอลในน ามนเบนซนทท าใหคณสมบตเปลยนแปลงไป

2.7.2 คาออคเทน

คาออคเทนเปนตวเลขบอกคณสมบตของเชอเพลงในดานการตานทานการเกด การตดไฟไดเอง(Auto-ignition) หรอคณสมบตการตานทานการนอค(Anti-knock) ถาคาออคเทนสงบงบอกวาเมอน าไปใชกบเครองยนตจะเกดการนอคได ยากกวาการนอคของเครองยนตหมายถงการทน ามนเชอเพลงเกดการเผาไหมหรอจด ระเบดในต าแหนงทลกสบยงอดอากาศขนไปไมถงต าแหนงสงสด ในขณะลกสบเลอนขนและอดอากาศใหแรงดนสงขนเรอยๆนนอณหภมของอากาศทถกอดกจะเพมขนไปพรอมๆกน ถาน ามนเชอเพลงทใชมคาออคเทนต า กวาทเครองยนตถกออกแบบไว น ามนทถกฉดเขาไปหรอหลงเหลอตกคางอยในหองเผาไหมจะเกดการตดไฟ กอนทลกสบจะอดอากาศถงต าแหนงสงสด ท าใหเกดแรงดนตานการเคลอนทของลกสบและการหมนของเครองยนต สงทเกดขนนเรยกวาการนอคของเครองยนตเครองยนตทตองการก าลงและแรงบดสงจะออกแบบใหอตราสวนการอดมคาสง ยงมโอกาสทจะเกดการนอคไดงายจงตองใชน ามนทมคาออคเทนสงตามไปดวย การผสมเอทานอลซงมคณสมบตคาออคเทนสงลงในน ามนเบนซนเปนแกสโซฮอลจะชวยเพมคาออคเทนใหแกน ามนไดจะท าใหคาออคเทน

35

ของแกสโซฮอลเพมสงขนซงเพมคณสมบตในการปองกนการนอค(Anti-knock) ไดด เครองยนตเบนซนทวไปมอตราสวนการอดประมาณ 9:1 ถง 10:1 แตถาเปนเครองยนตทตองการก าลงและประสทธภาพสงอาจถกออกแบบใหม อตราสวนการอดถง 12:1 ถาอตราสวนการอดต ากสามารถใชน ามนทมคาออคเทนในชวงประมาณ 87 ขนมาได แตเครองยนตทออกแบบใหมอตราสวนการอดสงตองใชน ามนเชอเพลงท มคาออคเทนสงจนถง 95 หรอมากกวานน

2.7.3 คณสมบตการกลายเปนไอ

เชอเพลงน ามนเบนซนมความสามารถในการระเหยเปนไอได คณสมบตนจะแสดงในคาหลายคา เชน ความดนไอ(Reid vapor pressure : REV) อตราสวนไอตอของเหลว(Vapor - liquid ratio) และคาความรอนแฝงในการระเหย(Latent heat of vaporization) เปนตน คาความดนไอของเชอเพลงมอทธพลตอการระเหยของเชอเพลงและสมรรถนะของ เครองยนต ถาความดนไอของน ามนมคาต า จะสงผลใหการสตารทเครองยนตทอณหภมต าจะสตารทตดยาก แตถาความดนไอของน ามนมคาสงเกนไปกจะสงผลใหเกด vapor lock (น ามนเชอเพลงระเหยเปนไอในทอสงน ามนท าใหป มไมสามารถสบใหไหลไปได) ในกรณบรรยากาศโดยรอบมอณหภมสง ทงสองกรณสงผลเสยตอสมรรถนะและการใชงานของรถยนตทงสน

การมคณสมบตการกลายเปนไอต า(ระเหยยาก) มผลเสยตอเครองยนตในดานการสตารทยากในขณะเครองเยน(Cold starting) เครองยนตมประสทธภาพลดลงในการใชงานในสถานทอากาศเยนจด และการมน ามนเชอเพลงตกคางหรอลนในหองเผาไหม ซมเขาไปยงหองเพลาขอเหวยงผานทางแหวนลกสบ และจบตดทหวเทยนมากเกนไปเพราะน ามนเชอเพลงไมกลายเปนไอ สวนการมคณสมบตการกลายเปนไอสง(ระเหยงาย) จะท าใหเกดการระเหยเปนไอในระบบสงน ามนเชอเพลงและป มน ามนเชอ เพลงจะไมสามารถสบน ามนได เรยกวา Vapor lock การกลายเปนไอไดงายท าใหเกดการฟงกระจายของไอน ามนออกสบรรยากาศได สง และยงมปญหาในขณะสตารทเครองยนตในขณะรอน Hot starting

เอทานอลมความดนไอต ากวาน ามนเบนซน อยางไรกตามการผสมเอทานอลลงในน ามนเบนซนโดยเฉพาะผสมปรมาณนอยสามารถ เพมคาความดนไอใหสงกวาน ามนเบนซนทไมไดผสมเอทานอลได ขนอยสดสวนการผสมและองคประกอบของน ามนเบนซน ถาใชน ามนเบนซนมาผสมเอทานอลลงไปทละนอย พบวาความดนไอของสวนผสมจะเพมขนตามปรมาณเอทานอลทผสมลงไป และจะเพมขนสงสดทสดสวนเอทานอลประมาณ 5 % ของน ามนเบนซนหรอเรยกวา E5 และจะคอยๆลดลงเมอเพมสวนผสมเอทานอลสงขนเกนกวา 5% ดงนนผลกระทบทเกดจากการผสมเอทานอลกบน ามนเบนซนตอสมรรถนะของ เครองยนตสามารถพจารณาไดดงน น ามนเชอเพลงในกระบอกสบจะเผาไหมไดยากถาอยในรปของเหลวแตจะเผา ไหมไดดในรปของไอ ดงนนเมอฉดน ามนเขาสหองเผาไหมแลวจะตองระเหยกลายเปนไอใหหมด จงจะดทสดตอการจดระเบด การจดระเบดทดตองมปรมาณไอน ามนเบนซนมากเพยงพอเพอใหเรมตดไฟ จดแรกและลามไปทวทงหองเผาไหมได ไอน ามนเบนซนจะเกดขนไดจากการระเหยเทานน ขณะเครองยนตท างานจะใชป มอดน ามนผานหวฉดท าใหน ามนแตกตวเปนหยด หรอละอองขนาดเลกมากแตยงคงอยในสถานะของเหลว เมอเปนละอองขนาดเลกมพนท

36

สมผสอากาศมากท าใหการระเหยเกดขนไดงาย การผสมเอทา-นอลลงในน ามนเบนซนจะชวยใหการระเหยของน ามนทผสมนนเกดขนไดมากกวาในอณหภมทต าลง (เอทานอลมคาความดนไอต ากวาน ามนเบนซน) หรอระเหยไดทอณหภมต ากวาเมอเทยบกบน ามนเบนซนอยางเดยว เมอคดเฉพาะปจจยของคณสมบตนหมายความวาจะชวยใหการเผาไหมเกดขนไดดและสมบรณขน อยางไรกตามเอทานอลทผสมอยท าใหตองใชความรอนในการท าใหระเหยมากกวาน ามนเบนซน(เอทานอลมคาความรอนแฝงสงกวาน ามนเบนซน) เชน น ามนเบนซนทผสมเอทานอล 10% (E10) ตองการความรอนในการระเหยสงกวา E0 ประมาณ 15% ดงนนการก าหนดสดสวนเอทานอลใหเครองยนตท างานไดสมรรถนะสงสดส าหรบ เครองยนตรนนนๆ ตองทราบสภาวะอณหภมและความดนจรงในหองเผาไหม เพอมาก าหนดสวนผสมเอทานอลทจะท าใหละอองน ามนทฉดเขาไปสามารถ ระเหยกลายเปนไอไดหมด

2.7.4 เอทานอลทผสมลงไปในน ามนเบนซนท าใหคณสมบตเปลยนแปลงดงน

1) ลดอณหภมการระเหยลงเอทานอลทผสมในน ามนเบนซนจะไปเปลยนคณสมบตของน ามนใหมอณหภมการกลายเปนไอลดลง หรอมความหมายวาถาพจารณาเฉพาะคณสมบตนจะมการระเหยมากขน ณ อณหภมทเทากน

2) ความดนไอของเอทานอลต ากวาน ามนเบนซนการผสมเอทานอลลงในน ามนเบนซนนาจะท าใหความดนไอของแกสโซฮอลต ากวาน ามนเบนซนดวยเชนกน แตในความเปนจรงการผสมเอทานอลในสดสวนไมเกนรอยละ 5 ของน ามนเบนซนจะท าใหความดนไอเพมขนเรอยๆจนถงรอยละ 5 แลวจงเรมลดลงตามอตราสวนของเอทานอลทเพมข น นนหมายความวาความดนไอไมไดแปรผนตรงกบอตราสวนผสมของเอทานอลเพยง อยางเดยว

3) เอทานอลมองคประกอบเปนออกซเจนอยเมอผสมเขากบน ามนเบนซนจะท า หนาทเปนสารเพมออกซเจน(Oxygenate) ไปดวย ซงจะชวยในดานการเผาไหมใหสมบรณยงข น ลดการปลอยคารบอนมอนนอกไซดมากบไอเสย

2.7.5 ความหนด

เอทานอลมความหนดสงกวาน ามนเบนซน เมอผสมกนเปนแกสโซฮอลจะท าใหมความหนดสงขนตาม การไหลของน ามนในระบบทอสงน ามนเชอเพลงผานไปไดยากกวา อาจท าใหปรมาณน ามนเขาสหองเผาไหมนอยกวา

2.7.6 ความสามารถในการละลายสงสกปรกภายในระบบน ามนเชอเพลง

เอทานอลมคณสมบตการท าละลายสงกวาน ามนเบนซน จะละลายสงปนเปอนในระบบทอทงหมดเขาสกรองน ามนเชอเพลง ซงอาจท าใหกรองอดตนเกดการตดขดของน ามนเชอเพลงไหลไปในระบบไม สะดวกไดมากกวาการใชน ามนเบนซน ดงนนรถยนตทใชน ามนเบนซนมากอนอาจมสงปนเปอนตกคางเกาะทผนง ทอ ขอตอ ป ม แลวเปลยนมาใชเชอเพลงผสมเอทานอลกจะเกดการละลาย

37

ของสงปนเปอนใน ระบบเหลานนไหลไปกบน ามนเชอเพลง ท าใหไปตดอยทกรองหรออาจหลดรอดเขาสหองเผาไหมมากขน แตเมอใชไปสกระยะหนงเมอสงปนเปอนละลายออกไปจนหมดแลว กจะมความสะอาดของน ามนเชอเพลงสงตามมาตรฐานเหมอนเดม ซงในกรณนจะเกดเฉพาะเครองยนตเกาทใชน ามนเบนซนมากอนเทานน จะไมเกดกบเครองยนตใหมเพราะจะยงไมมส งปนเปอนสะสมในระบบ

2.7.7 ความจ าเปนตองเปลยนแปลงสดสวนน ามนตออากาศทสงเขาหองเผาไหม

น ามนเบนซนคอสวนผสมของสารประกอบไฮโดรคารบอนซงมปรมาณมากทสด กบไฮโดรเจนและคารบอน สวนเอทานอลมองคประกอบเปนไฮโดรเจนและคารบอนเชนเดยวกน แตมออกซเจนเพมเขามาเปนสวนประกอบดวย คาอตราสวนอากาศตอเชอเพลงทเหมาะสมตอการเผาไหมของเครองยนต เบนซนจะมคาประมาณ 14.7 : 1 โดยน าหนก แตส าหรบแกสโซฮอลมความตองการใชอากาศนอยกวาเนองจากในแกสโซฮอลม ออกซเจนเปนสวนประกอบอยแลวมากกวาน ามนเบนซน โดยออกซเจนจะเปนสวนประกอบทแทนทสารประกอบไฮโดรคารบอนของน ามนเบนซน ส าหรบน ามนแกสโซฮอล E10 มคาอตราสวนอากาศตอเชอเพลงอยในชวง 14.0 ถง 14.1 : 1 โดยน าหนกเพอใหการเผาไหมสมบรณ

แตในอกคณสมบตหนงคอ คาความรอนของเอทานอลทผสมเปนแกสโซฮอลจะต ากวาน ามนเบนซน ในการเผาไหมและใหก าลงกบเครองยนตใหสามารถใชงานไดก าลงแรงมาและแรง บดเทาเดมทผผลตรถยนตออกแบบไว กตองฉดเชอเพลงเขาสหองเผาไหมใหมากขนดวย ทงสองปจจยนท าใหการสบน ามนผานระบบทอและป มผานหวฉดเขาสหอง เผาไหมตองถกปรบใหเหมาะสมกบน ามนและเครองยนต ซงโดยทวไปจะตองฉดน ามนเชอเพลงเขาสหองเผาไหมในปรมาณมากขน เมอเทยบกบน ามนเบนซน

การปรบอตราการฉดน ามนเชอเพลงชนดแกสโซฮอลเขาสหองเผาไหมให เหมาะสมกบการท างานส าหรบน ามนแกสโซฮอลทมอตราสวนผสมของเอทานอลไมคงท(ตามหลกการของรถยนต FFV) นน ปจจบนใชระบบควบคมแบบ ทมอปกรณตรวจวดคาตางๆของเครองยนตแลวน าคามาประมวลผลเพอสงการ ฉดน ามนเชอเพลงเขาสหองเผาไหม เชน การวดอณหภมเครองยนตเพอปรบการฉดเชอเพลงใหเหมาะสมในชวง การสตารทเครองเพราะเครองยนตยงมอณหภมต า(Cold start) เปนตน

2.7.8 ความสามารถในการดดซบน าและการแยกเฟส

ส าหรบน ามนเบนซนแลวจะมการแยกเฟสของน าออกจากน ามน กตอเมอมน าปนเขาไปในปรมาณมาก ซงมกเกดจากการมน าทอยในรปของเหลวปนเขาไปโดยตรง อาจมาจากวธการจดเกบ ขนยาย และการจ าหนายทสถานบรการทไมเหมาะสมท าใหน าปนเขาไปได น าจะมความหนาแนนสงกวาน ามนเบนซนท าใหเมอเกดการแยกเฟสจะอยชน ลางของน ามน เมอใดทระบบสบน ามนเชอเพลงสบสวนทเปนเฟสน าเขาสระบบและฉด เขาสหองเผาไหมจะเกดปญหากบการท างานของเครองยนตทนท ส าหรบน ามนเบนซนนนมความสามารถในการดดซบน าไวในตวเองต ามากเมอ เทยบกบแกสโซฮอล

38

แกสโซฮอลมเอทานอลเปนสวนประกอบซงเอาทานอลมความสามารถในการดดซบ น าสง เมอแกสโซฮอลสมผสอากาศจะดดซบความชนในอากาศเขามาหรอถามน าเกาะ ในระบบน ามนเชอเพลงกจะถกเอทานอลดดซบเขามาเชนกนโดยจะรวมอยกบเอ ทานอล และยงไมมการแยกเฟสหรอการเปลยนแปลงใดๆใหเหน จนกระทงสะสมน าไวเปนสวนประกอบประมาณ 0.3-0.5% โดยปรมาตรจงจะเรมแยกเฟสใหเหน ความเขมขนของน าจะเปนเทาไรขนอยกบอณหภม อตราสวนผสมเอทานอล และการใชสารเตมแตงขณะนน การแยกเฟสจะเปน 2 เฟสคอ น ามนเบนซนอยดานบนและเอทานอลผสมน าอยดานลาง ดงนนการจดเกบแกสโซฮอลจะตองปดกนการสมผสกบอากาศซงในโรงงาน อตสาหกรรมหรอผผลตอาจใชกาซปกคลมผวหนาไว สวนแกสโซฮอลทเตมรถยนตจะอยในถงน ามน ดงนนถงน ามนตองถกออกแบบใหปองกนการสมผสอากาศของแกสโซฮอลนน คอตองไมเปดโอกาสใหมการระบายอากาศเขาหรอออกจากถง ใหภายในถงแยกเดดขาดจากบรรยากาศภายนอก 2.7.9 ผลกระทบตอการสมผสวสดตางๆ

ชนสวนเหลานทมวสดแตกตางกนไปทสมผสน ามนเชอเพลง คอ 1. ทอสงน ามนเชอเพลง

2. ถงน ามนเชอเพลง

3. ป มน ามนเชอเพลง

4. หวฉดน ามนเชอเพลง

5. คารบเรเตอร(กรณรถยนตรนทใชคารบเรเตอร)

6. อปกรณวดแรงดนน ามนเชอเพลง

7. วาลว

8. แหวนกนรว

9. ปะเกน

วสดทใชกบชนสวนเหลานตองเปนชนดทสามารถทนทานและเหมาะสมกบ คณสมบตของน ามนแกสโซฮอลนนๆ โลหะ ยาง พลาสตก และวสดสงเคราะหตางๆ น ามนแกสโซฮอลทมเอทานอลดดซบน ามาเปนสวนประกอบท าใหเกดคณสมบต เปนกรดออนๆ และยงมคณสมบตการน าไฟฟาไดเลกนอย เกดปฏกรยากลวาไนซ และเกดสนมได การใชวสดใดเพอผลตชนสวนทตองสมผสกบเชอเพลงประเภทน ามนแกสโซฮอลทมเอทานอลผสมอย จ าเปนตองทดสอบความทนทานตอการกดกรอนกอนน าไปใชงาน เพราะถาเกดการเสอมสภาพของชนสวนอาจท าใหเกดการรว เกดอปกรณไมท างาน หรอเกดการตดไฟหรอระเบดได

39

2.7.10 การปนเปอนของมลพษออกมาในไอเสย

การทดศกษาไอเสยทปลอยออกมาจากเครองยนตทใชแกสโซฮอลเปนเชอ เพลงสวนใหญมาจากการทดสอบดวยการเดนเครองยนต(Dynamometer Study) ซงพบวาสงผลในทางลบอยบางส าหรบบางคณสมบตแตสวนใหญจะสงผลใน ทางบวกมากกวาการใชน ามนเบนซนเพยงอยางเดยวเนองจากเอทานอลเพม ออกซเจนในน ามน(Oxygenates) มผลการศกษาโดยสงเขปดงน

1) ปรมาณคารบอนมอนนอกไซดและสารประกอบไฮโดรคารบอนลดลง รถยนตรนใหมๆท

ใชเทคโนโลยหวฉด การควบคมการปรบอตราการฉดน ามนเชอเพลงแบบยดหยนและ

เปนแบบวงจรปด(Closed loop) ทวดคณสมบตของไอเสยน าขอมลไปประมวลผลแลว

ปรบอตราการฉด มการใชเครองฟอกไอเสย(Catalytic converter) ยงท าใหมลพษ

ดงกลาวลดลงมากกวาเฉพาะคณสมบตของน ามนอยางเดยว

2) สารประกอบไนโตรเจน-ออกซเจน(Nitrogen oxide: NOX) ในทางทฤษฎแลวมโอกาส

เกดขนสงกวาการใชน ามนเบนซน เพราะแกสโซฮอลมองคประกอบเปนออกซเจน

มากกวา ดงนนเมอเกดการเผาไหมจะมโอกาสเกดการรวมตวของออกซเจนใน

แกสโซฮอล กบไนโตรเจนซงมอยในอากาศประมาณ 78% แตมผลการทดสอบหลาย

แหลงทยงไมสอดคลองเปนไปในทางเดยวกน กลาวคอผลการทดสอบบางแหลงพบวา

มการปลอย NOX เพมขน แตบางแหลงกพบวามการปลอยลดลง

3) ลดเขมาควนและอนภาคลง

4) สารซลเฟอร(Sulfur) และสารประกอบซลเฟอร(Sulfate) ลดลง

5) การปลอยคารบอนไดออกไซด ซงเปนกาซเรอนกระจกทส าคญลดลง

6) สารฟอรมาดไฮด(Formaldehyde) หรอ อดดไฮด(Aldehyde) แสดงผลเพมขน

ซงพจารณาโดยรวมทงหมดแลวการใชแกสโซฮอลมการลดการปลอยสารพษออกสบรรยากาศนอยกวาน ามนเบนซน ดงนนการใชแกสโซฮอลจะมผลดตอสงแวดลอมมากกวา

2.7.11 อตราความสนเปลองน ามนเชอเพลง

ผลการศกษาอตราความสนเปลองน ามนเชอเพลงของทกงานวจยจะออกมา เหมอนกนในประเดนความสนเปลองน ามนเชอเพลง คอ แกสโซฮอลจะมอตราความสนเปลองของน ามนเชอเพลงสงกวาการใชน ามนเบนซนปกต อตราการสนเปลองจะเพมมากขนตามอตราสวนผสมของเอทานอลทผสมเขาไปมากขนส าหรบแกสโซฮอล E85 มผลการศกษาวจยหลายฉบบในตางประเทศระบความสนเปลองมากกวาน ามนเบนซนอยในชวงรอยละ 30 – 40 เพราะโดยคณสมบตทางเคมและพลงงานแลวเอทานอล

40

มคาความรอนต ากวาน ามนเบนซน การใชงานทตองการก าลงเทาเดมจงตองฉดแกสโซฮอล E85 เขาสหองเผาไหมมากขน จากผลกระทบตอน ามน เครองยนต และการเดนเครองยนตทกลาวมาทงหมด แสดงใหเหนวาการใชเอทานอลผสมน ามนเบนซนเปนแกสโซฮอลมคณสมบตท เปลยนแปลงไปทางดานบวกและลบ แตคณสมบตทเปลยนแปลงไปทางดานบวกประกอบกบผลประโยชนทประเทศและ ประชาชนจะไดรวมกนแลวมมากกวา และคณสมบตทเปลยนแปลงไปทางดานลบ ประเทศสามารถลดการน าเขาน ามนดบจากตางประเทศ สามารถพงพาตนเองดานพลงงานไดมากขน สงเสรมผลตผลทางการเกษตรของประเทศ ลดปญหามลภาวะทางอากาศ และมคณสมบตทางเคมและพลงงานหลายประการทมผลดตอเครองยนต ในขณะทคณสมบตทเปลยนแปลงไปทางดานลบกสามารถปองกนหรอก าจดปญหา เหลานนไปได เชนการเปลยนชนสวนใหมคณสมบตเหมาะสมกบแกสโซฮอล การตดตงอปกรณตรวจวดและปรบอตราการฉดน ามนเชอเพลงเสรมเขาไป และการดดแปลงการออกแบบของอปกรณบางสวนใหม เปนตน โดยปจจบนมการออกแบบและผลตรถยนตส าหรบใชงานกบแกสโซฮอลในสดสวน ตางๆออกสทองตลาดทงในและตางประเทศอยางแพรหลายแลว ทท าใหเทคโนโลยคอนขางจะเสถยรสามารถยอมรบและผใชใชงานไดอยางไม ประสบปญหาใดๆ จงเปนแนวโนมทางดานพลงงานทดแทนของประเทศไทยตอไปในอนาคตระยะยาว 2.8 อตราสวนผสมอากาศเชอเพลง (Air/Fuel Ratio)

อตราสวนผสมอากาศเชอเพลง(Air/Fuel Ratio) คอ สดสวนระหวางมวลของอากาศและมวลของเชอเพลงทมาผสมกนแลวเผาไหม ซงส าหรบเครองยนตสนดาปภายใน (Internal Combustion Engine) นน ทอตราสวนผสมอากาศเชอเพลงจะมผลตอก าลงของเครองยนต การประหยดเชอเพลง และการเผาไหมสมบรณ ในทางทฤษฎแลวอตราสวนผสมอากาศเชอเพลงทท าใหเครองยนตมก าลงมากทสดคอ 12.6:1 ซงเปนสวนผสมคอนขางหนาแตถาหากสวนผสมหนามากเกนไปกจะท าใหก าลงของเครองยนตลดลง และเกนการเผาไหมไมสมบรณ และอตราสวนผสมอากาศเชอเพลงทใหการประหยดเชอเพลงมากทสดคอ 15.4:1 ซงเปนสวนผสมคอนขางบาง ใชอากาศคอนขางมาก สวนผสมอากาศเชอเพลงพอด จะอยท 14.7:1

41

ตารางท 2.2 แสดงอตราสวนผสมของ A/F Ratio

Air-Fuel Ratio ลกษณะ ความสนเปลองเชอเพลง

คณสมบต

20-22:1 บางมาก ต าสด ก าลงต า อตราเรงต า อณหภมหองเผาไหมสง

16-18:1 บาง ต า ประหยด อตราเรงต า อณหภมหองเผาไหมสง

15-16:1 เหมาะสม ประหยดได 4% ก าลงเหมาะสม อตราเรงสง 11.5-13:1 หนา เพมขน 25-30% อตราเรงสงมาก เปลอง

8-10:1 หนามาก สงมาก ก าลงงานต า เปลองมาก 2.8.1 Lambda

Lambda เปนการแสดงคา Air/Fuel Ratio อกรปแบบหนงครบ โดยคา Lambda จะหาได จากสตร Lambda = AFR / Stoich(14.7) ซงถา คา AFR = 14.7 กจะไดคา Lambda = 1 โดยทคา Lambda นหมายถงการสนดาปสมบรณทสด

ตารางท 2.3 แสดงการเปรยบเทยบคาAFR กบ Lambda

lambda E85 a/f ratio Gassoline a/f ratio 1.10 10.74 16.17 1.09 10.64 16.02 1.08 10.55 15.88 1.07 10.45 15.73 1.06 10.35 15.58 1.05 10.25 15.44 1.04 10.16 15.29 1.03 10.06 15.14 1.02 9.96 14.99 1.01 9.86 14.85 1.00 9.77 14.70 0.99 9.67 14.55 0.98 9.57 14.41

42

lambda E85 a/f ratio Gassoline a/f ratio 0.97 9.47 14.26 0.96 9.37 14.11 0.95 9.28 13.97 0.94 9.18 13.82 0.93 9.08 13.67 0.92 8.98 13.52 0.91 8.89 13.38 0.90 8.79 13.23 0.89 8.69 13.08 0.88 8.59 12.94 0.87 8.50 12.79 0.86 8.40 12.64 0.85 8.30 12.50 0.84 8.20 12.35 0.83 8.10 12.20 0.82 8.01 12.05 0.81 7.91 11.91 0.80 7.81 11.76 0.79 7.71 11.61 0.78 7.62 11.47 0.77 7.52 11.32 0.76 7.42 11.17 0.75 7.32 11.03 0.74 7.23 10.88 0.73 7.13 10.73 0.72 7.03 10.58 0.71 6.93 10.44 0.70 6.84 10.29 0.69 6.74 10.14 0.68 6.64 10.00 0.67 6.54 9.85 0.66 6.44 9.70 0.65 6.35 9.55

43

lambda E85 a/f ratio Gassoline a/f ratio 0.64 6.25 9.41 0.63 6.15 9.26 0.62 6.05 9.11 0.61 5.96 8.97 0.60 5.86 8.82

ตารางท 2.4 แสดงคาเปรยบเทยบของ Gasoline กบ Ethanal

Fuel AFRst FARst Equivalence Ratio

Lambda

Gassoline stoichiometric 14.7 0.068 1 1 Gassoline max power rich 12.5 0.08 1.176 0.8503 Gassoline max power lean 13.123 0.0755 1.111 0.900

E85 stoichmetric 9.765 0.10235 1 1 E85 max power rich 6.975 0.1434 1.40 0.7143 E85 max power lean 8.4687 0.118 1.153 0.8673 E100 stoichimetric 9.0078 0.111 1 1

E100 max power rich 6.429 0.155 1.4 0.714 E100 max power lean 7.8 0.128 1.15 0.870

44

รปท 2.36 แสดงคา Lambda ทแปรผนตาม RPM

45

บทท 3

วธการด าเนนงาน

การด าเนนงานโครงงานพลงงานทางเลอก E85 (save driving) น เรมตนจากการศกษาขอมล

อตราสวนผสมของเชอเพลงแกสโซลน และเอทานอล จากตารางแสดงอตราสวนผสมของเชอเพลงชนดตางๆ โดยเรมจากการศกษาเชอเพลงแกสโซลนเปนอนดบแรก เพราะเปนเชอเพลงปกตส าหรบยานพาหนะเครองแกสโซลนใชเตมทวไป โดยใช Innovate รนLC-1 เปนเครองมอในการวดสวนผสมของเชอเพลง ซงใช Wideband sensor ในการวดคา AFR ของไอเสย

รปท 3.1 Innovate รนLC-1 ใชในการวดคา AFR

ซงนกศกษาจะท าการตดตง LC-1 ทตวยานพาหนะทใชท าการทดลองเชอเพลงแกสโซลนและท าการทดลองโดยน ายานพาหนะทดลองวงเพอเกบคาของอตราสวนผสมจาก LC-1 มาท าการบนทกในตารางทดลอง ขนตอนตอไปจะท าการเปลยนเชอเพลงเอทานอล E85 และท าการทดลองโดยน ายานพาหนะทดลองวงเพอเกบคาของอตราสวนผสมทเปลยนแปลงไปจาก LC-1 มาท าการบนทกในตารางทดลอง จากนนนกศกษาจะท าการตดตงกลอง Easy Tune ทตวยานพาหนะ เพอใชในการปรบสวนผสมของเชอเพลง E85 ใหเหมาะสมตอสภาวะโหลดการท างานของเครองยนต ซงในขนตอนการตดตงจะตองท าการวดสญญาณของ Map sensor และสญญาณจดระเบด Igt จากเครองยนตทท าการทดลอง โดยใชมลตมเตอรและอปกรณเชคสญญาณจดระเบดในการวดคา จงจะสามารถตดตงกลอง

46

Easy Tune ไดอยางถกตอง เมอตดตงตวกลอง Easy Tune และอปกรณตรวจจบอตราสวนผสมของเชอเพลง LC-1 เสรจเรยบรอย จงเรมท าการทดลองในขนตอนตอไปโดยน ายานพาหนะทตดตงอปกรณทดลองวงเพอท าการปรบสวนผสมเชอเพลง E85 และองศาจดระเบด ใหเหมาะสมตอสภาวะโหลดการใชงานจรง เพอประสทธภาพสงสดของยานพาหนะ

ก 3.1 ขนตอนการทดสอบเชอเพลงแกสโซลน

1. ตรวจเชคยานพาหนะทใชในการทดลองโดยใชเชอเพลงแกสโซลนใหอยในความพรอมทจะ

ใชในการทดลอง

รปท 3.2 เครองยนต 4A-FE ทใชในการทดลอง

จากรปท 3.2 ตรวจเชคเครองยนตใหอยในความพรอมกอนท าการทดลอง โดยการตรวจเชคกรองน ามนเชอเพลงและสายน ามนเชอเพลงดานขาเขาและออกจากรางหวฉดน ามนเชอเพลง

รปท 3.3 สายน ามนทเส อมสภาพจากการใชงาน

47

จากรปท 3.3 สายน ามนทผานการใชงานเปนเวลานานจงเรมเสอมสภาพท าใหเกดการช ารด

เสยหายตอระบบน ามนเชอเพลงไดท าใหเกดการรวซม หรอเศษยางซลโคนจากตวสายน ามนเชอเพลง

เขาไปอดตนกรองน ามนเชอเพลง มผลท าใหแรงดนเชอเพลงตกลงซงไมเปนผลดตอการใชงาน

รปท 3.4 สายน ามนททนตอการกดกรอนเอทานอล

จากรปท 3.4 คอสายน ามนเชอเพลงททนตอการกดกรอนเอทานอลทท าการเปลยนเขาไปแทน

สายน ามนเชอเพลงทเส อมสภาพ ท าใหระบบน ามนเชอมความปลอดภยตอการรวซมหรอแตกราวจาก

สายน ามนเชอเพลง

รปท 3.5 ตรวจเชคกรองน ามนเชอเพลง

48

จากรปท 3.5 กรองน ามนเชอเพลงใหมทน ามาเปลยนแทนกรองน ามนเชอเพลงเดมทผานการ

ใชงานมานานซงมการอดตนเกดขนในระบบเชอเพลง ท าใหระบบน ามนเชอเพลงสามารถรกษาแรงดนได

อยางมประสทธภาพ

2. ท าการตดตงเครองมอตรวจจบสวนผสมของเชอเพลง LC-1 โดยคาทใชในการวดคา Air/Fuel

Ratio (A/F) จะท าการตดตงโดยการฝงเซนเซอร wide band ไวทต าแหนงของทอไอเสย

รปท 3.6 ต าแหนงการตดตงของ Wideband sensor จากรปท 3.6 ต าแหนงการฝง Wideband sensor ททอไอเสยภายในระยะ 1 เมตร จากพอรทไอเสยทฝาสบของเครองยนต เซนเซอรชนดนจะมความแมนย าและไวตอการตอบสนองจากความรอนของไอเสยทไหลออกจากเครองยนต

รปท 3.7 ตอปลก Wideband sensor กบ LC-1

จากรปท 3.7 ท าการตออปกรณประมวลผล Innovate รน LC-1 เขากบ Wideband sensor ซงอปการณ LC-1 จะท าหนาทประมวลผลคาทวดความรอนจากไอเสยทไหลออกจากเครองยนตท าการ

49

เปลยนคาเปนตวเลขตงแต 8 ถง 22 ซงเปนคาของสวนผสมระหวางอากาศตอน ามนเชอเพลง (Air/Fuel Ratio, AFR) เพอใหเราทราบคาอตราสวนผสมระหวางอากาศตอน ามนเชอเพลงขณะทท าการทดลองวง

3. น าอปกรณ LC-1 เชอมตอกบคอมพวเตอรเพอท าการวดอตราสวนผสม A/F ทแมนย า

รปท 3.8 ตอปลก Serial port กบ LC-1

จากรปท 3.8 ท าการตออปกรณ LC-1 ซงเปนปลก Serial port กบคอมพวเตอรเพอท าการรบสง

ขอมลทโปรแกรม LogWork2 Monitor เพอแสดงผลออกทหนาจอคอมพวเตอร

4. ท าการสตารทเครองยนตเพอตรวจสอบคา A/F

รปท 3.9 จอแสดงผลของ LC-1

50

จากรปท 3.9 เปนการแสดงผลของโปรแกรม LogWork2 Monitor ซงตวโปรแกรมสามารถตดตง

อปกรณเสรมเพอใหสามารถแสดงผลของการวดคาตางๆทตองการวดได

รปท 3.10 กราฟแสดงผลคา AFR ในขณะตดเครองยนต

จากรปท 3.10 โปรแกรม LogWork2 Monitor สามารถแสดงผลในรปแบบของกราฟได เพอให

สามารถสงเกตการเปลยนแปลงของตวเลขอตราสวนผสมระหวางอากาศตอน ามนเชอเพลง

5. น ายานพาหนะออกไปท าการวงทดลองโดยการขบในสภาวะการใชงานปกต

(ใชคนเรง 0-50%) และการขบทตองการสมรรถนะ (ใชคนเรง 0-100%)

6. ท าการเกบคา AFR จาก LC-1 โดยใชคอมพวเตอรในการบนทกคา AFR

51

รปท 3.11 กราฟแสดงคา AFR ทขณะท าการทดลองวงเชอเพลงแกสโซลน

จากรปท 3.11 จะเหนไดวาเสนกราฟทแสดงตวเลขของอตราสวนผสมระหวางอากาศและน ามนเชอเพลงทอยในชวงใชก าลงของเครองยนต จะอยในชวงระหวาง 16.00 AFR ถง 12.92 AFR

7. ท าการวงซ า 2 ครง แลวหาคาเฉลย

8. น าคาเฉลยของ AFR มาท าการบนทกคาลงในตาราง

3.2 ขนตอนการทดสอบเชอเพลง E85

1. ท าการเปลยนเชอเพลงยานพาหนะทใชในการทดลอง จากนนเตมเชอเพลง E85 และท า

การตรวจเชคยานพาหนะใหอยในความพรอมทจะใชในการทดลอง

52

รปท 3.12 สถานบรการน ามน E85

จากรปท 3.12 หวจายน ามนเชอเพลง E85 ราคา 23.00 บาทตอหนงลตร สถานบรการณน ามนเชอเพลง บางจาก

2. ท าการตดตงเครองมอตรวจจบสวนผสมของเชอเพลง LC-1 โดยคาทใชในการวดจะเปนคา

Air/Fuel Ratio (AFR)

รปท 3.13 ตดตง Wideband sensor เพอวดคา AFR E85 จากรปท 3.13 ท าการตดตง Wideband sensor เพอท าการวดคาอตราสวนผสมระหวางอากาศและน ามนเชอเพลงE85 ทเปลยนแปลงไปจากเดม

53

3. น าอปกรณ LC-1 เชอมตอกบคอมพวเตอรท าการวดอตราสวนผสมของ E85 เพอใหไดคา

AFR ทแมนย า

รปท 3.14 ตอปลก Serial port กบ LC-1

จากรปท 3.14 ท าการตออปกรณ LC-1 ซงเปนปลก Serial port กบคอมพวเตอรเพอท าการรบสงขอมลทโปรแกรม LogWork2 Monitor แสดงผลออกทหนาจอคอมพวเตอร เพอท าใหทราบคาทเปลยนแปลงไปของเชอเพลงE85

4. ท าการสตารทเครองยนตเพอตรวจสอบคา AFR ทเปลยนแปลงไป

54

รปท 3.15 แสดงใหเหนคา AFR ทเปลยนแปลงไปของเชอเพลง E85

จากรปท 3.15 แสดงคาอตราสวนผสมระหวางอากาศและน ามนเชอเพลงE85 ในขณะท าการตด

เครอง จะเหนไดวาตวเลขจะเปลยนอยในชวง 17.00 AFR ถง 18.00 AFR

5. น ายานพาหนะออกไปท าการวงทดลองโดยการขบในสภาวะการใชงานปกต

(ใชคนเรง 0-50%) และการขบทตองการสมรรถนะ (ใชคนเรง 0-100%)

6. ท าการเกบคา AFR ของ E85 จาก LC-1 โดยคอมพวเตอรในการบนทกคา AFR

55

รปท 3.16 คา AFR ของเชอเพลง E85 ขณะท าการทดลองวง

จากรปท 3.16 แสดงคาอตราสวนผสมระหวางอากาศและน ามนเชอเพลงE85 ซงตวเลขของ

อตราสวนผสมระหวางอากาศและน ามนเชอเพลงE85 ในขณะท าการทดลองวงจะอยในชวง 19.00 AFR

ถง 15.00 AFR ซงตวเลขดงกลาวไมไดอยในชวงยานใชก าลงท าใหไมสามารถน ามาใชเตมยานพาหนะ

ไดทนท

7. ท าซ า 2 ครง แลวหาคาเฉลย

8. น าคาเฉลยของ AFR เชอเพลง E85 มาท าการบนทกคาลงในตาราง

3.3 ขนตอนการทดสอบเชอเพลง E85 กบยานพาหนะทตดตงกลอง Easy tuner

1. ตรวจเชคยานพาหนะทใชในการทดลองโดยใชเชอเพลง E85 ใหอยในความพรอมทจะใชใน

การทดลอง

2. ท าการตดตงกลอง Easy tuner กบยานพาหนะใหเรยบรอย

56

รปท 3.17 กลอง ECU กอนท าการตดตง

จากรปท 3.17 กลองควบคมเครองยนต (Engine Control Unit : ECU) ทตองท าการตรวจเชค

สายไฟกอนท าการตดตงกลอง Easy tuner

รปท 3.18 กลอง Easy tuner ทท าการตดตงแลว

จากรปท 3.18 ท าการตดตงกลอง Easy tuner ตามขนตอนการตดตงจากทฤษฎ

57

3. ท าการเชอมตอสายUSB2 ของกลอง Easy tuner กบคอมพวเตอร

รปท 3.19 ตอสาย USB2 กบกลอง Easy tuner

จากรปท 3.19 น าสาย USB2 เสยบทตวกลองท าการรบและสงขอมลเพอท าการแกไขอตราสวนผสมระหวางอากาศและเชอเพลงE85

รปท 3.20 ตอสาย USB2 กบคอมพวเตอร

จากรปท 3.20 ท าการเชอมตอเพอรบและสงขอมลระหวางกลอง Easy tuner เพอท าการปรบปรงแกไขสวนผสมของเชอเพลงE85

58

4. ท าการตดตงเครองมอตรวจจบสวนผสมของเชอเพลง LC-1 โดยคาทใชในการวดจะเปนคา Air/Fuel Ratio (AFR) จะท าการตดตงโดยการฝงเซนเซอร wide band ไวทต าแหนงของทอไอเสย

รปท 3.21 ตดตง Wideband sensor เพอวดคา AFR ในการปรบสวนผสม

จากรปท 3.21 ท าการตดตง Wideband sensor เพอท าการวดคาอตราสวนผสมระหวางอากาศและน ามนเชอเพลงE85 และท าการปรบคาสวนผสมระหวางอากาศและน ามนเชอเพลงE85

5. น าอปกรณ LC-1 เชอมตอกบ Note book ท าการวดอตราสวนผสมของ E85 เพอใหไดคา A/F ทแมนย า

รปท 3.22 ตอปลก Serial port กบ LC-1

จากรปท 3.22 ท าการตออปกรณ LC-1 ซงเปนปลก Serial port กบคอมพวเตอรเพอท าการรบสงขอมลทโปรแกรม LogWork2 Monitor แสดงผลออกทหนาจอคอมพวเตอร เพอท าใหทราบคาทเปลยนแปลงไปของเชอเพลงE85 และและท าการปรบคาสวนผสมระหวางอากาศและน ามนเชอเพลงE85

59

6. บดสวตชกญแจไปทต าแหนง on และเรมตนในโปรแกรม

รปท 3.23 โปรแกรม Easy tuner

จากรปท 3.23 แสดงโปรแกรม KKT Easy Tuner โดยดานซายจะเปนจอแสดงผลวดรอบเครองยนต ถดลงมาจะแสดงคาของแมพและแอรโฟลว และดานลางสดจะแสดงผลของเปอรเซนตขององศาการเปดและปดของต าแหนงลนปกผเสอ ตารางดานบนจะเปนการแกไขในการปรบสวนผสมระหวางอากาศและน ามนเชอเพลง ตารางดานลางจะเปนการแกไของศาการจดระเบดของเครองยนตเพอใหมการเผาไหมสมบรณทสด ทางดานขวาสดจากดานบนจะเปนการอานและบนทกขอมล ถดลงมาจะเปนการเลอกชนดของระบบจดระเบดและการอานคาตามแมพหรอแอรโฟลวและสญญาณลนปกผเสอ

7. ท าการเลอกชนดของการจดระเบดของกลอง Easy tuner

รปท 3.24 เลอกชนดจดระเบด

60

จากรปท 3.24 เปนการเลอกชนดของระบบจดระเบดใหตรงกบชนดของเครองยนตของ

โปรแกรม KKT Easy Tuner

รปท 3.25 เลอกจ านวนสบ

จากรปท 3.25 เปนการเลอกจ านวนสบเพอใหตรงกบชนดของเครองยนตของโปรแกรม KKT

Easy Tuner

8. สตารทเครองยนต

รปท 3.26 โปรแกรม Easy tuner ขณะท าการสตารทเครองยนตแลว

61

จากรปท 3.26 โปรแกรม KKT Easy Tuner จะแสดงผลการท างานตางๆของเครองยนตโดย

จะแสดงผลแบบเรยลไทมบนตารางทใชปรบและแกไข

8. น ายานพาหนะออกไปท าการวงทดลองโดยการขบในสภาวะการใชงานปกต

(ใชคนเรง 0-50%) และการขบทตองการสมรรถนะ (ใชคนเรง 0-100%)

9. ท าการเกบคา AFR จาก LC-1 โดยใช Note book ในการบนทกคา AFR

รปท 3.27 คา AFR ขณะตดเครองยนต

จากรปท 3.27 แสดงตวเลขคาอตราสวนผสมระหวางอากาศและน ามนเชอเพลง E85 กอนท าการปรบและแกไข ซงกอนท าการปรบตวเลขจะอยระหวาง 17.00 AFR ถง 18.00 AFR

10. ท าการปรบสวนผสม และองศาจดระเบด ของกลอง Easy tune เพอใหไดคา AFR ท เหมาะสม

62

รปท 3.28 ท าการครอบ cursor บรเวณแถบสเหลอง

จากรปท 3.28 ท าการทดลองปรบสวนผสมโดยการครอบ cursor ทบรเวณแถบสเหลองในตารางบนโปรแกรม KKT Easy Tuner

รปท 3.29 คลกขวาเลอนคาในแถบปรบคา เพอปรบสวนผสม

จากรปท 3.29 ทดลองคลกขวาทคอมพวเตอรเพอเปดโหมดการปรบคาในตารางแมพและองศาจดระเบด เมอไดคาทตองการแลวกด OK

11. เมอไดคา AFR ทเหมาะสมแลวท าการวงซ า 2 ครง แลวหาคาเฉลย

63

รปท 3.30 ใชคา AFR แสดงผลรวมในการปรบสวนผสม

จากรปท 3.30 เมอท าการทดลองปรบคาสวนผสมระหวางอากาศและเชอเพลงE85 และสามารถดคาทเปลยนแปลงไปในโปรแกรม LogWork2 Monitor

รปท 3.31 คาทเปลยนแปลงไปในตาราง เพอใหคา AFR เหมาะสม

จากรปท 3.31 แสดงคาบนตารางของโปรแกรม KKT Easy Tuner ทไดท าการปรบคาสวนผสมระหวางอากาศและน ามนเชอเพลงเรยบรอยแลว แสดงผลพรอมกบโปรแกรม LogWork2 Monitor

64

รปท 3.32 คา AFR ทท าการปรบสวนผสมทเหมาะสม

จากรปท 3.32 แสดงคาอตราสวนผสมระหวางอากาศและน ามนเชอเพลงE85 ทไดท าการปรบและแกไขโดยโปรแกรม KKT Easy Tuner แลว จะแสดงใหเหนถงคา AFR ทอยในชวงยานใชก าลงของเครองยนต โดยตวเลขจะอยระหวาง 13.00 AFR ถง 15.5 AFR

12. น าคาเฉลยของ AFR เชอเพลง E85 มาท าการบนทกคาลงในตาราง

65

บทท 4

ผลการทดลอง 4.1 ค าอธบายผลของโครงงาน

จากการวางแผนและเตรยมงานตางๆ ทางกลมไดท าการทดลองโดยบนทกคา AFR ระหวางเชอเพลง

แกสโซลนและE85 กอนการตดตงอปกรณ และท าการตดตงอปกรณเขากบระบบควบคมการท างานของ

เครองยนตและท าการทดลองการท างานของอปกรณ และท าการบนทกคา AFR หลงจากท าการปรบสญญาณ

Map sensor ของกลอง Easy tuner กบเชอเพลง E85 และท าการเปรยบเทยบอตราสวนผสมระหวางน ามน

เชอเพลงทง 2 ชนดเพอทจะท าการปรบแตงปรมาณการการฉดของน ามนเชอเพลง E85 ใหไดคาของอตรา

สวนผสมของน ามนกบอากาศทเปนไปตามตารางสวนผสมคา AFR ตามทฤษฎทใหคาพลงงานสงสด

4.2 การทดสอบและกระบวนการปรบปรง

ท าการวดคาของอตราสวนผสมของน ามนและอากาศจากการใชน ามนเบนซนแบบธรรมดาแลว

ท าการบนทกผล หลงจากท าการบนทกผลแลวท าการเปลยนน ามนเชอเพลงจากเบนซนธรรมดามาเปน

น ามนแกสโซฮอล E85 แลวท าการบนทกผล

การทดลองท 1

ท าการบนทกคาของ AFR จากเชอเพลงแกสโซลนแลวท าการบนทกผล

800 1,600 2,400 3,200 4,000 4,800 5,600 6,400 7,200 0 16.6 16.7 17.2 18.3 22.0 22.0 22.0 22.0 22.0 15 15.8 15.6 15.2 15.0 14.9 15.1 15.2 15.5 15.8 30 14.6 14.3 14.4 14.3 14.0 14.2 14.0 13.8 13.5 45 14.2 14.0 14.4 14.1 13.8 13.5 13.4 13.2 13.0 60 13.9 14.0 14.1 13.9 13.7 13.4 13.2 13.0 13.0 75 13.5 13.8 13.5 13.3 13.2 13.1 13.0 12.8 12.8 90 13.2 13.4 13.2 13.0 12.8 12.5 12.2 12.0 11.7

ตารางท 4.1 แสดงคา AFR จากจากเชอเพลงแกสโซลน

RPM Tps%

66

การทดลองท 2

ท าการเปลยนน ามนเชอเพลงเปนแกสโซฮอล E85 แลวท าการทดลองวงเพอวดคา AFR และท าการ

บนทกคา

800 1,600 2,400 3,200 4,000 4,800 5,600 6,400 7,200 0 18.8 19.2 20.4 22.0 22.0 22.0 22.0 22.0 22.0 15 17.6 17.8 18.0 17.8 18.2 18.1 18.3 18.7 19.0 30 17.8 18.2 18.3 18.5 18.1 18.2 19.0 18.8 19.3 45 17.2 17.5 17.8 18.1 18.3 18.2 18,5 18.9 19.0 60 16.9 17.2 17.0 16.8 16.9 17.1 17.4 17.8 18.0 75 16.7 16.9 16.8 17.0 16.8 16.9 16.7 16.4 16.2 90 16.2 16.4 16.0 15.5 15.4 15.8 15.3 15.2 15.0

ตารางท 4.2 แสดงคาของสวนผสมของน ามนกบอากาศจากน ามนแกสโซฮอล E85

การทดลองท 3

ท าการตดตงกลอง Easy tuner และท าการปรบคา Volt ของ Map sensor เพอปรบสวนผสมให

มความเหมาะสมกบตามตารางสวนผสมคา AFR ตามทฤษฎ

800 1,600 2,400 3,200 4,000 4,800 5,600 6,400 7,200 0 15.2 15.0 15.5 17.8 19.5 22.0 22.0 22.0 22.0 15 14.4 14.2 14.3 14.1 14.0 14.4 14.7 14.4 14.9 30 14.0 14.2 14.1 13.8 13.7 13.5 13.6 13.5 13.8 45 13.8 13.5 13.4 13.2 13.5 13.4 13.3 13.4 13.6 60 13.5 13.4 13.2 13.5 13.2 13.0 13.1 13.0 12.8 75 13.3 13.4 13.2 13.1 12.9 12.8 12.5 12.7 12.8 90 13.4 13.5 13.3 13.2 13.0 12.8 12.4 12.5 12.3

ตารางท 4.3 แสดงคา AFR ของเชอเพลง E85 หลงจากท าการปรบสญญาณ Map sensor

RPM Tps%

RPM Tps%

67

ตารางท 4.4 แสดงการอานคา AFR

Air-Fuel

Ratio ลกษณะ

ความสนเปลอง

เชอเพลง คณสมบต

20-22:1 บางมาก ต าสด ก าลงต า อตราเรงต า อณหภมหองเผาไหม

สง

16-18:1 บาง ต า ประหยด อตราเรงต า อณหภมหองเผาไหม

สง

15-16:1 เหมาะสม ประหยดได 4% ก าลงเหมาะสม อตราเรงสง

11.5-13:1 หนา เพมขน 25-30% อตราเรงสงมาก เปลอง

8-10:1 หนามาก สงมาก ก าลงงานต า เปลองมาก

4.3 เปรยบเทยบกระบวนการกอนและหลงการปรบปรง

เปรยบเทยบคาการใชน ามนเชอเพลงเบนซนธรรมดากอนท าการเปลยนมาใชน ามนเชอเพลง

แกสโซฮอล E85

กราฟท 4.1 แสดงการเปรยบเทยบระหวางเชอเพลงกอนและหลงการทดลอง

68

บทท 5

บทสรป

5.1 สรปผลการทดลอง

จากการทดลองโครงงานการปรบเครองยนตใหรองรบ E85 การทดลองในขนตอนแรกทไดท า

การตดตงอปกรณตรวจวดสวนผสม AFR ของ Innovate รน LC-1 แลวท าการสตารทเครองยนตขณะ

เดนเบา และท าการทดลองทความเรวรอบเทากนเพอใหสภาวะของโหลดมความสม าเสมอ เพอวเคราะห

คา AFR จาก LC-1 ซงคาทไดจากการทดลองเชอเพลงแกสโซลนเปนไปตามคา AFR จากทฤษฎตาม

ตาราง คอในขณะทเครองเดนเบาสภาวะโหลดทนอยจะมสวนผสมทคอนขางบาง และในขณะทท าการ

แตะคนเรงสภาวะโหลดทมากขนเลกนอยจะมสวนผสมทเหมาะสม และเมอท าการทดลองขบบนสภาวะ

การใชงานจรงทรอบเครองยนตคงทในชวงสภาวะการท างาน 3,000-4,000 รอบ จะมสวนผสมทเหมาะสม

และเมอท าการทดลองเหยยบคนเรงในสภาวะโหลดทเพมมากขนจะมสวนผสมทคอนขางหนา จากนนได

ท าการเปลยนเชอเพลงของยานพาหนะมาเปนเอทานอล E85 และท าการวดสวนผสม AFR จะเหนไดวา

คาทท าการวดสวนผสมจะบางมาก เนองจากเอทานอลตองการปรมาณเชอเพลงทมากขน ท าให

เครองยนตท างานไดไมสมบรณและอาจกอใหเกดความเสยหายได จงไดท าการตดตงกลอง Easy tuner

เพอท าการปรบสวนผสมใหเหมาะสม และคาAFR ทวดได หลงจากท าการปรบสวนผสมจากกลอง Easy

tuner แลว ในขณะทเครองเดนเบาสภาวะโหลดทนอยจะมสวนผสมทบางเพอเปนการเผาไหมทสะอาด

และในขณะทท าการวงไดทดลองการปรบคาทกลอง Easy tuner เพอใหไดคา AFR ทเหมาะสมกบ

เชอเพลง E85 ตามตารางสวนผสมคา AFRตามทฤษฎ จงท าใหเครองยนตสามารถใชเชอเพลง E85 ได

อยางสมบรณตามวตถประสงค

5.2 ขอเสนอแนะ

เนองจากการทดลองนไดท าการทดลองสภาวะการขบขจรง ดงนนในการทดลองจงไมสามารถ

ก าหนดสภาวะโหลดคงทไดท าใหการทดลองในแตละครงสภาวะโหลดของเครองยนตจะไมคงท เพอให

การทดลองนไดคามาตรฐานทแนนอน ควรจะมการทดลองบน Dyno Test จะท าใหเหนผลความแตกตาง

ของแรงบดทคงทไดชดเจน กวาการขบขจรงบนทองถนน

69

5.3 ขอดของการตดตงกลอง Easy tuner

- ลดคาใชจายจากการใชพลงงานเชอเพลง

- ชวยลดมลพษจากการเผาไหมทสมบรณ

- ลดความเสยหายของเครองยนตเนองจากมความตานทานการนอคของเครองยนตสง

70

บรรณานกรม

[1] อเลกทรอนกสรถยนต ระบบฉดเชอเพลงแกสโซลนอเลกทรอนกส โดย พเชฐ เขยวสมวง

[2] http://www.aeracingclub.net/forums/index.php?topic=12074.0

[3] http://ffvkit.com/index.php?e85=True

[4] http://www.vcharkarn.com/vblog/40490/4

[5] http://www.lks.ac.th/anchalee/cindex-n.htm

[6] http://www.opel.in.th/index.php?action=dlattach;topic=994.0;attach=2942

[7] http://www.innovatemotorsports.com/

71

ประวตผท าโครงงาน

นายกณฑ หงษาชาต จบการศกษาระดบประกาศนยบตรชนสง(ปวส.) จากโรงเรยนเทคโนโลยภาคตะวนออก(อ.เทค) จงหวดชลบร ปจจบนศกษา ณ คณะวศวกรรมศาสตร กลมวชา เทคโนโลยไฟฟาและอเลกทรอนกส

นายวรฬห แสงจา จบการศกษาระดบประกาศนยบตรชนสง(ปวส.) จากโรงเรยนเทคโนโลยภาค

ตะวนออก (อ.เทค) จงหวดชลบร ปจจบนศกษา ณ คณะวศวกรรมศาสตร กลมวชา เทคโนโลยไฟฟาและอเลกทรอนกส ปจจบนท างานดาน Mechanic