LSVคลังสมองออนไลน์ "ปีที่14"

ลักษณะการทำงาน

ชุดควบคุมการจุดระเบิด (CDI) จะถูกติดตั้งและทำงานร่วมกับเครื่องยนต์ ซึ่ง CDI มีสัญญาณอินพุทจากเครื่องยนต์คือ แรงดันไฟสูงจาก Charge Coil และ Pulser Coil และมีเอาท์พุท คือสัญญาณไปต่อกับหัวเทียน (Spark plug) เมื่อเครื่องยนต์เริ่มต้นสตาร์ท CDI จะปรับการควบคุมให้หัวเทียนเกิดประกายไฟเพื่อให้เครื่องยนต์ติดได้ง่าย จากนั้นเมื่อเริ่มเพิ่มรอบความเร็วขึ้นไป CDI ก็จะเปลี่ยนวิธีการจุดระเบิดโดยให้องศาเพิ่มขึ้น เพื่อให้เครื่องยนต์ได้กำลังเหมาะกับการขับขี่ และเมื่อเครื่องยนต์ลดรอบความเร็วลงมา CDI จะปรับให้องศาจุดระเบิดลดต่ำลงมา เพื่อให้เครื่องยนต์เดินเรียบสม่ำเสมอ

เทคโนโลยีที่ใช้

Embedded microcontroller

Switching power supply

CDI

Controlled computer



การทำงานของรถจักรยานยนต์ หรือมอเตอร์ไซด์นั้น ถูกควบคุมการจุดระเบิดของหัวเทียน (Spark plug) ให้สัมพันธ์กับความเร็วรอบเครื่องยนต์ เพื่อให้รถเคลื่อนที่ไปด้วยแรงที่เหมาะสม  อุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ในการควบคุมการระเบิดของหัวเทียนนี้เรียกว่า  CDI (ออกเสียงว่า “ซี-ดี-ไอ” ) ซึ่งก็มาจากคำว่า Capacity Discharge Ignition โดยตามชื่อได้สื่อถึงลักษณะการทำงานภายในของมัน  โดยใช้หลักการของตัวเก็บประจุสะสมประจุไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจากสนามแม่เหล็กเหนี่ยวนำ (Magneto) ที่เกิดขึ้นจากการที่เครื่องยนต์หมุนด้วยความเร็วที่แตกต่างกัน จากนั้นจึงคายประจุไฟฟ้า (Discharge) ในจังหวะที่เหมาะสม คือตำแหน่งการเคลื่อนที่ขึ้นลงของลูกสูบนับจากศูนย์ตายบน (Top Dead Center) ซึ่งถูกควบคุมมุมการระเบิด (Ignition Advance Angle) โดยไมโครคอนโทรลเลอร์ 
 
CDI ต้นแบบ
 

การควบคุมเครื่องยนต์ให้ได้แรงบิดที่สูง และในขณะเดียวกันมีอัตราการสิ้นเปลืองพลังงานต่ำ และไอเสียต่ำนั้น จะต้องควบคุมให้มีการจุดระเบิดหัวเทียน เมื่อลูกสูบอยู่ ณ ตำแหน่งก่อนศูนย์ตายบนที่เหมาะสม ซึ่งจะแปรเปลี่ยนไปตามความเร็วรอบเครื่องยนต์. CDI เป็นวงจรที่ใช้ microcontroller/microprocessor เป็นตัวควบคุมการทำงาน จึงสามารถจัดการให้มีการควบคุมการจุดระเบิดที่ตำแห่นงที่ต้องการได้อย่างแม่นยำ. นอกจากนี้ การใช้ microcontroller ยังทำให้เกิดความยืดหยุ่นในการบรรจุตารางความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วรอบ กับองศาการจุดระเบิด.
 

 
หลักการทำงานของ CDI
1.  ตัวเก็บประจุ ถูกประจุด้วยแรงดันไฟสูง ซึ่งจ่ายโดยชุด magneto ของเครื่องยนต์.
2.  ตัว microcontroller คอยตรวจจับว่าลูกสูบอยู่ในตำแหน่งใด จาก sensor ซึ่งถ้าเป็นของรถจักรยานยนต์ ได้แก่สัญญาณ pulser.  สัญญาณ pulser มีลักษณะเป็นคลื่นรูป sine จะปรากฏหนึ่งครั้ง ต่อการหมุนหนึ่งรอบ ณ ตำแหน่งของลูกสูบค่าใดค่าหนึ่ง สำหรับเครื่องยนต์ที่เราใช้ จะอยู่ที่ประมาณ 30 องศาก่อนจุดศูนย์ตายบน.
 
3.  นับจากตำแหน่งที่ pulser ปรากฏ, microcontroller จะทำการหน่วงเวลา ไปจนกว่าลูกสูบจะถึงตำแหน่งก่อนจุดศูนย์ตายบนที่ต้องการ และ microcontroller จะควบคุมให้ switch เปิด. ประจุไฟแรงดันหลายร้อยโวลต์จากตัวเก็บประจุ จะ discharge ผ่านขดลวด ignition coil และเหนี่ยวนำให้เกิด ค่ามุมจุดระเบิดที่เหมาะสมที่สุด ในแต่ละความเร็วรอบ สามารถหาได้จากการทดลองบน dynamometer ด้วยการตั้งค่าความเร็วรอบของเครื่องยนต์ที่ค่าต่างๆ แล้วปรับเปลี่ยนมุมจุดระเบิด แล้ววัดค่าแรงบิด อัตราสิ้นเปลืองเชื้อเพลิง และไอเสีย.
 
 

ขอบโปรดคนที่มี ไอเดีย ช่วยแนะนำต่อที

มิชั่ยว่าทำได้คนเดียวโดยมิแบ่งปัน

MCU ใช้ ตระกูล PIC นะคัฟ เพราะจะเขียนโปรแกรมง่ายก่า

ณ ที่นี้เราจะกล่าวกันถึงระบบการจุดระเบิด ที่ใช้สำหรับการจุดระเบิดในห้องเผาไหม้ของเครื่องยนต์
ซึ่งเครื่องยนต์ส่วนใหญ่ไดใช้อุปกรณ์กำเนิดไฟฟ้าหนึ่งชุดอันประกอบด้วย ชุดขดลวดจานไฟล้อแม่เหล็ก
คอล์ยจุดระเบิด และอุปกรณ์ที่สำคัญที่สุดก็คือ กล่องควบคุมการจุดระเบิด (Copacitor Discharge Lgnition
Unit) หรือที่ภาษาชาวบ้านเรียกกันว่า กล่องซีดีไอ ระบบบังคับการจุดระเบิดแบบซีดีไอ
ทำงานสั่งจ่ายจังหวะการทำงานได้แม่นยำในด้านการสร้างกระแสไฟฟ้าแรงสูงจ่ายให้กับ
คอย์ลจุดระเบิดเพื่อส่งต่อไปที่หัวเทียน ทั้งนี้เพราะในชั้นแรกกระแสไฟฟ้าไม่ว่จะจากแบตเตอรี่หรือ
จากระบบกำเนิดไฟฟ้าแบบแมกนีโต จะเข้าไปประจุแรงดันอยู่ที่กล่องควบคุมตัวนี้ประมาณสามถึงสี่ร้อยโวลต์
กระแสนี้จะถูกส่งเข้าสู่ขดลวดไพรมารี่ของคอล์ยจุดระเบิดเพื่อสร้างกระแสไฟแรงดันสูงให้หัวเทียนได้อย่างรว
ดเร็ว ตามจังหวะการนับของพลัซเซอร์
โดยพลัซเซอร์ตัวนี้สามารถนับจังหวะและทราบถึงจังหวะการเคลื่อนตัวของลูกสูบได้จาก
แถบคัตเตอร์ที่ล้อแม่เหล็ก หรือในอีกระบบหนึ่งที่ไม่มีการใช้ ชุดพลังพลัซเซอร์คอล์ย
ก็จะทราบจังหวะได้จากการนับของขดลวดสตารท์กับแถบแม่เหล็กภายในที่หมุนผ่าน
จังหวะของจุดระเบิดนั้นจะใช้ระยะเวลาในการนี้เพียง 2-3 ส่วนล้านวินาที
ซึ่งในส่วนของการส่งกระแสไฟเข้าสู่ระบบการจุดระเบิดในห้องเผาไหม้ของเครื่องยนต์
เพื่อสร้างพลังงานนี้จะสิ้นสุดกระบวนการขั้นสุดท้ายที่เขี้ยวหัวเทียนโดยใช้วิธีการสร้างไฟฟ้าแรงดัน
สูงส่งสู่ปลายฉนวนเพื่อการกระโดดข้ามลงดินของเครื่องยนต์ตรงเขี้ยวหัวเทียน
ซึ่งตรงนี้จะทำให้เกิดประกายไฟ
ขึ้นและเมื่อจ๊ะเอ๋เข้ากับแรงกดดันอย่างมหาศาลของอากาศและน้ำมันเชื้องเพลิงในห้องเผาไหม้
ก็จะเกิดการระเบิดอย่างรุนแรงพร้อมกับผลักให้ลูกสูบเคลื่อนตัวลงเข้าสู่ระบบต่อไป
ตรงนี้แหละคือแหล่งกำเนิดพลังงานขั้นต้นของเครื่องยนต์
สำหรับจังหวะการจุดระเบิดมีการกระทำโดยหัวเทียนจะกระทำการก่อนที่ลูกสูบจะเคลื่อนถึงจุดศูนย์ตายบน
(จุดที่ลูกสูบขึ้นสูงสุดและวาล์วไอดี / วาล์วไอเสียปิดสนิท) เล็กน้อย โดยเฉลี่ยแล้วเครื่องยนต์สแตนดาร์ด
จะมีองศาการหมุนอยู่ประมาณที่ 15-25 องศาก่อนศูนย์ตายบน
ซึ่งขึ้นอยู่กับความสามารถในการควบคุมช่องจัวหวะสัญญาณ การจุดระเบิดของกล่องซีดีไอ
ที่ผู้ผลิตฯติดตั้งมากับเครื่องยนต์นั้น ๆ
สำหรับเครื่องยนต์ที่มีการปรับแต่งหรือที่เรียกว่าโมดิฟายจะทำการเลื่อนหรือปรับเปลี่ยนองศา
การจุดระเบิดให้เร็วขึ้นกว่าเดิม ประมาณ 5-10 องศา โดยวิธีการเลื่อนชุดขดลวดจานไฟถอยหลัง
หรือหมุนตามเข็มนาฬิกาหรือถ้าเครื่องยนต์ ตัวนั้นได้ติดตั้งตัวเดียวให้ ถอยหลังก็ได้เช่นกัน
และอีกวิะหนึ่งก็คือการสไลด์ลิ่มจานไฟ
เพื่อทำให้ล้อแม่เหล็กถูกเลื่อนจากตำแหน่งเดมมาด้านหน้าหรือทวนเข็มนาฬิกา เพื่อให้ตำแหน่งการนับจังหวะ
จุดระเบิดเปลี่ยนแปลงไปจากเดิม
ซึ่งจะมีผลทำให้แรงอัดจากการจุดระเบิดในห้องเผาไหม้เพิ่มขึ้นจากเดิมเพราะอณูและโมเลกุลของก๊าซไอดียัง
กระจัดกระจายอยู่เมื่อลูกสูบเคลื่อนตัวขึ้นสูงมากเท่าใดแรงกดดันก็จะเพิ่มมากขึ้นตามไปจะมีโอกาส
ทำให้เกิดมีการรวมตัวของก๊าซจนเป็นหยดน้ำ ซึ่งไม่เป็นผลดีกับการเผาไหม้ตัวเองของมัน
แต่ไม่ใช่จะเลื่อนจังหวะการจุดระเบิดซะมากมายแล้วจะเป็นผลดี
เพราะถ้าเลื่อนให้องศาก่อนจุดที่ศูนย์ตายบนมาก ๆ จะทำให้เครื่องยนต์หมุนถอยหลังได้ ทุก ๆ
อย่างมันต้องมีความพอดีคับโปรดระวัง!
ถ้าทำการเลื่อนได้จุดที่เหมาะสมทำให้เครื่องยนต์มีอัตราเร่งที่ดีขึ้นและทำให้การเผาไหม้ในห้องเผาไหม้
เป็นไปอย่างรวดเร็วและหมดจดมากขึ้น
แต่ถ้าการปรับเปลี่ยนอาศาการจุดระเบิดแก่มากเกินไปจะทำให้เครื่องยนต์เกิดอาการแบ็คหรือตีกลับ
เพราะแรงเหวี่ยงสะสมจากเพลาข้อเหวี่ยงถูกทำลายเร็วเกินไป จึงไม่สามารถหมุนลูกสูบผ่านขึ้นไปยังศูนย์ตายบน
ได้ตามปกติหรือถ้าผ่านขึ้นไปได้ก็ไม่สามารถถ่ายทอดกำลังของเครื่องยนต์ออกมาได้อย่างต่อเนื่องจะทำให้รถฯ
มีอาการตัน ในบางครั้งการปรับแต่งเครื่องยนต์ก็ต้องให้องศาการจุดระเบิดช้าลงจากเดิมเช่นกัน
(หมายถึงการปรับไฟอ่อน) เพราะการปรับแต่งอุปกรณ์ชิ้นส่วนอื่น ๆ ของเครื่องยนต์มีผลกับระบบไฟเช่นกัน
สิ่งที่จะทำให้รู้และกำหนดจังหวะการจุดระเบิดได้ก็ต้องอาศัยเครื่องมือหรือุปกรณ์พิเศษที่เรียกว่า
ไทมิ่ง-ไลท์ เครื่องมือหรืออุปกรณ์ชุดนี้จะถูกนำมาคีบกับสายคอลย์หัวเทียนเพื่อนับจังหวะการจุดระเบิดโดย
จะส่งสัญญาณออกมาเป็นระบบไฟกระพริบความถี่สูง เมื่อนำมาส่องกับจุดมาร์คของจานไฟก็จะได้เห็น
จังหวะที่ไฟจุดระเบิด
ถ้าตำแหน่งตรงกันกับจุดชี้ตำแหน่งที่ตัวแคร้งท์หมายถึงองศาการจุดระเบิดมาตรฐานที่โรงงานกำหนด
ถ้ามาร์คที่จานไฟเลยมาทางด้านหน้าหมายถึงไฟอ่อนถ้ามาร์คที่จานไฟถอยมาทางด้านหลังหมายถึงไฟแก่นั่นเอง

รวมความเล็ก ๆ
รวมความได้ว่า อากาศ น้ำมัน ไฟ คือพื้นฐานสำคัญที่จะกำหนดสมรรถนะและประสิทธิภาพของเครื่องยนต์
ถ้าสามารถทำให้ทั้งสามอย่างนี้ได้สัดส่วนที่ลงตัวก็สามารถทำให้เครื่องยนต์นั้น ๆ
แรงขึ้นมาได้โดยแทบจะไม่ต้องทำอะไรกับเครื่องยนต์เลย แต่ในทางกลับกันต่อให้ปรับแต่งอุปกรณ์ชนิดพิเศษใด ๆ
เพิ่มเติมเข้าไปในเครื่องยนต์แล้วปัจจัยทั้งสามอย่างนี้ไม่ได้สัดส่วนที่เหมาะสมเครื่องยนต์เดิม ๆ
ยังจะดีกว่าโปรดอย่ามองข้าม

ผม มีตรง ส่วน ภาคจ่ายไฟ ส่วน pic กำลังทดลองอยู่ครับ
ไฟจะมีประมาณ 300 v ถ้าสูงกว่านั้น รถจะจาม(แตก)

ดูในหนังสือทำเล่นให้เป็นจริงเล่ม 24-25 สิครับ ลองดูวงจรเขาเล็กมาก ไม่ใช้ IC เลย

เอาด้วยคนครับศึกษามานานแล้วหัดเขียนภาษาcอยู่ยังไม่ค่อยได้เรื่องเท่าไหร่ผมสนใจในส่วนpicมากๆแต่ยังเขียนไม่ค่อยเก่ง

อยากได้แบบใส่ Wave 100s ได้นะครับพอมีวงจรแบ่งกันบ้างหรือเปล่าครับ แบบไม่ตัดรอบทำให้ความเร็วเพิ่มสำหรับรถเดิม ๆ ไม่ได้แต่งเลยครับ