ไฟฟ้าเครื่องยนต์

ไฟฟ้าเครื่องยนต์ หมายถึง ระบบไฟฟ้าที่เกี่ยวกับเครื่องยนต์เท่านั้น ซึ่งใช้เพื่อการสตาร์ทเครื่องยนต์และรักษาการทำงานของเครื่องยนต์ โดยรวมถึงแบตเตอรี่ ซึ่งจ่ายไฟไปยังชิ้นส่วนไฟฟ้าทั้งหมด ระบบไฟชาร์ทจ่ายไฟให้แบตเตอรี่ ระบบสตาร์ท ทำหน้าที่หมุนเครื่องยนต์ ระบบจุดระเบิดทำการจุดส่วนผสมน้ำมันเชื้อเพลิงกับอากาศ ให้เกิดแรงผลักดันในเสื้อสูบ และ อุปกรณ์ไฟฟ้าอื่นๆ

ชิ้นส่วนและอุปกรณ์ไฟฟ้าเครื่องยนต์แบตเตอรี่ (BATTERRY)
คือ หม้อที่ใช้เก็บพลังงานไฟฟ้า และทำหน้าที่จ่ายพลังงานเหล่านี้ไปยัง ระบบสตาร์ท ระบบจุดระเบิดและอุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆที่ต้องการไฟฟ้าในรถยนต์ แบตเตอรี่ สามารถทำหน้าที่ต่าง ๆ เหล่านี้ได้ แม้ว่าตัวไดชาร์ทจะไม่ได้ทำงานก็ตาม เพราะว่าแบตเตอรี่ สามารถเก็บสะสมพลังงานไฟฟ้าที่ได้จากไดชาร์ทในขณะเครื่องยนต์ทำงานอยู่ ในแบตเตอรี่นั้นประกอบด้วยแผ่นโลหะที่เป็นขั้วบวกและลบซึ่งอยู่ในสารละลาย อิเล็คโทรไลต์ ซึ่งเมื่อสารละลายอิเล็คโทรไลต์ทำปฏิกิริยาเคมีกับแผ่นโลหะ เราจะได้กระแสไฟฟ้าเกิดขึ้น ซึ่งเรียกว่า "DISCHARGING" (การจ่ายกระแสไฟฟ้าออกจากแบตเตอรี่) และเมื่อมีการสะสมกระแสไฟฟ้าเหล่านี้ที่ แบตเตอรี่ เรียกว่า "CHARGING" (การประจุไฟฟ้าเข้าแบตเตอรี่ให้มีกำลังไฟเต็มตลอดเวลา)ในแบตเตอรี่มีแรงดันไฟฟ้าประมาณ 12 โวล์ท และความจุอยู่ระหว่าง 40-70แอมแปร์/ชั่วโมง ส่วนน้ำยาอิเล็คโทรไลต์จะมีความถ่วงจำเพาะ1,260 หรือ 1,280 ที่ 20 ํ C หรือ 68 ํ Fเมื่อแบตเตอรี่มีประจุไฟเต็ม

ข้อควรระวัง
น้ำยาอิเล็คโทรไลต์ มีความเป็นกรดอย่างแรง มันเป็นอันตรายต่อร่างกายและสิ่งของได้เพราะฉะนั้นเมื่อโดนน้ำยาอิเล็คโทรไลต์ควรรีบล้างออกด้วยน้ำมากๆ หรือโซดาผง(โซเดียมไบคาร์บอเนต)และน้ำ ถ้าเข้าดวงตาให้ล้างด้วยน้ำและรีบไปพบแพทย์ทันที

รูปภาพโครงสร้างของแบตเตอรี่

ข้อแนะนำก่อนการติดตั้งแบตเตอรี่ สำหรับตัวแทนจำหน่าย
1. การเติมน้ำกรด (ให้น้ำกรดกำมะถัน Sulphuric Acid ที่มี ถ.พ. = 1.250 เท่านั้น)
   1.1 คลายจุกออก แกะสติ๊กเกอร์ที่จุกสำหรับแบตเตอรี่รุ่นที่มีฟอลย ให้ดึงฟอลย์ออกก่อน
   1.2 ใช้กรดกำมะถัน (Sulphuric Acid) ถ.พ. 1.250 (1.240-1.260) เท่านั้น
   1.3 เติมจนได้ระดับสูงสุด Upper Level ทุกช่อง
   1.4 ตั้งทิ้งไว้ 20 นาที เติมซ้ำจนได้ระดับทุกช่อง
2. การอัดไฟ ต่อขั้วไฟให้ถูกต้องและใช้กระแสไฟที่เหมาะสมระวังอัดกระแสไฟเกินเพราะ จะทำให้แบตเตอรี่ร้อน

กรณีที่ต้องการอัดไฟแบบเร่งด่วน ให้ทำการอัดไฟดังนี้
เริ่มต้นอัดไฟ ใช้กระแสไฟฟ้าในการอัดไฟ 30 แอมแปร์เป็นเวลาประมาณ 1 ชั้วโมง หรือใช้กระแสไฟฟ้าในการอัดไฟ 50 แอมแปร์เป็นเวลาประมาณ 30 นาที ต่อจากนั้นให้อัดไฟต่อด้วยกระแสไฟฟ้าตามตารางการอัดไฟข้างต้น

ข้อควรระวัง
- ต้องระมัดระวังอย่าปล่อยให้แบตเตอรี่ร้อนเกินไป (อุณหภูมิขณะอัดไฟสูงเกิน 50 องศาเซลเซียส)
- ห้ามอัดไฟด้วยกระแสไฟแรงสูงการตรวจวัดแบตเตอรี่ที่อัดไฟเต็มสมบูรณ์
  ดูฟองก๊าซ : เกิดฟองก๊าซละเอียดมากจนน้ำกรดขาวขุ่น
  วัดโวลท์ : โวลท์แบตเตอรี่แต่ละลูกขณะไม่ปิดเครื่องอัดไฟ 14.5 – 15.5 V
  วัด ถ.พ. แต่ละช่อง : ถ.พ. คงที่ติดกัน 3 ครั้ง ระยะห่างครั้งละ 30 นาที
  ระยะเวลาอัดไฟ : ครบกำหนดเวลาอัดไฟ 3-15 ชั่วโมง

ระบบจุดระเบิด
รายละเอียดโดยทั่วไป
ในเครื่องยนต์สันดาปภายในพลังงานจะเกิดขึ้นได้ก็โดยการเผาไหม้ส่วนผสมของอากาศ และน้ำมันในกระบอกสูบนั้นๆ ในเครื่องยนต์แก๊สโซลีน ประกายต้องเกิดขึ้นเพื่อเผาไหม้ส่วนผสมอากาศ-น้ำมันที่ถูกอัดโดยลูกสูบในกระบอกสูบ ในเครื่องยนต์ดีเซล อีกเหตุผลหนึ่งอากาศในกระบอกสูบจะถูกอัดอย่างมาก เป็นเหตุให้เกิดความร้อนจัด เมื่อน้ำมันเชื้อเพลิงถูกฉีดเข้าไปเป็นฝอยละอองภายในกระบอกสูบมันจะเกิดการเผาไหม้ต่อเนื่อง เมื่อในเครื่องยนต์แก๊สโซลีน วิธีการเผาไหม้เริ่มขึ้นโดยประกายไฟแรงสูงเกิดขึ้นจากหัวเทียน บางวิธีการจึงต้องนำเอามาใช้กับหัวเทียน เพื่อให้เกิดกระแสไฟแรงสูงระบบจุดระเบิดรถยนต์ได้ใช้วิธีนี้โดยการเพิ่มแรงดันไฟแบตเตอรี่ถึง 10 กิโลโวลท์ หรือสูงกว่าโดยคอยส์ จุดระเบิดและจ่ายไฟแรงสูงนี้ต่อไปยังหัวเทียน พร้อมด้วยจานจ่ายและสายไฟแรงสูง ระบบจุดระเบิดในแบบของแบตเตอรี่นี้ใช้ในรถยนต์ที่เป็นเครื่องยนต์แก๊สโซลีนทั้งหมด ระบบจุดระเบิดแบบของแบตเตอรี่นี้ โดยทั่วไปประกอบด้วยแบตเตอรี่ คอยส์จุดระเบิด จานจ่าย สายไฟแรงสูง และหัวเทียน ดังแสดงในรูปด้านล่าง
1.ระบบจุดระเบิดแบบธรรมดา
2.ระบบจุดระเบิดแบบทรานซิสเตอร์
- แบบกึ่งทรานซิสเตอร์
- แบบทรานซิสเตอร์ล้วน
ในขั้นตอนนี้จะอธิบายหลักเกี่ยวกับระบบจุดระเบิดแบบธรรมดา

หน้าที่ของชิ้นส่วนประกอบ
1.แบตเตอรี่ จ่ายกระแสไฟแรงต่ำ (ปรกติ 12 โวลท์) ไปยังคอยส์จุดระเบิด
2.คอยส์จุดระเบิด เปลี่ยนแรงดันไฟแบตเตอรี่เป็นไฟแรงสูง ที่ต้องการเพื่อการจุด ระเบิด
3.จานจ่าย
  1)ลูกเบี้ยว เปิดหน้าทองขาวสัมพันธ์กับมุมเพลาข้อเหวี่ยงสำหรับแต่ละสูบ
  2)หน้าทองขาว ยอมให้กระแสไหลผ่านขดลวดปฐมภูมิในคอยส์จุดระเบิด เพื่อที่จะทำให้เกิดกระแสไฟแรงสูงในขดลวดทุติยภูมิ โดยการเหนี่ยวนำทางแม่เหล็กไฟฟ้า
  3)ตัวเก็บประจุ เก็บประกายไฟที่เกิดขึ้นระหว่างที่หน้าทองขาว แยกจากกันเพื่อที่จะเพิ่มแรงดันไฟในขดลวดทุติยภูมิ
  4)ชุดเร่งไฟแบบกลไก เพิ่มจังหวะไฟจุดระเบิด เพื่อสัมพันธ์กับความเร็วเครื่องยนต์
  5)ชุดเร่งไฟแบบสูญญากาศ เพิ่มจังหวะไฟจุดระเบิด เพื่อสัมพันธ์กับภาระเครื่องยนต์(สูญญากาศในท่อร่วมไอดี)
  6)โรเตอร์ จ่ายผ่านกระแสไฟแรงสูงที่เกิดขึ้นจากคอยส์จุดระเบิดไปที่หัวเทียนแต่ละตัว
  7)ฝาจานจ่าย จ่ายผ่านกระแสไฟแรงสูงจากหัวโรเตอร์ไปที่สายไฟแรงสูงของแต่ละสูบ

4.สายไฟแรงสูง นำกระแสไฟแรงสูงจากคอยส์จุดระเบิดไปยังหัวเทียน
5.หัวเทียน จ่ายแรงดันไฟแรงสูงไปยังขั้ว เพื่อให้เกิดประกายไฟ
ระบบสตาร์ท
ข้อมูลรายละเอียด
เมื่อเครื่องยนต์ไม่สามารถทำการสตาร์ทด้วยตัวมันเอง มันจึงต้องการกำลังภายนอกมาหมุนมันและช่วยให้สตาร์ทได้ ระหว่างสิ่งที่หามาได้ต่างๆ นี้ รถยนต์ปัจจุบันนี้โดยทั่วไปจะใช้มอเตอร์ไฟฟ้ารวมด้วยกับสวิทช์โซลินอยด์ ซึ่งจะไปดันให้เฟืองพิเนียนเข้าและออกขบกับริงเกียร์ที่อยู่บนเส้นรอบวงของล้อช่วยแรงเครื่องยนต์ หมุนริงเกียร์ (เพลาข้อเหวี่ยง) เมื่อถูกกระตุ้นโดยคนขับมอเตอร์สตาร์ทต้อง สร้างแรงบิดสูงสุดจากค่าจำกัดของจำนวน พลังงานที่หามาได้จากแบตเตอรี่ในเวลาเดียวกันมันต้องมีน้ำหนักเบา และสมบูรณ์แบบ จากเหตุผลนี้การต่อวงจร อนุกรม ของมอเตอร์จึงได้

นำมาใช้ (กระแสไฟตรง)

 
  มอเตอร์สตาร์ทที่ใช้กับรถยนต์ในปัจจุบันนี้ รวมถึงสวิทช์โซลินอยด์ ซึ่งใช้ดันเฟืองให้หมุน (เรียกว่าพิเนียนเกียร์) เข้าและออกขบริงเกียร์ที่อยู่รอบๆ เส้นรอบวงของล้อช่วยแรงซึ่งยึด ด้วยโบลท์กับเพลาข้อเหวี่ยงเครื่องยนต์ ในปัจจุบันนี้มีอยู่ 2 แบบของมอเตอร์สตาร์ทที่ใช้กับรถยนต์ และรถบรรทุกเล็ก : คือ แบบธรรมดาและแบบเฟืองทด รถยนต์ที่ออกแบบมาเพื่อใช้ในภาคที่มีอากาศเย็น จะใช้มอเตอร์สตาร์ทแบบเฟืองทดซึ่งสร้างให้มีแรงบิดสูงเพื่อต้องการให้สตาร์ทเครื่องยนต์อุณหภูมิต่ำได้ ดังนั้นมันจึงสามารถทำให้เกิดแรงบิดสูงได้มากในสัดส่วนของขนาดและน้ำหนักกว่าแบบธรรมดา รถยนต์เดี๋ยวนี้จะมานิยมใช้ในแบบนี้ แม้ว่าจะอยู่ในภาคที่มีอากาศอุ่นโดยปรกติมอเตอร์สตาร์ทมีอัตราจ่ายกำลังออก โดยทั่วไป (เป็นกิโลวัตต์) กำลังที่จ่ายออกมากกว่า ทำให้สามารถสตาร์ทได้ดีกว่า

ระบบไฟชาร์จ
ข้อมูลรายละเอียด
หน้าที่ของแบตเตอรี่รถยนต์ คือจ่ายจำนวนกำลังไฟที่เพียงพอให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆ เช่นมอเตอร์สตาร์ท ไฟหน้าและปัดน้ำฝน อย่างไรก็ตามแบตเตอรี่มีค่าจำกัดความจุในตัวมันเองและไม่สามารถจ่ายได้ บนพื้นฐานต่อไปพลังงานทั้งหมดที่ต้องการโดยรถยนต์เป็นสิ่งจำเป็น เพราะฉะนั้นแบตเตอรี่จึงต้องมีประจุไฟเต็มอยู่เสมอ เพื่อที่จะจ่ายจำนวนกำลังไฟที่จำเป็นเมื่อเวลาต้องการให้กับแต่ละชิ้นส่วนของอุปกรณ์ไฟฟ้า ดังนั้นรถยนต์จึงต้องการระบบไฟชาร์จเพื่อผลิตกำลังไฟและรักษาการประจุของแบตเตอรี่ระบบไฟฟ้าผลิตกำลังไฟเป็นสองประการโดยประจุเข้าแบตเตอรี่ และจ่ายให้กับชิ้นส่วนอุปกรณ์ไฟฟ้าด้วยจำนวนกำลังไฟที่ต้องการขณะเมื่อเครื่องยนต์ของรถยนต์ทำงานอยู่ รถยนต์ ส่วนมากจะติดตั้งอัลเทอร์เนเตอร์กระแสสลับซึ่งดีกว่า ไดนาโมกระแสตรง ในแบบสมรรถนะและความทนทานในการผลิตกำลังไฟ เมื่อรถยนต์ต้องการไฟกระแสตรง ไฟกระแสสลับซึ่งผลิตขึ้นโดยอัลเทอร์เนเตอร์จึงต้องแปลงเป็นไฟกระแสตรงก่อนที่จะนำไปใช้

อัลเทอร์เนเตอร์
หน้าที่ของอัลเทอร์เนเตอร์คือเปลี่ยนพลังงานกลจากเครื่องยนต์เป็นกำลังไฟฟ้า พลังงานกลจากเครื่องยนต์นี้ถ่ายทอดโดยพูลเลย์โดยไปหมุนโรเตอร์ และทำให้เกิดไฟกระแสสลับขึ้นในสเตเตอร์ ไฟกระแสสลับนี้จะถูกเปลี่ยนไปเป็นไฟกระแสตรงโดยชุดไดโอดชิ้นส่วนหลักของอัลเทอร์เนเตอร์ คือ โรเตอร์ ซึ่งผลิตสนามแม่เหล็กไฟฟ้าสเตเตอร์ ซึ่งผลิตไฟฟ้ากระแสสลับและไดโอดซึ่งเป็นตัวแปลงกระแส

เร็คกูเลเตอร์
เร็คกูเลเตอร์ทำหน้าที่ควบคุมไฟที่ออกจากอัลเทอร์เนเตอร์เพื่อป้องกันแรงดันไฟเกิน และการประจุไฟมากเกินไปที่แบตเตอรี่ เร็คกูเลเตอร์มีอยู่ 2 แบบ คือ แบบมีหน้าทองขาวและแบบไม่มีหน้าทองขาว แบบไม่มีหน้าทองขาวเราเรียกกันว่าไอซีเร็คกูเลเตอร์ เพราะว่ามันประกอบด้วยวงจรรวม (วงจรไอซี) เพิ่มเติม มี แปรงถ่าน ซึ่งจ่ายกระแสไฟให้โรเตอร์เพื่อผลิตสนามแม่เหล็ก : แบริ่ง ซึ่งทำให้ตัวโรเตอร์หมุนได้อย่างคล่องตัว และพัดลมระบายความร้อนให้โรเตอร์ สเตเตอร์ และชุดไดโอด