วันพุธที่ 1 พฤศจิกายน พ.ศ. 2560

เซนเซอร์วัดมุมเพลาข้อเหวี่ยง (Crankshaft Angle Sensor)

เซนเซอร์วัดมุมเพลาข้อเหวี่ยง (Crankshaft Angle Sensor) 
Image result for เซนเซอร์วัดมุมเพลาข้อเหวี่ยง (Crankshaft Angle Sensor)
ตัวอย่างเซ็นเซอร์วัดมุมเพลาข้อเหวี่ยง
รูปภาพจาก Aliexpress.com
มีอยู่ 2 ระบบ
1. ระบบ TCCS
2. ระบบ ECCS

เซนเซอร์วัดมุมเพลาข้อเหวี่ยง (Crankshaft Angle Sensor) ระบบ TCCS

เป็นตัวจับตำแหน่งของลูกสูบ เพื่อใช้ในการคำนวณจังหวะการฉีดเชื้อเพลิงและจังหวะการจุดระเบิดของเครื่องยนต์ โดยหลักการทำงานของมันมีดังนี้ สัญญาณ  GI ของเซนเซอร์วัดมุมเพลาข้อเหวี่ยงจะส่งสัญญาณมุมของเพลาข้อเหวี่ยงในตำแหน่งจุดศูนย์ตายบน หรือ Bottom Dead Center ไปยังแผงควบคุมสมองกลของรถยนต์ ECU จะคำนวณและกำหนดระยะเวลาการฉีดเชื้อเพลิงและจังหวะการจุดระเบิดของเครื่องยนต์ ภายในจานจ่ายของอุปกรณ์จุดระเบิดแบบรวมที่ใช้กับเครื่องยนต์ฉีดเชื้อเพลิงแก๊สโซลีนควบคุมด้วยอิเล็ก - ทรอนิกส์จะประกอบด้วยโรเตอร์สัญญาณซึ่งยึดติดอยู่กับเพลาจานจ่าย เมื่อโรเตอร์สัญญาณหมุนไปแต่ละ รอบ จะทำให้เกิดสัญญาณแรงเคลื่อนไฟฟ้าส่งผ่านไปยังคอมพิวเตอร์ ซึ่งเรียกสัญญาณนี้ว่า สัญญาณ G (จำนวนฟันของโรเตอร์สัญญาณที่ใช้ในอุปกรณ์จุดระเบิดแบบรวมจะขึ้นอยู่กับจำนวนสูบของเครื่องยนต์) ขดลวดกำเนิดสัญญาณถูกยึดไว้ภายในตัวเรือนของจานจ่ายและทำหน้าที่กำเนิดสัญญาณแรงเคลื่อนไฟฟ้า เมื่อโรเตอร์สัญญาณตัดผ่านสนามแม่เหล็ก จากการที่โรเตอร์สัญญาณมีจำนวน 4 ฟันในเครื่องยนต์ 4 สูบ เมื่อหมุนตัดขดลวดกำเนิดสัญญาณของมุม เพลาข้อเหวี่ยง สัญญาณที่เกิดขึ้นนี้คอมพิวเตอร์จะตรวจจับสัญญาณไว้เมื่อลูกสูบเคลื่อนที่ใกล้ถึงจุดศูนย์ตาย บนตามการหมุนของเพลาข้อเหวี่ยง


เซนเซอร์วัดมุมเพลาข้อเหวี่ยง (Crankshaft Angle Sensor) ระบบ ECCS


Related image
แผ่นโรเตอร์และองศาการหมุน
รูปภาพจาก mte.kmutt

 
เซนเซอร์มุมเพลาข้อเหวี่ยง (Crank angle camshaft positionsenser) ซึ่งจะถูกติดตั้งอยู่ภายในจานจ่าย เซนเซอร์มุมเพลาข้อเหวี่ยงประกอบด้วยส่วนสำคัญ 3 ส่วนก็คือ 

1 เซนเซอร์ที่ประกอบด้วยไดโอดเปล่งแสง (LED) กับโฟโต้ไดโอดจำนวน 2 คู่ 
2 วงจรรูปคลื่นที่ส่งมาจากโฟโต้ไดโอด 
3 แผ่นวงจรโรเตอร์จะถูกเจาะเป็นช่องเล็ก ๆ ช่องละ 1 องศาหรือสัญญาณ 1 องศาตรงบริเวณด้าน นอกของแผ่นโรเตอร์ทำหน้าที่บอกความเร็วรอบเครื่องยนต์

 ช่องโรเตอร์จะถูกเจาะตามจำนวนลูกสูบของรถยนต์ เช่น 6 สูบมี 6 ช่อง ช่องละ 120 องศา ส่วน 4 สูบมี 4 ช่อง ช่องละ 180 องศา โดยช่องที่ 1 จะมีขนาดใหญ่ที่สุด


















วันพุธที่ 25 ตุลาคม พ.ศ. 2560

Crankshaft material (วัสดุของเพลาข้อเหวี่ยง)

     เพลาข้อเหวี่ยง (Crankshaft) เป็น ส่วนที่สำคัญของเครื่องยนต์ ทำจากเหล็ก กล้าที่มีคาร์บอนสูง หรือเหล็กกล้าผสมนิดเกิล โครเมียม และโมลิบดินั่ม ใช้วิธีเผา ตีขึ้นรูป แล้วใช้เครื่องมือกล กัด กลึง ให้เป็นรูปตามต้องการ ในเครื่องยนต์ขนาดใหญ่ที่จัดวางสูบเป็นแถวเดียว และมีหลายสูบ เพลาข้อเหวี่ยงอาจทำเป็นสองท่อนมีหน้าแปลนตรองปลายสำหรับยึดให้ติดกัน เพลาข้อเหวี่ยงจะต้องแข็งแรงต้านทานแรงที่จะทำให้เพลาคดหรือโค้งได้ นั่นคือ แรงที่กระทำเป็นเส้นตรงจากลูกสูบผ่านก้านสูบมายังเพลาข้อเหวี่ยงและยังต้อง ทนต่อแรงบิดที่เกิดจากก้านสูบ ซึ่งพยายามดันให้เพลาข้อเหวี่ยงหมุนรอบตัวด้วย เพลาข้อเหวี่ยงจะต้องนำมาชุบแข็ง เพื่อลดแรงดันที่เกิดขึ้นในเนื้อโลหะ ซึ่งเกิดจากการตีขึ้นรูป และเป็นการเพิ่มความแข็งแรงให้กับเนื้อโลหะด้วย การชุบแข็งที่ใช้พลังงานไฟฟ้าทำให้เนื้อโลหะด้านนอกร้อนเร็ว นิยมใช้ชุบผิวเพลาข้อเหวี่ยงส่วนที่จะต้องเกิดการเสียดสี ให้มีผิวแข็ง ทนทานต่อการสึกหรอ แต่เนื้อโลหะภายในยังคงเหนียวเหมือนเดิม ผิวของเลาส่วนที่หมุนในแบริ่งจะต้องได้รับการเจียระนัย และขัดเป็นพิเศษเพื่อให้ได้ผิวที่เรียบจริง







        แรงขับที่ใช้ในการขับเคลื่อนล้อของรถยนต์ ได้มาจากการเคลื่อนตัวขึ้นลงของก้านสูบและผลจากหมุนของเพลาข้อเหวี่ยง   เพลาข้อเหวี่ยงได้รับแรงจากลูกสูบและก้านสูบทำให้หมุนด้วยความเร็วสูงด้วยเหตุ นี้มันจึงทำจากเหล็กไฮเกร็ดผสมคาร์บอนซึ่งมีความทนต่อการสึกกร่อนสูง

       เพลาข้อเหวี่ยงเป็นเหล็กกล้าผสมที่มีความแข็งแรงสูง เพลาข้อเหวี่ยงต้องมีความแข็งแรงเพียงพอต่อการรับแรงกระทำในช่วงจังหวะกำลังโดยปราศจากการบิดตัวมากเกินไป นอกจากนี้จะต้องมีความสมดุลในขณะหมุนด้วย เพื่อเสริมให้เพลาข้อเหวี่ยงมีความสมดุลในขณะหมุน จึงมีนํ้าหนักถ่วงที่ตำแหน่งตรงข้ามกับสลักข้อเหวี่ยง เพลาข้อเหวี่ยงมีรูนํ้ามันหล่อลื่นเจาะผ่านจากแบริ่งหลักไปยังแบริ่งก้านสูบ 









วันพุธที่ 18 ตุลาคม พ.ศ. 2560

เพลาข้อเหวี่ยง ในเครื่องยนต์ V

     เครื่องยนต์ V-6  จำนวนมากมีสลักข้อเหวี่ยงแยกส่วน (splayed crankpins) ซึ่งหมายถึงสลักข้อเหวี่ยงของเพลาข้อเหวี่ยงแยกออกเป็น ส่วน แต่ละส่วนสำหรับก้านสูบแต่ละอันดังแสดงในรูป สลักข้อเหวี่ยงแยกส่วนดังกล่าวช่วยให้การสมดุลดีขึ้น ปลายด้านหลังของเพลาข้อเหวี่ยงจะมีล้อช่วยแรงหรือแผ่นขับยึดติดอยู่ ส่วนปลายด้านหน้าของเพลาข้อเหวี่ยงก็จะมีชิ้นส่วน ชิ้นยึดติดอยู่ ได้แก่ เฟืองหรือล้อเฟืองซึ่งขับเคลื่อนเพลาลูกเบี้ยว ตัวดูดกลืนการสั่นสะเทือน และ พูลเลย์





      
  ตัวดูดกลืนการสั่นสะเทือน  ในขณะที่เพลาข้อเหวี่ยงกำลังหมุนเนื่องจากแรงกระทำของลูกสูบ (ผ่านก้านสูบ) ต่อสลักข้อเหวี่ยงซึ่งอาจสูงเกินกว่า 18,000 นิวตัน (4,000 ปอนด์) จะทำให้สลักข้อเหวี่ยงบิดตัวนำหน้าส่วนที่เหลือของเพลาข้อเหวี่ยง และก็บิดตัวกลับเมื่อสิ้นสุดจังหวะกำลัง การบิดตัวไปมาของเพลาข้อเหวี่ยงทำให้เกิดการสั่นสะเทือนเชิงบิด (torsional vibration) ซึ่งถ้าไม่ควบคุมจะทำให้เพลาข้อเหวี่ยงแตกหักได้ ดังนั้นจึงต้องติดตั้งตัวดูดกลืนการสั่นสะเทือน (vibration damper) หรือบางครั้งเรียกว่า ตัวถ่วงดุล (harmonic balancer) ที่ปลายเพลา ข้อเหวี่ยงด้านหน้า หรืออาจติดตั้งอยู่ภายในพูลเลย์เพลาข้อเหวี่ยง ตัวหน่วงการสั่นสะเทือนประกอบด้วย 2 ส่วนคือ วงแหวนความเฉื่อยและพูลเลย์ ทั้ง 2 ส่วนเชื่อมต่อกันด้วยวงแหวนยางซึ่งมีความหนาประมาณ 6 mm ดังรูป ในขณะที่เพลา ข้อเหวี่ยงหมุนด้วยความเร่งหรือความหน่วง วงแหวนความเฉื่อยมีผลฉุดลาก ซึ่งจะพยายามรักษาให้พูลเลย์และเพลาข้อเหวี่ยงหมุนด้วยอัตราเร็วคงที่ จากผลดังกล่าวจะทำให้การสั่นสะเทือนเชิงบิดถูกกำจัดให้หายไป











วันพุธที่ 11 ตุลาคม พ.ศ. 2560

ขั้นตอนการผลิตเพลาข้อเหวี่ยง

สำหรับในเนื้อหานี้ จะนำเสนอเกี่ยวกับ ขั้นตอนการผลิตเพลาข้อเหวี่ยง สำหรับเครื่องยนต์ ด้วยกรรมวิธีทางเครื่องจักรกลอัตโนมัติ เป็นรูปแบบของการผลิตเพลาข้อเหวี่ยงสำหรับเครื่องยนต์(Crankshaft) ที่่ทำการผลิตด้วยเครื่องจักรแบบอัตโนมัติล้วน(Automatic Machine) ซึ่งไม่มีการใช้แรงงานจากมนุษย์แล้วแม้แต่คนเดียว โดยจะใช้เปลี่ยนไปใช้คนทำงานก็จะเป็นเฉพาะบางส่วนเท่านั้น ได้แก่ การซ่อมบำรุงเครื่องจักรกล และ ควบคุมการทำงานของโปรแกรมของเครื่องจักร ที่ต้องอาศัยมันสมองมนุษย์ ในการออกคำสั่ง ดูแล ควบคุมความเรียบร้อยในสายการผลิตเท่านั้น ซึ่งแต่ละขั้นตอนในสายการผลิตนั้น จะเป็นหน้าที่ของเครื่องจักร ที่ได้รับคำสั่งการจากมนุษย์เรียบร้อยแล้ว 

เพราะฉนั้น กระบวนการผลิตเพลาข้อเหวี่ยง(Crankshaft auto production) ในสายการผลิตนี้ จึงไม่จำเป็นที่จะต้องพึ่งพาแรงงานจากมนุษย์เลย ทำงานจากระบบเทคโนโลยีของเครื่องจักรกลอัตโนมัติล้วนๆจริงๆ โดยแต่ละสถานีก็จะเป็นมือเครื่องจักรกลทั้งนั้น

โดยการผลิตจะมีขั้นตอนดังนี้

ขั้นตอนที่ 1 : เราจะนำโลหะ ไปหลอม ขึ้นรูป ลงในแม่แบบ ให้กลายเป็นเพลาข้อเหวี่ยง แล้วนำเพลาข้อเหวี่ยงที่เย็นตัว เป็นรูปร่างแล้ว

ขั้นตอนที่ 2 : ถัดมาจะมีเครื่องจักรกล ส่งมาที่สถานีกลึง คือนำมาทำการกลึงมุม เก็บมุม เก็บขอบ เก็บรายละเอียด ต่างๆ ให้ได้ขนาดชิ้นงาน ตามที่ต้องการ

ขั้นตอนที่ 3 : จะเป็นการเจียรอักษรตัวเลขลงบนผลิตภัณฑ์ เพลาข้อเหวี่ยง หรือที่เรียกว่า "serial number assignment"

ขั้นตอนที่ 4 : ในสถานีนี้คือการนำชิ้นงานที่ กำหนดหมายเลขผลิตภัณฑ์ เสร็จแล้ว มาเก็บพัก ไว้ในพื้นที่ชั่วคราว หรือที่เรียกว่า "automatic temporary storage" เพื่อนำไปในขั้นตอนต่อไป

ขั้นตอนที่ 5 : เป็นสถานีของเครื่อง Crankshaft Milling Machine โดยเราจะนำชิ้นงานเข้าเครื่อง Crankshaft Milling Machine ขออธิบายในส่วนของเจ้าเครื่องนี้ คือ เครื่องนี้เป็นเครื่อง CNC ใช้ในการ กัดผิวหน้า ปาดผิวหน้า หรือการ Face milling ของชิ้นงาน โดยสามารถกัดหรือปาดได้อิสระ แกน X แกน Y แกน Z ขั้นตอนนี้คือ แขนจักรกล จะยก ชิ้นงาน ในขั้นตอนที่ 4 มาเข้าเครื่อง CNC และใช้ โปรแกรม Computer สื่อสารกับเครื่องให้ ทำการ Face milling ตามพิกัด ที่กำหนด ถ้าสังเกตุใน เนื้อหาของส่วนประกอบ เราจะพบว่า ขั้นตอนนี้เป็น การกัดผิว ชิ้นส่วน ข้อหลัก ข้อก้าน ข้อเพลาข้อเหวี่ยง ข้อเจอร์นัส โดยเราจะเรียกขั้นตอนนี้ว่า Crankshaft Line OP-30

ขั้นตอนที่ 6 : คล้ายกับขั้นตอนที่ 5 แต่จะเป็นการ Face milling คลละสัดส่วนกัน ถ้าสังเกตุใน เนื้อหาของส่วนประกอบ เราจะพบว่า ขั้นตอนนี้เป็น การกัดผิว ชิ้นส่วน น้ำหนักถ่วงนั่นเอง โดยมีชื่อขั้นตอนว่า "Crankshaft Line OP-30"

ขั้นตอนที่ 7 : จะเป็นเครื่อง CNC แต่จะเป็นการ Drilling หรือการเจาะลงที่ตัวชิ้นงาน ถ้าสังเกตุใน เนื้อหาของส่วนประกอบ เราจะพบว่า ขั้นตอนนี้เป็น การสร้าง รูน้ำมันเครื่อง รูสมดุล นั้นเอง ขั้นตอนนี้เรียกว่า Crankshaft Line OP-40

ขั้นตอนที่ 8 : จะเป็นเครื่อง CNC อีกเช่นเคย โดยจะมีการ QC ผ่านเซนเซอร์ของตัวเครื่อง ว่าพิกัด ในแต่ละจุดของชิ้นงาน ตรงตามที่กำหนดหรือไม่ ขั้นตอนนี้เรียกว่า Crankshaft Line OP-60

ขั้นตอนที่ 9 : เป็นเครื่อง CNC เป็นขั้นตอนการ Miling ในแนวแกน X ของชิ้นงานเท่านั้น โดยจะเจาะ ส่วนแกนหมุน ของเพลา ขั้นตอนนี้เรียกว่า Crankshaft Line OP-70

จบขั้นตอนการทำชิ้นส่วนเพลาข้อเหวี่ยงกันแล้ว เห็นไหมละครับว่า ต้องใช้เทคโนโลยี มากมายขนาดไหน เพื่อให้ได้ ชิ้นงานที่มีความแม่นยำสูง ลดอัตราเสี่ยงเมื่อนำไปใช้งานจริง เพื่อความเข้าใจยิ่งขึ้น มาดูคลิปวีดีโอในโรงงานผลิตจริงๆกันเลยดีกว่าครับ





อ้างอิงข้อมูลจาก Youtube Channel : Contemporary industry







วันพุธที่ 4 ตุลาคม พ.ศ. 2560

ส่วนประกอบของเพลาข้อเหวี่ยง

เพลาข้อเหวี่ยงนั้น เวลาทำงาน ต้องเจอทั้งความร้อน การเสียดสี แรงกระทำ จึงต้องมีความแข็งแรงสูง เพื่อให้คนใช้รถยนต์ ในชีวิตประจำวันได้อย่างทนทาน โดยเพลาข้อเหวี่ยงนั้น ทำจากเหล็ก กล้าที่มีคาร์บอนสูง หรือเหล็กกล้าผสมนิดเกิล โครเมียม และโมลิบดินั่ม ใช้วิธีเผา ตีขึ้นรูป แล้วใช้เครื่องมือกล กัด กลึง ให้เป็นรูปตามต้องการ โดยกระทู้ที่แล้วนั้น เราได้นำเสนอให้ผู้อ่าน ได้รู้จักเพลาข้อเหวี่ยง และรูปร่างหน้าตาของมัน ในกระทู้นี้จึงขอนำเสนอ ส่วนประกอบ ของเพลาข้อเหวี่ยงนั่นเอง



รูปส่วนประกอบของเพลาข้อเหวี่ยง
รูปภาพจาก : Alibaba.com



ข้อเหวี่ยง 1 ชิ้นส่วนจะประกอบไปด้วย

1.ข้อเจอร์นัส
2.น้ำหนักถ่วง
3.ข้อเพลาข้อเหวี่ยง
   3.1 ข้อหลัก
   3.2 ข้อก้าน
4.รูสมดุล
5.รูน้ำมันหล่อลื่น

โมเดลจำลองการเคลื่อนที่ของเพลาข้อเหวี่ยง

          โมเดลจำลองการเคลื่อนที่ของเพลาข้อเหวี่ยง