4.3 Camshaft Position Sensor แบบ Hall Effect Sensor - เซ็นเซอร์เพลาราวลิ้น
Camshaft Position Sensor จะส่งสัญญาณเป็นคลื่นไฟฟ้าสี่เหลียม เป็นจังหวะเช่นเดียวกันกับการ เปิด-ปิด สวิทช์ไฟฟ้าเพื่อ : -
1. ให้ทราบว่าถึงจังหวะที่จะต้องฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงให้กับหัวฉีดที่ถูกต้องตรงตามลำดับการจุดระเบิด
การที่ ECU จะสั่งฉีดน้ำมันให้กับสูบใดนั้น จะต้องได้รับข้อมูลสัญญาณคลื่นไฟฟ้ามาจาก Engine speed sensor และ Camshaft Sensor มาเปรียบเทียบประมวลผลร่วมกันเสมอ โดยทั้ง 2 Sensor มีความสัมพันธ์กันดังนี้คือ Crankshaft หมุน2 รอบ, Camshaft หมุน 1 รอบ
2. ให้จดจำตำแหน่งของตำแหน่งศูนย์ตายบน (TDC) ของแต่ละลูกสูบ
3. ให้ทราบว่าสูบใดไม่มีการจุดระเบิดในห้องเผาไหม้ (Combustion misfire)
ECU ก็จะสั่งการให้ฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงให้กับหัวฉีดประจำกระบอกสูบสูบตามลำดับการจุดระเบิดได้อย่างถูกต้อง
การทำงานของอุปกรณ์ เมื่อปี ค.ศ. 1879 นาย Edwin H. Hall นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน ได้ค้นพบปรากกฎการณ์ทางไฟฟ้าอย่างหนึ่งคือ เมื่อให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านแผ่นตัวนำไฟฟ้าไปทิศทางหนึ่ง แล้วมีสนามแม่เหล็กตัดผ่านในแนวตั้งฉากกับแผ่นตัวนำนั้นก็จะเกิดแรงดันไฟฟ้า (Voltage) ขึ้นในทิศทางตั้งฉากกับทิศทางของกระแสไฟฟ้าเดิม
ต่อมาหลักการนี้ก็ถูกพัฒนาขึ้นโดยใช้ Silicon ซึ่งเป็นสารกึ่งตัวนำมาเป็นแผ่น Hall (Hall Plate) และนำอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มาขยายสัญญาณและไปกระตุ้นการ ปิด-เปิด สวิทช์อิเล็กทรอนิกส์ โดยได้สร้างรวมไว้ภายในตัวของ IC (Integrated Circuit) ทั้งหมด ในตัวของ Sensor นี้ประกอบด้วยแท่งแม่เหล็กถาวรติดอยู่ที่ปลายของ Sensor และอีกปลายหนึ่งของแม่เหล็กอยู่ตั้งฉากกับ Hall effect IC ซึ่งในสภาวะปกติ สวิทช์อิเล็กทรอนิกส์จะยังไม่ทำงานจนกว่าความเข้มสนามแม่เหล็กจะมีการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้น
ด้วยที่ปลายข้างหนึ่งของเพลาราวลิ้นไอเสีย(Exhaust Camshaft) ของเครื่องยนต์ EW10J4 จะมีรอยบาก (Notch) โลหะลักษณะเป็นฟันเฟือง 4 ฟันอยู่ตรงข้ามกันตามและจะหมุนไปพร้อมกับเพลาราวลิ้นและมีอยู่ฟันหนึ่งที่มีขนาดใหญ่กว่าอีก 3 ฟันที่มีขนาดเท่าๆกัน เมื่อแต่ละฟันหมุนไปตรงกับแท่งแม่เหล็กของ Hall Effect Sensor ก็จะทำให้ความเข้มของสนามแม่เหล็กเปลี่ยนแปลงไป สวิทช์อิเล็กทรอนิกส์จะปิด-เปิด จึงเกิดเป็นสัญญาณคลื่นไฟฟ้าสี่เหลียม เป็นจังหวะเช่นเดียวกันกับการ เปิด-ปิด สวิทช์ไฟฟ้านั่นเอง
แต่เนื่องด้วยตำแหน่งของจุด TDC ที่อยู่บนเพลาข้อเหวี่ยง (Crankshaft) จะต้องสัมพันธ์กับจังหวะการปิด-เปิดของลิ้นไอดีและลิ้นไอเสียที่มีเพลาราวลิ้น (Camshaft) แยกออกจากกันเป็น 2 เพลา จึงต้องมีสายพานราวลิ้น (Timing Belt) เป็นตัวเชื่อมความสัมพันธ์นี้ โดยเพลาทั้ง 3 มีความสัมพันธ์กันดังนี้คือ Crankshaft หมุน2 รอบ, Camshaft จะหมุนเพียงหมุน 1 รอบ ดังนั้น ECU จำเป็นต้องใช้สัญญาณจากทั้ง Crankshaft และ Camshaft Position Sensorในการคำนวณกำหนดจังหวะ-เวลาและลำดับของลูกสูบ (1-3-4-2) ในการฉีดน้ำมันและการจุดระเบิด
ดังนั้นจึงมีความสำคัญและจำเป็นอย่างยิ่งที่ต้องให้เพลาทั้ง 3 อยู่ในตำแหน่งที่กำหนดเท่านั้น เมื่อทำการเปลี่ยนสายพานราวลิ้น
ภาพประกอบการทำงานของ Hall Effect Sensor
ผู้เขียน
