จากการทดลองตั้งแต่ยุคที่มีการผลิตเครื่องยนต์ พบว่าส่วนผสมที่เผาไหม้หมดพอดีและให้มลภาวะออกมาต่ำที่สุด ที่รู้จักกันดีว่า Stoichiometric Ratio (เรียกสั้นๆว่า Stoich) สำหรับ...
น้ำมันเบนซินจะอยู่ที่ 14.7:1
LPG 15.5:1
Ethanol 9:1
Methanol 6:1
Nitromethane 1.1:1
ก่อนจะพูดต่อ ต้องขอท้าวความถึงคำว่า Lambda ก่อนครับ
Lambda คือคำศัพท์ที่ใช้บอกแทน Stoichiometric Ratio ของเชื้อเพลิงแต่ละชนิดให้มีค่าเท่ากับ 1 พอดีเด๊ะ
ถ้าค่ามากกว่า 1.00 ก็แปลว่าบางกว่า Stoich
ถ้าค่าน้อยกว่า 1.00 ก็คือหนากว่า Stoich ครับ
ยกตัวอย่างเช่นคุณผสมน้ำมันเบนซินกับอากาศในปริมาณ 14.7:1 เอาไปเผา ก็จะไอเสียที่มีค่าเท่ากับ 1.00 Lambda แต่ถ้าคุณเอาเอธานอลไปเผา คุณจะต้องผสมเอธานอลกับอากาศในอัตราส่วนที่หนากว่าคือ 9:1 ถึงจะเผาออกมาได้ไอเสียที่มีค่า Lambda เท่ากับ 1.00 เท่ากับน้ำมันเบนซิน
ซึ่งตรงนี้เป็นเหตุผลเนื่องมาจากความสามารถในการเผารวมกับอากาศของเชื้อเพลิงแต่ละชนิดครับ รายละเอียดลึกๆคงต้องพึ่งวิชาเคมี แต่ตอนนี้เอาแค่นี้ก่อน
สำหรับค่า Lambda=1.00 จะเป็นค่าที่ใช้สำหรับรอบเดินเบาและ Part Throttle นะครับ (เนื่องจากเป็นค่าที่ให้มลพิษออกมาน้อยที่สุด) และแคทตาไลติคคอนเวอร์เตอร์ก็จะได้ไม่ต้องทำงานหนักด้วย
ซึ่งการทำงานในช่วงนี้ ในกล่อง ECU จะมีวงจรที่เรียกว่า Closed-Loop ที่ทำงานอาศัย Oxygen Sensor เป็นตัวควบคุมอยู่แล้ว ในกรณีที่ใช้กล่องพ่วง ในส่วนนี้จึงไม่มีความจำเป็นจะต้องปรับครับ นอกจาก Oxygen Sensor จะเสีย จึงค่อยทำ ROM ปลดฟังค์ชั่นนี้ออก แล้วจูนค่าลงไปเองใหม่
แต่สำหรับจังหวะที่กดคันเร่งสุด (Full Throttle) เครื่องยนต์จะต้องการส่วนผสมที่หนากว่า Stoich ประมาณ 10-15% หรือ 0.89-0.85 Lambda (ถ้าอยากทราบเป็นหน่วยส่วนผสม ให้เอาไปคูณกับ Stoich Value ก็จะได้ 13.2-12.5:1) และจะยิ่งต่ำกว่านั้นในกรณีที่เป็นเครื่องยนต์เทอร์โบหรือมีการฉีดไนตรัสครับ
คำว่าองศาไฟจุดระเบิด ไม่ได้หมายถึงความแรงของไฟที่กระโดดผ่านเขี้ยวหัวเทียนนะครับ แต่หมายถึงจังหวะที่มีไฟสปาร์คผ่านเขี้ยวหัวเทียน เพื่อทำการจุดระเบิดในระหว่างที่ลูกสูบกำลังอยู่ในจังหวะอัด โดยมีหน่วยเป็นตัวเลของศาก่อนศูนย์ตายบน (BTDC)
ทฤษฎีมีอยู่ว่า ในกระบวนการเผาไหม้ตั้งแต่เริ่มสปาร์คหัวเทียนจนเกิดแรงระเบิดนั้น จะต้องใช้ระยะเวลาพอสมควร ดังนั้นเราจึงควรจะสั่งจุดระเบิดล่วงหน้าก่อนที่ลูกสูบจะถึงศูนย์ตายบนสักหน่อย เพื่อที่แรงดันที่เกิดจากกระบวนการเผาไหม้จะเกิดขึ้นตอนที่ลูกสูบกำลังเคลื่อนที่ลงพอดี
ย้อนกลับมานิดนึง...
ในขณะที่กระบวนการเผาไหม้กำลังดำเนินไปนั้น ความร้อนและแรงดันในห้องเผาไหม้ก็จะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆจนถึงจุดสูงสุด แล้วค่อยตกลงตามจังหวะการเคลื่อนที่ลงของลูกสูบ โดยจุดที่แรงดันในห้องเผาไหม้ขึ้นสูงที่สุด มีชื่อเรียกอย่างเป็นทางการว่า "Peak Pressure Point" ซึ่งถือเป็นจุดที่กระบวนการเผาไหม้ ให้กำเนิดพลังงาน+แรงดันออกมาได้มากที่สุด แต่จุดนี้จะไปตกอยู่กับองศาที่เท่าไหร่นั้นก็จะขึ้นอยู่กับองศาไฟที่ตั้งไว้ แต่ยังไงก็จะต้องอยู่หลังศูนย์ตายบนนะครับ เพราะถ้าอยู่ก่อนศูนย์ตายบนเครื่องก็จะหมุนย้อนกลับเลย
แต่มีอีกจุดนึงที่มีความสำคัญกว่า Peak Pressure Point ซึ่งก็คือจุดที่เรียกว่า Optimum Point ครับ โดยที่จุดๆนี้ จะอยู่ประมาณ 7-15 ATDC ครับ แตกต่างกันไปตามการออกแบบห้องเผาไหม้ในแต่ละเครื่องยนต์
บางคนอาจจะนึกไม่ออก แต่ลองนึกถึงเวลาคุณพยายามเอามือดันลูกสูบลงในขณะที่ลูกสูบอยู่ตรงศูนย์ตายบนพอดี คุณจะพบว่าคุณจะดันมันไม่ค่อยลง แต่ถ้าคุณเลื่อนให้มันลงไปในกระบอกสูบสักหน่อย คุณก็จะดันมันลงได้ง่ายขึ้น
จุดที่อยู่ใกล้ศุนย์ตายบนมากที่สุด และเลื่อนลงได้ง่ายที่สุด นั่นแหละครับ Optimum Point
"เป้าหมายของการตั้งองศาจุดระเบิด ก็คือการทำให้ Peak Pressure Point ไปตกตรงจุด Optimum Point พอดี" นั่นเอง
ทฤษฎีต่อมา มีหลักง่ายๆ ดังนี้ครับ
เมื่อรอบเครื่องยนต์สูงขึ้น เวลาที่มีสำหรับการเผาไหม้ก็จะน้อยลง เราก็จะต้องเพิ่มองศาไฟให้แก่ขึ้น ตามรอบเครื่องยนต์
เมื่อโหลดของเครื่องยนต์สูงขึ้น ลูกสูบจะเคลื่อนที่ช้าลง มีเวลาประจุอากาศได้มากขึ้น แรงระเบิดแรงขึ้น แรงดันสูงขึ้นและเผาไหม้ได้เร็วขึ้น จึงต้องทำการลดองศาไฟลง
จบทฤษฎีพอหอมปากหอมคอละกัน..ในการปฏิบัติจริง มีหลักง่ายๆ แค่นิดเดียวครับ
ในการปรับองศาไฟจุดระเบิดนั้น จะมีคำๆ หนึ่งที่เป็นที่นิยมใช้กันทั่วโลกว่า Minimum Timing Advance for Best Torque หรือเรียกแบบสั้นๆว่า MBT ครับ แปลเป็นไทยความหมายได้ว่า "ทำองศาไฟให้อ่อนที่สุดโดยที่ได้แรงบิดออกมาสูงสุด" ครับ
- ถ้าไม่มี dyno ก็ใช้หู หรือ Knock Monitor คอยฟังเสียงเขกไว้ แล้วปรับไปขึ้นเรื่อยๆจนกว่าจะได้ยินเสียงเขก (แค่เบาๆนะ อย่าให้ถึงกับลั่นแกร๊ก) แล้วค่อยลดไฟลงมา 3-4 องศาครับ
กรณีนี้อาจจะใช้กับเครื่องยนต์โรตารี่ไม่ได้ เพราะโรตารี่ เขกเมื่อไหร่ พังเมื่อนั้นครับ ต้องอาศัยประสบการณ์คาดเดาเอาเองว่าองศาไฟควรจะอยู่เท่าไหร่บ้าง
- ถ้ามี dyno ก็ง่ายเลย เอารถขึ้น dyno เสร็จ ตั้งไฟให้อ่อนๆ ไว้ก่อน แล้วเขาก็จะมีหน้าจอแสดงค่าแรงบิดให้เราดู ก็ปรับองศาไฟให้แก่ขึ้นเรื่อยๆ จนกว่าค่าแรงบิดจะไม่เพิ่มแล้ว ก็ให้ใช้ค่าองศาไฟที่น้อยที่สุดครับ เพื่อที่จะได้เป็นการเพิ่ม Safety Margin ให้กับเครื่องยนต์ไปด้วย
อ้างอิงจาก
http://jiraw.multiply.com/journal/item/24/24 
lambda control มันก็คือชุดควบคุม อัตราส่วนผสมของ เชื้อเพลิงแก๊ส กับ อากาศ ให้มีค่า ใกล้เคียง 1 lambda ตลอด เพราะระบบดูดธรรมดา อาศัยการดูดไอดี ไปยกแผ่นไดอะแฟรมในหม้อต้ม เพื่อจ่ายแก๊ส เพิ่มขึ้น แต่ไม่มีการควบคุมปริมาณ แก๊ส เมื่อรอบสูงแก๊ส น้อย จ่ายไม่พอ เกิดอาการแก๊ส บาง เนื่องจากอากาศมากกว่าความร้อนในการเผาไหม้จะสูงกว่าปกติมาก ทำให้การสึกหรอของเครื่องยนต์สูง และเมื่อเราเบาคันเร่ง ช่วงเวลานึงแก๊สจะหนามาก เจ้าแลมด้า คอนโทรนก็จะมาช่วย ตรงที่ว่านี้แหละคับ แต่ลูกเล่นมันเยอะถ้าจูนเองเป็นนะคับ ต้องต่อกับ คอมเพื่อ อัพโหลดข้อมูล
ผู้เขียน
