สเปครถยนต์

เมื่อเราทำความรู้จักและเข้าใจเกี่ยวกับคุณสมบัติของรถในเรื่องของมิติกันแล้ว ต่อไปอาจจะดูหนักไปสักหน่อยสำหรับผู้ที่ไม่ค่อยเข้าใจในเรื่องภาษารถยนต์ แต่จำเป็นที่จะต้องอธิบายกันสักเล็กน้อย ในเรื่องที่เกี่ยวข้องกับคุณสมบัติของเครื่องยนต์ ซึ่งจะพูดถึงในลักษณะที่พอจะทำความเข้าใจกันอย่างง่ายๆ
รุ่นเครื่องยนต์
ในสเปครถยนต์ที่เราอ่านพบกันบ่อยๆ นั้น จะมีคำว่า รุ่นเครื่องยนต์ ซึ่งคำๆ นี้ถูกกำหนดเป็นรหัสที่ประกอบไปด้วยตัวเลขและตัวหนังสือรวมกัน (ฟังง่ายแต่เข้าใจยาก) เป็นชื่อเฉพาะสำหรับรถยนต์แต่ละรุ่นที่แตกต่างกันไป ตามจำนวนของ ซีซี. ของเครื่องยนต์ รุ่นปีที่ผลิต ตระกูลเครื่องยนต์ ระบบการจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิง ระบบประจุไอดีหรือระบบวาล์ว รวมถึงระบบควบคุมมลพิษอีกด้วย ยกตัวอย่างเช่น 3ZR-FE หรือ 1KD-FTV หรือบางครั้งในกลุ่มนักเล่นรถจะเรียกกันเป็นตระกูล อย่างเช่น เครื่องตระกูล K, B เครื่อง K20A หรือ B16A ของฮอนด้า เป็นต้น โดยรายละเอียดปลีกย่อยลึกๆ สำหรับความหมายของรหัสต่างๆ จะมีความหมายที่แตกต่างกันไป แล้วแต่บริษัทรถยนต์ผู้ผลิตเป็นผู้กำหนด
เครื่องยนต์และประเภทเครื่องยนต์
ว่ากันง่ายๆ เพื่อให้เข้าใจ หากแบ่งเครื่องยนต์ตามประเภทของน้ำมันเชื้อเพลิงแล้ว จะมีอยู่ 2 ประเภทหลักๆ คือ เครื่องยนต์ที่ใช้น้ำมันเบนซิน (Gasoline Engine) และเครื่องยนต์ที่ใช้น้ำมันดีเซล (Diesel Engine) ซึ่งเครื่องยนต์ทั้งสองประเภทแตกต่างกันจากรูปแบบการทำงานและต่อเนื่อง ไปจนถึงรูปแบบของการใช้งาน แต่ในปัจจุบันเราจะพบว่าเครื่องยนต์ดีเซลได้รับการพัฒนาให้มีสมรรถนะเทียบเคียงหรือเทียบเท่าเครื่องยนต์เบนซินมากขึ้น และได้รับความนิยมมากขึ้น (จากสมรรถนะและราคาของน้ำมันดีเซลเป็นปัจจัยสำคัญ)
ทีนี้เราจะมาดูชนิดของเครื่องยนต์ตามลักษณะการวางกระบอกสูบ (Cylinder Model) กันหน่อย
– เครื่องยนต์แถวเรียง (Inline Engine) ที่เรามักจะพบเห็นในส่วนของสเปครถยนต์ เช่น เครื่องยนต์ 4 สูบแถวเรียง หรือ เครื่องยนต์ 6 สูบแถวเรียง เป็นต้น เครื่องยนต์ประเภทนี้เป็นที่นิยมใช้อย่างแพร่หลาย เพราะออกแบบง่าย แต่ถ้าจำนวนลูกสูบมากขึ้นจะทำให้กินพื้นที่ภายในห้องเครื่อง ซึ่งจะสร้างความลำบากในการออกแบบรูปทรงของรถให้สวยงามได้ จึงต้องออกแบบเป็นลักษณะขนานกัน สำหรับเครื่องยนต์ที่มีลูกสูบมาก
– เครื่องยนต์วางลูกสูบลักษณะตัว V (V-Type Engine) เป็นการออกแบบเพื่อแก้ปัญหาเรื่องพื้นที่ในการวางเครื่อง กรณีที่เครื่องยนต์นั้นถูกออกแบบให้มีลูกสูบมากกว่า 4 สูบ เช่น เครื่องยนต์ V6 , V8 ไล่ไปจนถึง V16 ในรถบางรุ่น ส่วนการกำหนดองศามุมเอียงของเครื่อง V อาจกำหนดแตกต่างกัน เช่น ทำมุม 15 หรือ 30 หรือ 90 องศา เป็นต้น
– เครื่องยนต์สูบนอน (Horizontally Opposed Engine) เป็นการออกแบบลูกสูบให้วางอยู่ในแนวราบ ทำงานเคลื่อนที่ลักษณะตรงกันข้ามกัน เช่น เครื่องยนต์สูบนอน 4 สูบในรถ Subaru และรถ VW ซึ่งลูกสูบจะถูกวางอยู่ฝั่งซ้าย 2 สูบ และฝั่งขวาอีก 2 สูบ หรือจะเป็น 6 สูบ นอนของรถสปอร์ตอย่าง Porsche เป็นต้น ข้อดีของการวางลูกสูบในลักษณะเช่นนี้ คือ จะทำให้รถมีศูนย์ถ่วง Center of Gravity (C.G.) ต่ำกว่ารถยนต์ที่วางลูกสูบในลักษณะอื่น เนื่องจากเครื่องยนต์ไม่มีความสูงมาก เมื่อเทียบกับเครื่องยนต์แบบอื่น การทรงตัวในขณะเข้าโค้งจึงสามารถทำได้ดีกว่าโดยในหลักการ
– เครื่องยนต์ลูกสูบหมุน (Rotary Engine) เครื่องยนต์แบบนี้ถูกพัฒนาขึ้นโดยบริษัทมาสด้า เป็นเครื่องยนต์แบบสันดาปภายใน มีลักษณะการสันดาปแบบเดียวกันกับเครื่องยนต์ทั่วๆ ไป แต่มีความแตกต่าง เพราะเครื่องยนต์แบบนี้ไม่ใช่เครื่องยนต์แบบลูกสูบทรงกระบอก โดยที่เครื่องยนต์โรตารี่ได้แรงดันจากห้องเผาไหม้ ที่อยู่ภายในเสื้อโรเตอร์หรือห้องเผาไหม้ (Housing) ซึ่งจะถูกซีลด์ไว้อย่างดี ไม่ให้มีการรั่วไหลของแก๊ส ตัวโรเตอร์เทียบได้กับลูกสูบของเครื่องยนต์ลูกสูบ โรเตอร์จะหมุนแบบเยื้องศูนย์ ซึ่งจะทำให้ขอบของโรเตอร์สัมผัสกับห้องเผาไหม้อยู่ตลอดเวลา ตัวโรเตอร์ทำให้ห้องเผาไหม้ถูกแยกออกเป็น 3 ห้อง ขณะที่โรเตอร์หมุนอยู่ แต่ละห้องจะมีการหดและขยายตัวของแก๊สตลอดเวลามีจังหวะการเผาไหม้ 4 จังหวะ คือ ดูด อัด ระเบิด และคายไอเสีย

ระบบวาล์วเครื่องยนต์
ระบบวาล์ว (Valve System) เข้าใจง่ายๆ คือ ลักษณะการวางรูปแบบวาล์ว ซึ่งขึ้นอยู่กับผู้ออกแบบเครื่องยนต์ ในปัจจุบันมีใช้อยู่ประมาณ 3 รูปแบบที่เราคุ้นเคย ได้แก่
OHV (Over Head Valve) เป็นการวางวาล์วไว้ด้านบนของลูกสูบ เพลาลูกเบี้ยวถูกฝังอยู่ในเสื้อสูบ และดันก้านกระทุ้งวาล์วกระเดื่องกดวาล์ว แล้วจึงมาดันวาล์วให้เปิด-ปิดตามจังหวะการทำงาน ลักษณะดูออกจะโบราณ เพราะการหมุนหรือต้องการให้วาล์วทำงาน จะผ่านชิ้นส่วนหลายชิ้น หรือ ไม่ได้ขับโดยตรง ส่วนใหญ่แล้วเครื่องยนต์ประเภทนี้จะมีใช้อยู่ในรถอเมริกันเครื่องยนต์ V8
OHC หรือ SOHC (Over Head Camshaft หรือ Single Over Head Camshaft) เป็นการใช้เพลาลูกเบี้ยวหรือ เพลาราวลิ้นหนึ่งเพลา ที่ถูกออกแบบไว้บนฝาสูบและหมุนเตะวาล์วโดยตรง การออกแบบวาล์วแบบนี้จะลดการทำงานของชิ้นส่วนต่างๆ ไปได้มาก จึงสามารถทำงานได้รวดเร็วกว่าระบบ OHV
DOHC (Double Over Head Camshaft) เป็นการใช้เพลาราวลิ้นคู่ออกแบบติดตั้งไว้บนฝาสูบหมุนเตะวาล์วโดยตรง เช่นเดียวกับ SOHC โดยมากจะเป็นเครื่องยนต์มัลติวาล์ว (มากกว่า 2 วาล์วต่อสูบ)
ในปัจจุบันนี้เรายังจะได้รับข้อมูลเกี่ยวกับเรื่องของระบบวาล์วมากขึ้นไปอีก ซึ่งยังมีระบบการทำงานประเภทวาล์วแปรผัน อีกหลายอย่างหลายยี่ห้อที่ใช้ชื่อเรียกแตกต่างกัน ลักษณะการทำงานอาจไม่เหมือนกันเสียทีเดียว แต่จะจุดประสงค์หลักคือ เพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องยนต์ เพิ่มแรงบิด ในทุกรอบการทำงาน ทั้งยังมีคุณสมบัติที่โดดเด่นในเรื่องของความประหยัดและประสิทธิภาพในการเผาไหม้ดีขึ้นอีกด้วย
VTEC (Variable Valve timing/Lift Electronic Control System) ชื่อนี้เราจะพบในเครื่องยนต์ของฮอนด้า คือระบบการทำงานของเครื่องยนต์วาล์วแปรผันแบบหนึ่ง ที่จะเพิ่มองศาวาล์วไทม์มิ่งและระยะยกของวาล์วให้มากขึ้น
VVT-i ระบบนี้จะใช้คอมพิวเตอร์มาคอยควบคุมกลไกอย่างต่อเนื่องตามรอบความเร็ว เพื่อปรับจังหวะการเปิด-ปิดของวาล์วไอดี ให้สอดคล้องกับสภาวะการทำงานของเครื่องยนต์ โดยได้รับคำสั่งจากแป้นเหยียบคันเร่งที่กดโดยผู้ขับขี่และรอบของเครื่องยนต์ จึงให้การตอบสนองทำให้สมรรถนะของเครื่องยนต์จากช่วงความเร็วต่ำถึงรอบความเร็วสูงมีอัตราเร่งที่รุนแรง จังหวะการเปิด-ปิดวาล์ว ที่สอดคล้องกับสภาวะการทำงานของเครื่องยนต์ โดย VVT-i จะเพิ่มสมรรถนะของเครื่องยนต์ทั้งหมดให้ดีขึ้นโดยอาศัยพื้นฐานจากรอบเครื่องยนต์หรือมุมการเปิดของลิ้นเร่งที่เปิดเมื่อต้องการกำลังงานที่เพิ่มมากขึ้น โดยจะเปลี่ยนช่วงจังหวะเวลาเปิด-ปิดวาล์ว (Timing) เพื่อประหยัดน้ำมันและแก๊สไอเสียที่มีความสะอาดขึ้น
นี่เป็นส่วนหนึ่งในข้อมูลรถยนต์ที่น่าจะทำความรู้จักกันบ้างเล็กน้อย ในส่วนอื่นๆ ของสเปครถยนต์นั้นยังมีเรื่องของ ความจุกระบอกสูบ กำลังอัดเครื่องยนต์ แรงม้า แรงบิดสูงสุด ระบบการจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิง ที่เราจะมาทำความรู้จักกันอีกสักเล็กน้อย
Turbo Charger หลายคนคุ้นเคยโดยเฉพาะผู้ที่ชื่นชอบในเรื่องของความแรงของเครื่องยนต์ ซึ่งเป็นปั๊มอากาศชนิดหนึ่ง ที่อาศัยไอเสียที่ออกจากเครื่องยนต์ ไปขับไบเทอร์ไบน์ที่ต่อกับล้ออัดอากาศ ที่อยู่บนแกนเพลาเดียวกัน ทำให้อัดอากาศเข้ากระบอกสูบด้วยความเร็วสูง ดังนั้นเทอร์โบชาร์จเจอร์นี้ จะใช้พลังงานจากไอเสียแทนที่จะทิ้งไปโดยเปล่าประโยชน์มาใช้งาน ทำให้กำลังของเครื่องยนต์สูงขึ้นและอัดอากาศเข้าเครื่องยนต์
Supercharger เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่อัดอากาศหรือเพิ่มปริมาณอากาศเข้าไปในห้องเผาไหม้ในปริมาณที่มากกว่าปกติ หรือ มากกว่าแรงดันบรรยากาศ โดยการใช้กำลังของเครื่องยนต์จากเพลาข้อเหวี่ยงเป็นตัวหมุนตัวอัดอากาศผ่านสายพาน หรือ ชุดเฟือง หรือ ชุดเกียร์ เพื่อทำให้อากาศจากบริเวณรอบๆ มีแรงดันที่สูงขึ้น และมีอัตราไหลที่แรงและเร็วขึ้นตามรอบการหมุนของเครื่องยนต์
Intercooler เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ลดอุณหภูมิให้กับอากาศที่ถูกเทอร์โบดูดเข้ามาก่อนจะเข้าไปสู่ห้องเผาไหม้ เพราะอากาศนั้นจะมีอุณหภูมิสูง มวลของอากาศจะมีความหนาแน่นต่ำ ทำให้อากาศที่จะส่งต่อไปยังห้องเผาไหม้มีน้อย อินเตอร์คูลเลอร์จึงมาช่วยทำให้อุณหภูมิของอากาศลดลง จึงทำให้อากาศมีความหนาแน่นมากขึ้น อากาศที่ถูกส่งไปยังห้องเผาไหม้จึงมากขึ้น ช่วยให้การเผาไหม้ทำได้ดีขึ้น
ขนาดความจุกระบอกสูบ (Displacement) คือ ปริมาตรกระบอกสูบของเครื่องยนต์ ทุกสูบมารวมกัน หามาได้จากการเอาพื้นที่หน้าตัดของกระบอกสูบคูณด้วยระยะชัก หน่วยที่ได้จะเป็นลูกบาศ์กเซ็นติเมตร หรือที่เรียกกันว่า ซี.ซี. เช่นเครื่องยนต์มีขนาดความจุ 1,591 ซี.ซี. เป็นต้น ซึ่งปริมาตรกระบอกสูบจะส่งผลต่อกำลังที่เครื่องยนต์สามารถผลิตได้โดยตรง
ความกว้างกระบอกสูบ x ระยะชัก (Bore x Stroke) หมายถึง ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของลูกสูบคูณด้วยระยะที่ลูกสูบเลื่อนขึ้นสุดและเลื่อนลงสุด หรือที่เราเรียกว่า ระยะชัก มีหน่วยเป็นมิลลิเมตร ยกเว้นเครื่องรถอเมริกันที่ใช้หน่วยเป็นนิ้ว โดยข้อมูลของความกว้างกระบอกสูบและระยะชักนั้น จะเอาไปใช้เพื่อคำนวณหาความจุของเครื่องยนต์ต่อไป แต่ไม่ได้หมายความว่าเอาไปคูณกันตรงๆ แบบที่เห็นในแคตตาล็อก เช่น 92.0×93.8
อัตราส่วนกำลังอัด (Compression Ratio) หมายถึง อัตราส่วนระหว่างลูกสูบเมื่อเคลื่อนที่ลงสุด (อยู่ที่ศูนย์ตายล่าง) BDC (Botton Dead Center) กับลูกสูบเมื่อเคลื่อนที่ขึ้นสุด (อยู่ที่ศูนย์ตายบน)TDC (Top Dead Center) เช่น ในจังหวะดูด เมื่อลูกสูบเลื่อนลงมาดูดอากาศจนถึงศูนย์ตายล่าง ซึ่งจะมีปริมาตรมากที่สุด สมมติว่า มีอยู่ 10 ส่วน ต่อมาในจังหวะอัด ลูกสูบเลื่อนขึ้นอัดไอดีจนถึงศูนย์ตายบนเหลืออากาศเพียง 1 ส่วน นั่นหมายถึง เครื่องยนต์จะมีอัตราส่วนกำลังอัด 10:1 เป็นต้น แต่ในความเป็นจริงการคำนวณอัตราส่วนกำลังอัดมีความละเอียดอ่อนในการวัด ซึ่งต้องนำส่วนที่อยู่บนห้องเผาไหม้ ความหนาของปะเก็นฝาสูบ ส่วนเว้าหรือนูนของหัวลูกสูบ นำมาคำนวณ จึงจะได้อัตราส่วนกำลังอัดที่ถูกต้อง
กำลังสูงสุด (Maximum Power) หรือที่เราเรียกกันติดปากว่า แรงม้าสูงสุด หมายถึงกำลังงานสูงสุดที่เครื่องยนต์สามารถผลิตออกมาได้ หน่วยที่เป็นมาตรฐานคือ kW (กิโลวัตต์) แต่หน่วยที่ผู้ผลิตรถยนต์หลายยี่ห้อนิยมใช้คือ PS ย่อมาจาก Pfersestarke เป็นภาษาเยอรมัน ในภาษาอังกฤษหมายถึง Horsepower หรือกำลังม้า หากบางสเปคของรถมีมาให้เป็นหน่วย kW เราสามารถแปลงเป็น PS ด้วยการคำนวณ 1kW= 0.7355 PS โดยกำลังสูงสุดนั้นจะได้ที่รอบตามสเปคที่กำหนดมา เช่น 125(171)/3600 หมายความว่า มีกำลังสูงสุดที่ 125 กิโลวัตต์หรือ 171 แรงม้าที่ 3600 รอบ/นาที เป็นต้น
แรงบิดสูงสุด (Maximum Torque) หมายถึง ความสามารถของเครื่องยนต์ที่จะนำกำลังจากการจุดระเบิดมาสร้างแรงเพื่อหมุนเพลาข้อเหวี่ยง (Crankshaft) หน่วยของแรงบิดส่วนใหญ่แล้วจะเป็นนิวตัน-เมตร (Nm)
ระบบจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิง (Fuel system) หมายถึง ระบบควบคุมการจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงที่จะมีทั้งแบบสำหรับเครื่องยนต์หัวฉีดเบนซินหรือสำหรับดีเซล เช่น หัวฉีดอิเล็กทรอนิกส์ EFI , หัวฉีดมัลติพอยท์อินเจคชั่น PGM-FI หรือถ้าเป็นเครื่องยนต์ดีเซลจะเป็น หัวฉีดไดเรคอินเจคชั่นแบบคอมมอนเรล เป็นต้น
บางคนอ่านมาถึงตรงนี้แล้วบอกว่า ปวดหัว ไม่ค่อยเข้าใจกับศัพท์แสงภาษาเทคนิคช่าง แต่อย่างน้อยๆ ก็เป็นสิ่งที่เราควรรู้ไว้บ้าง แต่ไม่ถึงกับต้องท่องจำ เพียงแค่รู้ว่าอะไรเป็นอะไรมีหน้าที่อะไร เพราะวันหนึ่งเมื่อท่านใช้รถนานวันเข้า แล้วต้องถึงมือช่าง เวลาช่างพูดเรื่องพวกนี้ อาจจะถึงบางอ้อก็ได้ครับ