สะอาด แรง และเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม

มาซดา มีแนวคิดสำหรับเครื่องนยนต์ที่จะนำมาใช้ในระหว่างนี้ ก่อนที่จะถึงยุคของการขับเคลื่อนยุคใหม่ ไม่ว่าจะเป็นเทคโนโลยีการขับเคลื่อนด้วยพลังงานไฟฟ้าจากหลายๆ รูปแบบ ทำไม มาซดา ถึงไม่หันไปพัฒนาเครื่องยนต์ไฮบริดอย่างหลายๆ ค่าย นั่นก็เพราะว่า ทางทีมวิศวกรมองว่า สามารถพัฒนาเครื่องยนต์เดิมให้มีความประหยัด, มลพิษต่ำ และมีสมรรถนะสูงได้เทียบเคียงกับเทคโนโลยีไฮบริด ด้วยเหตุผลนี้จึงได้พัฒนาเทคโนโลยีเหล่านี้ออกมาให้เราได้สัมผัส เป็นเทคโนโลยีแบบใหม่ในเครื่องยนต์เบนซิน ชื่อว่า สกายแอคทีฟ-จี (SKYACTIV-G) ใช้เทคโนโลยีการฉีดเชื้อเพลิงโดยตรงเข้าห้องเผาไหม้โดยตรง ซึ่งเราเรียกว่าการฉีดแบบไดเรคท์อินเจคชัน นั่นเอง อันที่จริงเทคโนโลยีนี้ไม่ใช่เรื่องใหม่แต่อย่างใด แต่ทว่าทางทีมวิศวกรของ มาซดา คิดและทำสิ่งที่แตกต่างออกไป และสามารถทำได้อย่างมีประสิทธิภาพ เครื่องยนต์เบนซิน สกายแอคทีฟ-จี สามารถนำไปสู่ทางออกที่คาดหวังไว้ได้อย่างน่าทึ่ง ด้วยวิธีและแนวคิดทางวิศวกรรมที่ไม่เหมือนใครของ มาซดา มาดูกันว่า อะไรคือความแตกต่างที่วิศวกรของ มาซดา กล้าคิดอย่างแตกต่าง อัตราส่วนกำลังอัดสูงกว่ารถทั่วไป จุดเด่นของเทคโนโลยีที่แตกต่าง เริ่มจากเรื่องอัตราส่วนกำลังอัดของห้องเผาไหม้สูงมาก คือ 14:1 ในเครื่องยนต์ทั่วไป อัตราส่วนกำลังอัดอยู่ในช่วง 9.5-11.5:1 อัตราส่วนกำลังอัดนี้ยิ่งสูงมากเท่าไร นั่นก็หมายความว่า เทคโนโลยีเกี่ยวกับระบบควบคุมเครื่องยนต์ หรือ อีซียู (ECU) นั้นจะต้องมีประสิทธิภาพสูงมากๆ เพื่อให้จ่ายน้ำมันตรงกับความต้องการของเครื่องยนต์ ก่อนอื่นต้องบอกว่าเครื่องยนต์เบนซินเผาไหม้ภายในนั้น อัตราส่วนผสมของน้ำมันและอากาศที่เหมาะสม คือ 14.7:1 หมายความว่า อากาศ 14.7 ส่วน ต่อน้ำมัน 1 ส่วน เมื่อผสมกันแล้วจะให้การเผาไหม้ที่สมบูรณ์ ไอเสียที่ออกมาจะเป็นคาร์บอนไดออกไซด์กับน้ำ ซึ่งในความเป็นจริงแล้ว เครื่องยนต์ที่เผาไหม้ได้สมบูรณ์เป็นเครื่องยนต์ในอุดมคติ หรือเครื่องยนต์ในห้องทดลองเท่านั้น เพราะการใช้งานจริงนั้นไม่สามารถเป็นไปได้เลยแม้แต่น้อย เครื่องยนต์ใช้งานทั่วไปมีค่าประสิทธิภาพเชิงกลราว 70-85 % เท่านั้น หมายความว่า ไม่สามารถเผาไหม้เชื้อเพลิงให้ได้ประสิทธิภาพเต็ม 100 % เมื่อการเผาไหม้ไม่เต็ม 100 % ผลก็คือ ไอเสียที่เป็นพิษ ทำไมเครื่องยนต์จึงไม่สามารถเผาไหม้ได้เต็มร้อย นั่นก็เพราะว่า จังหวะที่เครื่องยนต์ทำงานนั้น รอบเครื่องยนต์มีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา การดูดอากาศจากเครื่องยนต์นั้นมีอุปสรรคหลายอย่าง ไม่ว่าจะเป็นท่อทางเดินของอากาศที่ยาว ท่อไอดีที่คดเคี้ยวรวมถึงวาล์วไอดีที่ขวางทางเดินของอากาศอยู่อีก ทำให้ประสิทธิภาพการดูดอากาศเข้าห้องเผาไหม้ลดลง การออกแบบอัตราส่วนกำลังอัดสูงถึง 14:1 นั้นถือว่าเป็นความท้าทายอย่างมาก แต่ก็สามารถลดข้อจำกัดต่างๆ ลงไปได้มาก จนทำให้เครื่องยนต์มีประสิทธิภาพสูงเช่นนี้ ออกแบบการจัดเรียงไอเสียอย่างสมบูรณ์ นอกจากอัตราส่วนกำลังอัดที่สูงแล้ว ระบบการคายไอเสียก็มีความจำเป็นอย่างมาก เพราะมีส่วนในการระบายไอเสียให้รวดเร็ว และเป็นอีกส่วนที่จะทำให้ประสิทธิภาพการดูดอากาศเข้าห้องเผาไหม้ทำได้ดีขึ้นด้วย ท่อระบายไอเสียแบบ 4-2-1 เช่นเดียวกับรถแข่ง ทำให้การคายไอเสียเป็นไปอย่างรวดเร็ว และการจับคู่กันของตำแหน่งลูกสูบที่เหมาะสม ทำให้การดูดอากาศเร็วขึ้นด้วย ตัวเลข 4-2-1 มีความหมายดังนี้ 4 คือ จำนวนลูกสูบของเครื่องยนต์ นั่นก็คือ 4 สูบ ส่วนเลข 2 คือ การจับคู่ท่อไอเสียจากเครื่อง 4 สูบ ซึ่งมีท่อไอเสีย 4 ท่อ มารวมกันเหลือ 2 ท่อ โดยการจับคู่ของตำแหน่งลูกสูบนั้นจะส่งผลซึ่งดีต่อกันระหว่างลูกสูบที่จับคู่กัน เลข 1 ก็คือ การรวมท่อ 2 ท่อนมาเป็นท่อเดียว การจับคู่ในรถยนต์ปกติท่อไอเสียจะเป็นแบบ 4-1 นั่นหมายความว่า ท่อไอเสียจาก 4 สูบมารวมกันเป็นท่อเดียวเลย ซึ่งมีต้นทุนต่ำและประสิทธิภาพการคายไอเสียก็ต่ำด้วย ลดความเสียดทานของเครื่องยนต์ลง 30 % ในส่วนอื่นๆ ของเครื่องยนต์มีการออกแบบเพื่อลดความเสียดทานในเครื่องยนต์ลง 30 % เมื่อเครื่องยนต์ทำงานได้ราบรื่นขึ้น นั้นเท่ากับลดการสูญเสียพลังงานไปกับความฝืด และน้ำหนักของชิ้นส่วนต่างๆ ถูกออกแบบให้ลดลงโดยรวม 10 % นอกจากนี้มีการพัฒนาในส่วนของฝาสูบใหม่ ให้จังหวะการเปิด/ปิดวาล์วแปรผันทำงานอย่างมีประสิทธิภาพต่อเนื่อง ทั้งด้านไอดี และไอเสีย (DUAL S-VT) ลดการสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิง และการปล่อยแกสคาร์บอนไดออกไซด์ลงได้ 15 % โดยประมาณ เมื่อเทียบกับเครื่องยนต์เบนซิน MZR ขนาด 2 ลิตร ของ มาซดา ในปัจจุบัน การใช้หัวฉีดแบบหลายรู มีส่วนทำให้การคลุกเคล้าเชื้อเพลิงกับอากาศทำได้อย่างรวดเร็ว และมีประสิทธิภาพ ทำให้สามารถเพิ่มแรงบิดให้กับเครื่องยนต์ได้อีก 15 % ตั้งแต่รอบต่ำถึงรอบปานกลาง การพัฒนาหลายๆ ส่วนทำให้เครื่องยนต์กำลังอัดสูงแบบนี้ ไม่มีอากาศนอค หรือชิงจุดระเบิด อันเนื่องมาจากกำลังอัดสูง การเผาไหม้ของเครื่องยนต์แบบฉีดตรงนี้ ทำให้แรงบิดของเครื่องยนต์เพิ่มขึ้น เพราะเครื่องยนต์กำลังอัดสูงนั้นมันสามารถเพิ่มประสิทธิภาพในการเผาไหม้ได้ แต่ทว่ามันมีปัญหาที่ต้องตามแก้มากมาย เพราะไม่อย่างนั้นผลเสียจะตามมามากกว่าผลดี ทีมวิศวกรได้ลบข้อด้อยของเครื่องยนต์กำลังอัดสูงได้แล้ว ทำให้ได้เครื่องยนต์ที่มีสมรรถนะสูง มีการเผาไหม้ที่สะอาด และมีความประหยัดที่เทียบเคียงกับเครื่องยนต์ไฮบริด เร็วๆ นี้เราจะได้สัมผัสเทคโนโลยีนี้อย่างเป็นทางการ