บทความ

เทอร์โบสองลูกครึ่ง ?


ยุคสมัยปัจจุบันนี้ กระแสความนิยมในเรื่องการนำเทอร์โบเข้ามามีส่วนในการพัฒนาเครื่องยนต์ให้มีความจุเล็กลง แต่ได้พละกำลังทัดเทียมเครื่องยนต์ขนาดใหญ่ ถือเป็นระลอกคลื่นลูกใหญ่ที่ยากจะทัดทานได้ ในไม่ช้าบริษัทน้อยใหญ่ต่างก็คงจะไม่สามารถหลีกหนีการเข้าเป็นส่วนร่วมของกระแสนี้ได้

แต่ปัญหาดั้งเดิมของการพัฒนาเครื่องยนต์เทอร์โบก็ยังคงอยู่ ถึงแม้จะได้รับการพัฒนาให้ลดน้อยลงไปเป็นอย่างมาก จนไม่น่าอึดอัดเท่าในอดีตอีกแล้ว นั่นคือ การ “หน่วง” ของเทอร์โบ หรืออาการรอรอบ ของเครื่องยนต์เทอร์โบ ที่เรียกกันว่า “เทอร์โบแลก” (TURBO LAG)

 

อาการหน่วงที่ว่านี้ มาจากรูปแบบการทำงานของเทอร์โบเอง กล่าวคือ เทอร์โบเปรียบเหมือนกังหัน ซึ่งจะทำหน้าที่อัดอากาศให้กับระบบไอดี หรือ “ฟอร์ศ อินดัคชัน” (FORCE INDUCTION) ของเครื่องยนต์ดังที่เรารู้กัน การเพิ่มอากาศนี้ ซึ่งได้มาจากการใช้ไอเสียของเครื่องยนต์ไปหมุนกังหัน ดังนั้น เมื่อต้องการให้เทอร์โบทำงาน เราจึงต้องเร่งเครื่องยนต์ให้ปลดปล่อยไอเสียมากพอที่จะหมุนกังหันให้อัดอากาศเข้ามาในท่อไอดีนั่นเอง

 

ปัญหา คือ ถ้าเทอร์โบลูกเล็ก จะมีความเฉื่อยน้อย และกระฉับกระเฉง ใช้ปริมาณไอเสียไม่มากก็สามารถสร้างแรงอัดหรือ บูสต์ (BOOST) และมีกำลังให้ใช้ตั้งแต่รอบต่ำ แต่ช่วงรอบปลายๆ กำลังอาจจะไม่มากพอ แต่ในทางกลับกัน เทอร์โบลูกใหญ่ สามารถสร้างกำลังได้มาก แต่ก็เฉื่อยชาที่รอบต่ำ มีอาการรอรอบ เหมาะกับรถที่เน้นรอบหมุนสูงเพียงอย่างเดียว อาทิ รถแข่งประเภทต่างๆ ที่ใช้เทอร์โบลูกใหญ่ลูกเดียว ภาระจะตกอยู่กับผู้ขับในการรักษารอบหมุนให้อยู่ในช่วงที่เทอร์โบทำงานอยู่เสมอ

 

วิธีแก้ไขที่นิยมใช้กันในปัจจุบัน คือ การใช้เทอร์โบ 2 ลูก ลูกแรกขนาดเล็ก เพื่อให้มีความเฉื่อยต่ำ และเมื่อรอบหมุนสูงขึ้น ค่อยส่งต่อไปยังเทอร์โบลูกที่ 2 ซึ่งใหญ่กว่า

 

อย่างไรก็ตาม รูปแบบของการตอบสนอง เมื่อเทียบกับเครื่องยนต์แบบปกติ หรือระบบไฮบริดที่มีมอเตอร์ไฟฟ้าช่วย เราก็ยังสามารถพบได้ถึงการตอบสนองที่มีอาการรั้งรออยู่ ไม่ฉับพลันต่อเนื่องอยู่เช่นเดิม แม้อาการจะลดน้อยลง
อีกแนวความคิดหนึ่งที่เคยเป็นที่นิยม นั่นคือ ซูเพอร์ชาร์เจอร์ หรือที่สาวกค่ายดาวสามแฉก คุ้นเคยกับชื่อ “คอมเพรสเซอร์” ซึ่งเป็น ฟอร์ศ อินดัคชัน อีกรูปแบบหนึ่งที่ต่างจากเทอร์โบตรงที่ไม่ได้อาศัยไอเสียในการหมุนกังหันอัดอากาศ แต่กลับใช้โซ่หรือสายพาน ทดเข้ากับเพลาข้อเหวี่ยงของรถยนต์โดยตรง ก่อนจะส่งกำลังไปยังชุดอัดอากาศ ที่นิยมกันนั้นมักจะเป็นรูปแบบของ “สกรู” 2 ชุด หมุนขบกันเพื่ออัดอากาศ

 

จุดเด่นของระบบนี้ คือ ไม่มีอาการรอรอบ เครื่องยนต์มีกำลังแรงบิด และการตอบสนองที่รอบต่ำดี แต่ข้อด้อยของซูเพอร์ชาร์เจอร์ คือ ช่วงรอบสูงกลับกลายเป็นตัวอั้นกำลังไป เนื่องจากเครื่องยนต์ต้องสูญเสียประสิทธิภาพให้กับการทำงาน ปัจจุบันระบบนี้จึงไม่ค่อยได้รับความนิยมเท่าใดนัก แต่ยังฮิทในหมู่นักแต่งรถ “ฮอทรอด” (HOT ROD) สำหรับชาวอเมริกัน ที่มักเจาะฝากระโปรงหน้าเอาชุดซูเพอร์ชาร์เจอร์วางเหนือที่ว่างของกระบอกสูบ ในเครื่องยนต์แบบ วี 8 สูบ ซึ่งทำให้ดูน่าเกรงขามอย่างยิ่ง

 

แล้วจะมีใครไหม ที่สามารถคิดค้นรูปแบบเครื่องยนต์ที่ตอบสนองต่อรอบต่ำได้ดี โดยที่ไม่เสียกำลังที่รอบสูง เหมือนเครื่องยนต์ซูเพอร์ชาร์เจอร์

 

“วาเลโอ” (VALEO) ผู้ผลิตชิ้นส่วนอะไหล่รถยนต์ชั้นนำจากฝรั่งเศส และ ซีพีที (CPT) ผู้วิจัยด้านเทคโนโลยีเพื่อยานยนต์จากสหราชอาณาจักร ได้ร่วมมือกันวิจัยและผลิตอุปกรณ์ที่จะแก้ปัญหาการ “หน่วง” ของเครื่องยนต์เทอร์โบ ด้วยการนำเสนอ “ระบบซูเพอร์ชาร์จไฟฟ้า” (ELECTRIC SUPERCHARGING SYSTEM) เพื่อแก้ปัญหานี้

 

พวกเขามีแนวความคิดว่า ที่รอบต่ำการทำงานของซูเพอร์ชาร์เจอร์เป็นแนวคิดเริ่มต้นที่ดี แต่พวกเขาไม่ต้องการนำกำลังเครื่องยนต์ส่วนหนึ่งมาใช้ในการอัดอากาศ และไม่ต้องการใช้ระบบที่มีน้ำหนักมากเหมือนระบบซูเพอร์ชาร์เจอร์แบบดั้งเดิม แนวคิดที่ได้ คือ การอัดอากาศด้วยการใช้มอเตอร์ไฟฟ้านั่นเอง

 

แนวความคิดเรื่อง ซูเพอร์ชาร์เจอร์ไฟฟ้า หรือ “เทอร์โบไฟฟ้า” นี้ไม่ใช่แนวคิดใหม่ ในโลกอินเตอร์เนท เราได้เห็นอุปกรณ์ลักษณะนี้ขายในอีเบย์ และอาลีบาบา มาซักระยะหนึ่งแล้ว พวกเขามอบคำสัญญาที่เลิศหรูซึ่งไม่ต่างไปจากอุปกรณ์เพื่อช่วยขยายขนาดของท่านชาย จึงไม่มีใครให้ความสนใจมากนัก เพราะส่วนใหญ่พอจะคาดเดาได้ว่า ด้วยราคาที่แสนย่อมเยานั้น มันไม่น่าจะมอบอะไรกลับมาได้ เผลอๆ จะทำให้รถด้อยสมรรถนะเสียด้วยซ้ำ (ไม่ต่างไปจากอุปกรณ์เพื่อท่านชาย)

 

แต่ระบบของ วาเลโอ นั้นต่างออกไปจากระบบซูเพอร์ชาร์เจอร์ เพราะมันไม่ได้สร้างขึ้นบนพื้นฐานของกระแสไฟฟ้า 12 โวลท์แบบทั่วไป หากสร้างขึ้นบนพื้นฐานไฟฟ้าความต่างศักย์สูงถึง 48 โวลท์ อันได้กำลังมาจากระบบไฟแยกชุดต่างหาก และรูปแบบของโครงสร้างนั้นคล้ายคลึงกับเทอร์โบ ต่างกันตรงที่มีกังหันอัดอากาศเพียงตัวเดียว และไม่ได้เชื่อมเข้ากับระบบไอเสีย โดยเพลาของกังหันนั้นร่วมแกนกับมอเตอร์ 48 โวลท์ กระแสตรงที่ได้กระแสไฟมาจากแบทเตอรี และคาพาซิเตอร์ ที่ได้พลังงานมาจากการเบรคของรถนั่นเอง (REGENERATIVE BRAKING)

 

รถยนต์รุ่นแรกที่ใช้ระบบนี้ คือ เอาดี เอสคิว 7 ครอสส์โอเวอร์ เอสยูวี ตัวแรงของค่ายสี่ห่วง ซึ่งติดตั้งมันเข้ากับระบบเครื่องยนต์ดีเซล ขนาด 4.0 ลิตร แบบ วี 8 สูบ เทอร์โบคู่แบบซีคเวนเชียล เทอร์โบตัวเล็กทำงานในช่วงรอบต่ำ ก่อนจะส่งให้เทอร์โบตัวใหญ่ทำงานในช่วงรอบสูง โดยซูเพอร์ชาร์เจอร์ไฟฟ้าได้ถูกติดตั้งในทางเดินไอดีก่อนจะถึงเทอร์โบตัวเล็ก โดยไม่เกี่ยวข้องกับทางเดินไอเสียเหมือนกับเทอร์โบปกติ เอาดี เรียกระบบนี้ว่า EPC หรือ ELECTRONIC-POWERED COMPRESSOR หรือ “ระบบสร้างกำลังอัดด้วยไฟฟ้า”

 

การทำงานของซูเพอร์ชาร์เจอร์ไฟฟ้านี้ จะสร้างแรงอัดอากาศให้พร้อมตั้งแต่แรก ทำให้การตอบสนองของระบบเทอร์โบทำงานได้เร็วขึ้น เอาดี อ้างว่าระบบไฟฟ้าสามารถปั่นให้กังหันหมุนได้ถึง 70,000 รตน. โดยใช้เวลาน้อยกว่า 0.25 วินาทีเท่านั้น แม้จะมองเห็นว่าเป็นแค่มอเตอร์ไฟฟ้า แต่มอเตอร์ไฟฟ้าที่ใช้ในการนี้ มีกำลังถึง 10 แรงม้าเลยทีเดียว และระบบนี้เชื่อได้เลยว่า จะทำให้อาการหน่วงของเทอร์โบ กลายเป็นประวัติศาสตร์ที่ลางเลือนไปในเร็ววัน และการันตีประสบการณ์การขับสุดมันให้กับรถตัวแรงคันนี้ได้อย่างแน่นอน

 

ส่วนระบบไฟฟ้า 48 โวลท์นั้น นอกจากจะใช้เพื่อระบบซูเพอร์ชาร์เจอร์ไฟฟ้าแล้ว เอาดี ยังใช้กับระบบอื่นๆ ของรถอีกด้วย อาทิ ระบบช่วงล่างที่ปรับความแข็งอ่อนของชอคอับ รวมถึงความแข็งของเหล็กกันโคลง (ELECTROMECHANICAL ACTIVE ROLL STABILIZATION SYSTEM) โดยระบบนี้จะใช้มอเตอร์ไฟฟ้าควบคุมการทำงานของเหล็กกันโคลง ซึ่งในถนนที่ขรุขระจะตัดการทำงานของเหล็กกันโคลงออกทำให้รถมีความนุ่มนวล แต่เมื่อขับด้วยความเร็วสูง เหล็กกันโคลงจะจับตัวเข้าหากันเพื่อความมั่งคงในการเลี้ยวโค้ง ซึ่งการทำงานของมันคล้ายกับระบบ KDSS (KINETIC DYNAMIC SUSPENSION SYSTEM) ของค่าย โตโยตา ที่ติดตั้งใน เลกซัส จีเอกซ์ 460

 

บางคนอาจจะคิดว่านี่เป็นนวัตกรรมเพื่อการต่ออายุเครื่องยนต์สันดาปภายในออกไปอีกเล็กน้อย ก่อนที่รถยนต์ไฟฟ้าจะเข้ามาแทนที่อย่างสมบูรณ์แบบ และหากเมื่อเทียบกับรถพลังงานไฟฟ้าแล้ว ระบบที่ว่านี้ก็ยังคงไม่สามารถเทียบกับการตอบสนองที่ฉับพลันของมอเตอร์ไฟฟ้าได้ รวมถึงมลภาวะทางอากาศแม้จะน้อยลง แต่ก็ไม่สามารถทัดเทียมกับรถยนต์ไฟฟ้าได้

 

แต่หากมองในแง่มุมของการใช้งานจริง ระบบเครื่องยนต์สันดาปภายในยังคงให้ระยะเดินทางที่ไปได้ไกลกว่า มีเวลาเติมน้ำมันเชื้อเพลิงที่สั้นกว่า และความแพร่หลายยังคงมีอยู่ ฉะนั้นโดยเนื้อแท้แล้วจะมีความซับซ้อนกว่ามอเตอร์ไฟฟ้ามาก มันก็คงจะต้องอยู่กับเราไปอีกพักใหญ่

 

ถึงแม้ว่าระบบสันดาปภายในนี้ ในไม่ช้าจะกลายเป็นของล้าสมัย (น่าจะภายใน 15-20 ปี) แต่คาดว่าระบบดีๆ อย่าง “ซูเพอร์ชาร์เจอร์ไฟฟ้า” อีกไม่นานเกินรอมันคงจะเป็นที่นิยมแพร่หลาย และเป็นรถที่มีราคาย่อมเยาลง ก่อนที่เครือข่ายสาธารณูปโภคของรถไฟฟ้าจะแพร่หลาย จนเข้าสู่ยุครถไฟฟ้าอย่างเต็มตัว



------------------------------
เรื่องโดย : ภัทรกิติ์ โกมลกิติ
นิตยสาร FORMULA ฉบับเดือน มกราคม ปี 2560
คอลัมน์ : รู้ลึกเรื่องรถ
ลิงค์สำหรับแชร์ : https://autoinfo.co.th/IpDog

บทความที่เกี่ยวข้อง

ขุมพลังใหม่จากแดนมังกร
เคล็ดลับความประหยัดของ เชฟโรเลต์ ครูซ 2018
แบทเตอรี หัวใจของยานยนต์ไฟฟ้า (ตอนจบ)
แบทเตอรี หัวใจของยานยนต์ไฟฟ้า
มูลนิธิ ลมหายใจไร้มลทิน เสริมสร้างค่านิยมแห่งความซื่อสัตย์สุจริต
มูลนิธิ ลมหายใจไร้มลทิน เสริมสร้างค่านิยมแห่งความซื่อสัตย์สุจริต
อัพเดทล่าสุด
26 Jun 2017

Buyer's Guide | คู่มือซื้อรถ

Model Start Price (THB)
1.
24,500,000
2.
18,900,000
4.
5,790,000
5.
7,990,000
6.
9,800,000
7.
14,990,000
8.
20,000,000
9.
24,000,000
10.
7,200,000
11.
7,990,000
12.
5,990,000
13.
6,990,000
14.
2,339,000
15.
3,050,000
16.
2,388,000
17.
2,190,000
18.
2,230,000
19.
530,000
20.
530,000
  • MAIN SEARCH
  • EASY SEARCH
Make
Model
Price
Engine
More Option >
วัตถุประสงค์ในการใช้รถ (ประเภทรถ)
งบประมาณ
พฤติกรรมการขับรถ
SKILL DRIVING EXPERIENCE ขับเป็น...ขับปลอดภัย

Follow Autoinfo Online