รู้ลึกเรื่องรถ
มิติใหม่ของเกียร์สายพาน
หากกล่าวถึงเกียร์อัตโนมัติอัตราทดต่อเนื่อง หรือเกียร์ซีวีที (CVT: CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION) เชื่อว่าผู้อ่านต่างก็เคยได้สัมผัสกับรถยนต์ที่ใช้เกียร์ในรูปแบบนี้กันแล้ว เนื่องจากออกมาให้เราได้สัมผัสกันมานานเกิน 10 ปี โดยรุ่นแรกที่ผู้เขียนได้สัมผัสเกียร์ซีวีที ติดตั้งอยู่ในรถยนต์ ฮอนดา ซิที รหัสตัวถัง จีดี 8 เมื่อ 15 ปีก่อน และเป็นความทรงจำที่ไม่ค่อยประทับใจ เนื่องจากการตอบสนองที่ให้ความรู้สึก “น่าเบื่อ”ความรู้สึก “น่าเบื่อ” ของเกียร์ซีวีที ในยุคเก่านั้น เกิดจากการที่เมื่อกดคันเร่งลงไป รอบเครื่องจะวิ่งขึ้นไปค้างรอบที่ให้แรงม้าสูงสุด ซึ่งส่งผลให้เครื่องยนต์ส่งเสียงครางโหยหวน แล้วอัตราทดของเกียร์จะค่อยๆ เปลี่ยนไปตามความเร็วที่เพิ่มขึ้น การทำงานของมัน หากจะอธิบายก็ขอให้นึกถึง ระบบเกียร์ของรถจักรยาน เนื่องจากใช้แนวคิดเดียวกัน โดยเกียร์ของรถจักรยานนั้นมีส่วน “จานหน้า” (CHAINRING) รับกำลังจากขาของเราที่กดบันได (CRANK) เพื่อสร้างการหมุนแล้วส่งกำลังไปยัง “เกียร์” (CASSETTE/GEARS/COG SET) ที่อยู่ตรงจุดศูนย์กลางของล้อหลังผ่านทางโซ่ (CHAIN) เกียร์ซีวีที มีการทำงานไม่ต่างกับชุดขับเคลื่อนของรถจักรยาน โดย “จานหน้า” คือ พูลเลย์ตัวขับ (DRIVE PULLEY) ส่วน เกียร์ (GEARS) ของรถจักรยาน ก็คือ พูลเลย์ตัวตาม (DRIVEN PULLEY) โดยเชื่อมต่อกันด้วยสายพานโลหะ (BELT) การทำงานนั้นไม่ต่างกับรูปแบบการเปลี่ยนเกียร์ของรถจักรยาน ที่ความเร็วต่ำ เราต้องเอาชนะพลังงานศักย์ที่มีอยู่ โดยออกตัวด้วยการใช้จานหน้าตัวเล็ก และเกียร์ด้านหลังเป็นจานใหญ่ ซึ่งส่วนผสมนี้ ทำให้ที่ความเร็วต่ำ รอบหมุนของขาเราจะมาก แต่รถเคลื่อนตัวได้ช้า (แต่มีกำลังในการไต่เนิน) และเมื่อรถออกตัวไปแล้ว ต้องการทำความเร็วให้สูงขึ้น สามารถทำได้ 2 วิธี คือ 1. ซอยขาให้มีรอบหมุนสูงขึ้น 2. เนื่องจากมนุษย์นั้นมีรอบหมุนของขาที่ทำได้จำกัด จึงต้องอาศัยการเปลี่ยนอัตราทดเกียร์ช่วย รถจักรยานบางชนิด อาทิ จักรยานแม่บ้าน หรือจักรยานฟิกซ์เกียร์ เมื่อเราไม่มีทางเลือก นอกจากซอยขาให้เร็วขึ้น ถ้าต้องการวิ่งให้เร็วขึ้น เนื่องจากมันไม่มีเกียร์ให้เปลี่ยน แต่ในรถที่มีเกียร์ หากเราต้องการทำความเร็วให้สูงขึ้น สามารถเพิ่มอัตราทดให้มากขึ้น นั่นคือ ขณะที่ขาเราหมุนด้วยรอบเท่าเดิม ล้อหลังจะต้องหมุนด้วยรอบที่สูงขึ้นเพื่อความเร็วที่มากขึ้น โดย 1. จานหน้าจะต้องปรับให้เป็นจานใหญ่ขึ้น (รถจักรยานเสือหมอบ ส่วนใหญ่จะมีจานหน้า 2 ใบ และรถจักรยานเสือภูเขา มี 3 ใบ โดยเสือภูเขาจะมีจานใบเล็กกว่า เพื่อเน้นการไต่ขึ้นทางชัน) 2. เกียร์ จะต้องเปลี่ยนให้มีขนาดเล็กลง (รถจักรยานเสือหมอบทั่วๆ ไป มีเกียร์ด้านหลัง 10 ขนาด และเมื่อรวมกับจานหน้าที่มี 2 ขนาด จึงทำให้มีอัตราทดต่างกันถึง 20 จังหวะ) ทั้งหมดนี้เพื่อให้รอบหมุนของล้อสูงขึ้นและมีความเร็วมากขึ้น ในขณะที่รอบหมุนของขายังคงเท่าเดิม แนวคิดจากรถจักรยานนี้ ทำให้เราเห็นภาพการทำงานของเกียร์ซีวีทีได้อย่างชัดเจน นั่นคือ เครื่องยนต์ทำงานเหมือนกับรอบหมุนของขามนุษย์ โดยจะมีรอบหมุนอยู่จุดหนึ่งที่มีความสมดุลดี ไม่เหนื่อยเกินไป นั่นคือ รอบหมุนที่อยู่ในจุดที่ให้แรงบิดสูงสุด โดยเกียร์ซีวีทีจะปรับอัตราทดให้เหมาะสมกับรอบเครื่องยนต์นั้นไปเรื่อยๆ ช่วงความเร็วต่ำ พูลเลย์ตัวขับจะถ่างออก ทำให้จุดที่สายพานสัมผัสมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางที่เล็ก ส่วนพูลเลย์ตัวตาม จะบีบชิดเข้าหากัน ทำให้เกิดวงรอบที่สายพานสัมผัสมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางใหญ่ เหมือนกับสิ่งที่เราเห็นได้ในการขี่รถจักรยานในความเร็วต่ำ และช่วงความเร็วสูงก็จะทำงานกลับกัน โดยพูลเลย์ตัวขับจะชิดเข้าหากัน ทำให้จุดที่สายพานสัมผัสมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางที่ใหญ่ ส่วนพูลเลย์ตัวตาม จะถ่างออกจากกันก่อให้เกิดวงรอบที่สายพานสัมผัสมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางเล็ก เหมือนกับเวลาขี่รถจักรยานในความเร็วสูง แม้จะมีแนวคิดที่ดี แต่ประสบการณ์ที่ได้จากเกียร์ซีวีทียุคแรกๆ นั้น เป็นสิ่งที่คนไม่คุ้นเคย และแตกต่างจากรถเกียร์อัตโนมัติโดยทั่วไป แม้เกียร์อัตโนมัติทั่วไปในเวลานั้นจะมีเพียง 4 จังหวะ และมีประสิทธิภาพที่ไม่ดีนัก โดยเฉพาะเรื่องอัตราทดที่ขาดความต่อเนื่อง แต่ด้วยความเคยชิน คนส่วนใหญ่จะรู้สึกว่า การรับรู้ถึงจังหวะการเปลี่ยนเกียร์ของเกียร์อัตโนมัติทั่วไป ที่รอบเครื่องยนต์ค่อยๆ ไต่ขึ้น และเปลี่ยนเป็นเกียร์สูงขึ้น เมื่อรอบเครื่องยนต์ใกล้จะถึงขีดแดงนั้น ขับสนุกกว่าประสบการณ์แบบ “ทื่อๆ” ที่ได้จากเกียร์ซีวีทีในยุคแรก วิศวกรผู้พัฒนาระบบเกียร์ ได้เรียนรู้ความต้องการของผู้ใช้ และได้ออกแบบ “พโรแกรม” เกียร์ที่สามารถลบล้างปัญหาเรื่องจังหวะการเปลี่ยนเกียร์เมื่อมีการเร่งเครื่องยนต์อย่างรวดเร็วได้ โดยเกียร์ซีวีที รุ่นหลังๆ นั้นสามารถจำลองความรู้สึกของ “รอยต่อ” การเปลี่ยนอัตราทดเกียร์ให้เหมือนกับเกียร์อัตโนมัติแบบทั่วไป แต่หากวิ่งแบบนุ่มนวลก็จะทำงานได้อย่างต่อเนื่อง ไร้รอยต่อเหมือนปกติของเกียร์ซีวีที ทำให้รถยนต์รุ่นหลังๆ มานี้ ค่อนข้างจะแยกได้ยากว่า คันไหนเป็นเกียร์ซีวีที คันไหนเป็นเกียร์อัตโนมัติปกติ ถึงอย่างไร ระบบสายพานของเกียร์ซีวีทีก็ ยังมีจุดด้อยอยู่ นั่นคือ เรื่องการออกตัวจากจุดหยุดนิ่งที่ฉับพลัน รวมไปถึงการฉุดลากในรถที่ต้องมีการลากจูงของหนัก เนื่องจากการออกตัวอย่างรวดเร็ว หรือการลากจูง จะทำให้เกิดการ “ลื่นไถล” ของสายพาน
- เกียร์ซีวีที ที่มีชื่อว่า “ไดเรคท์ ชิฟท์-ซีวีที” (DIRECT SHIFT-CVT) ที่พัฒนาโดย โตโยตา
- ชุดเกียร์ ไดเรคท์ ชิฟท์-ซีวีที ออกแบบมาสำหรับเครื่องยนต์เบนซิน บลอคใหม่ ความจุ 2.0 ลิตร ในชื่อ ไดนามิค ฟอร์ศ (DYNAMIC FORCE) และ รุ่น 2.0 ไดเรคท์อินเจคชัน รวมถึงรุ่น 2.0 ไฮบริด
เรื่องโดย : ภัทรกิติ์ โกมลกิติ
นิตยสาร 399 ฉบับเดือน มิถุนายน ปี 2561
คอลัมน์ Online : รู้ลึกเรื่องรถ
ลิงค์สำหรับแชร์ : https://autoinfo.co.th/article/225964