บทความ

ไฮบริด พลังลูกข่าง


ผมเป็นคนที่นักประดิษฐ์ รวมทั้งพวกที่อยากเป็นนักประดิษฐ์ทั้งหลายมาคุยด้วยหรือขอคำปรึกษาแล้วมักจะผิดหวังกลับไป เพราะผมไม่ใช่คนที่มีความสุข หรือความพอใจกับการได้ฝันเฟื่อง ถ้าไม่นับความคิดล้ำยุคล้ำสมัย ระดับนิยายวิทยาศาสตร์ ซึ่งทำนายความเป็นไปได้ในอนาคตยาวไกลเกือบร้อยปีแล้ว แนวคิดสำหรับสิ่งประดิษฐ์ ต้องสอดคล้องไม่ขับแย้งกับกฏเกณฑ์ทางวิศวกรรมและวิทยาศาสตร์ครับ และถ้าจะให้มั่นใจ ก็ต้องเป็นสิ่งที่สร้างขึ้นมาได้จริง และทำให้ประโยชน์ให้เห็นกันเป็นแบบรูปธรรมเลย

หนึ่งในสิ่งประดิษฐ์ประเภทนี้ และใช้ได้ผลกับรถยนต์โดยตรงก็คือระบบขับเคลื่อนแบบไฮบริด ที่ไม่ใช้วิธีสะสมพลังงานเคมีไว้ในแบทเตอรี แต่ใช้จานหมุน หรือโรเตอร์ หรือ ฟลายวีลสะสมพลังงานไว้ในรูปพลังงานกล ซึ่งได้ผลดีกว่า เพราะอัตราการแปลงพลังงานต่อระยะเวลาอันสั้นขณะที่รถเบรคมีค่า
สูงกว่า

ระบบนี้ถูกใช้กับรถแข่งสูตร 1 มาแล้วในการแข่งขันปีที่ผ่านมา แต่ในปีนี้ถูกระงับไปด้วยเหตุผลที่ไม่ค่อยชัดเจนครับ และน่าจะกลับมาอยู่ในกติกาสำหรับการแข่งขันในปีหน้าอีกเช่นเดิม รถแข่งสูตร 1 คือ ที่สุดของรถแข่งแล้วครับ สิ่งประดิษฐ์หลายอย่างที่รถนี้ใช้อาจต้องใช้เวลานาน หรือดัดแปลงเพื่อให้สามารถใช้ประโยชน์กับรถยนต์ทั่วไป แต่ถ้ามันถูกใช้กับรถสปอร์ท และดัดแปลงเล็กน้อย เพื่อให้เหมาะแก่การแข่งความเร็ว ระยะทางไกล หรือจะเรียกว่าเวลาแข่งขันยาวนานก็ได้ ก็ย่อมหมายความว่า มันย่อมมีประโยชน์ต่อรถที่พวกเราใช้กันอยู่ เช่นเดียวกันครับ

ระบบนี้ถูกเปิดตัวในรถแข่งรุ่น 911 จีที 3 อาร์ ของโรงงาน โพร์เช โดยคิดแปลงรุ่น จีที 3 ให้เหมาะกับการเป็นรถแข่ง แล้วเสริมด้วยระบบไฮบริด หลักการเดียวกับระบบ KERS (KINETIC ENERGY RECOVERY SYSTEMS) ในรถแข่งสูตร 1 ของปีที่แล้ว เดิมทีระบบนี้ถูกพัฒนาอยู่ก่อนแล้ว โดยหนุ่มอังกฤษสายตายาวไกล โดยตั้งบริษัท AUTOMOTIVE HYBRID POWER ขึ้นเมื่อ 3 ปีก่อน แล้วซื้อสิทธิ์ ในการใช้ระบบโรเตอร์หมุนด้วยความเร็วสูงจากบริษัท URENCO ซึ่งสร้างเครื่องเติมธาตุยูเรเนียม ด้วยเครื่องเหวี่ยงความเร็วสูง

ทีมแข่งรถสูตร 1 ชื่อ วิลเลียมส์ ซึ่งกำลังมองหาระบบนี้ ตั้งแต่ปี 2008 เพื่อเตรียมตัวสร้างรถแข่งไฮบริด สำหรับ ปี 2009 เห็นศักยภาพของระบบนี้ ชัดแจ้ง จึงเข้าซื้อหุ้นจาก เอียน โฟลีย์ ผู้ก่อตั้ง AUTOMOTIVE HYBRID POWER พร้อมกับเปลี่ยนชื่อมาเป็น WILLIAMS HYBRID POWER ซึ่ง โฟลีย์ ยินยอมด้วยความเต็มใจเพราะการได้ทั้งเงิน และโอกาสพัฒนาระบบนี้รวมกับ วิลเลียมส์ นั้น ถือเป็นโชคสองชั้นที่หาไม่ได้ง่ายนัก

หลักการทำงานของระบบนี้ ก็คือการต่ออัลเทอร์เนเตอร์ หรือชุดผลิตกระแสไฟฟ้าเข้ากับล้อของรถ โดยปล่อยให้หมุนฟรีไปพร้อมกับล้อ จนกระทั่งเมื่อผู้ขับเหยียบเบรค ระบบควบคุมจะปล่อยกระแสไฟฟ้าสร้างสนามแม่เหล็กที่อัลเทอร์เนเตอร์ ให้เกิดแรงบิดต้านการหมุนของล้อ เรียกง่ายๆ ก็คือ ให้เกิดแรงเบรคล้อนั้นเองครับ เป็นการเปลี่ยนพลังงานกลของการที่รถเคลื่อนที่ ให้เป็นพลังงานไฟฟ้า แทนที่จะสูญเปล่าไปในรูปพลังงานความร้อน จากการเสียดสีของผ้าเบรคกับจานเบรค

ถ้าเป็นรถใช้งานทั่วไปในเมือง พลังงานไฟฟ้านี้จะถูกป้อนเข้าแบทเตอรี แต่สำหรับรถแข่งความเร็วสูง ที่มีการเบรคทุกโค้งที่ความเร็วสูง การเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าที่ได้ขนาดนี้ ให้เป็นพลังงานเคมีในแบทเตอรี ในระยะเวลาอันสั้น เป็นไปได้ยากครับ หากไม่ใช้แบทเตอรีขนาดใหญ่ หรือจำนวนมาก ระบบไฮบริดของ WILLIAMS HYBRID POWER จึงใช้วิธีสะสมพลังงานไฟฟ้าจากอัลเทอร์เนเตอร์ ในรูปของพลังงานกล โดยให้กระแสไฟฟ้าแก่มอเตอร์ เพื่อขับโรเตอร์ หรือจานหมุน จนมีความเร็วสูงถึง 40,000 รตน. การแปลงรูปแบบของพลังงาน กลับไปกลับมาอย่างรวดเร็วนี้ ต้องใช้ระบบควบคุมที่มีประสิทธิภาพดีเยี่ยมครับ และการรักษาพลังงานกลของจานหมุนความเร็วสูงนี้ไม่ให้สูญเสียไปก่อนที่จะนำกลับไปใช้ ก็เป็นเรื่องที่ยากมากครับ ที่ปลายแกนของจานหมุน จะต้องมีแบริง หรือตัวรองรับที่ลื่นมาก คือ มีแรงเสียดทานน้อยที่สุด จุดนี้ดูเหมือนจะเป็นความลับระดับสูงครับ ว่าแบริงเป็นแบบไหน ใช้อะไรเป็นสารหล่อลื่น ที่ผิวของจานหมุน ก็เกิดแรงเสียดทานกับอากาศรอบตัวมันเหมือนกัน ผิวนอกของจานนี้จึงต้องเรียบเกลี้ยงจนมันปลาบ และหากต้องการลดแรงเสียดทานระหว่างอากาศกับผิวของจานก็น่าจะทำให้อากาศที่ห่อหุ้มมัน จางที่สุดคือเข้าใกล้สุญญากาศ

และดูเหมือนจะเป็นเช่นนั้นครับ ถ้าดูจากภาพ เพราะทั้งจานและแกนถูกบรรจุไว้ในกล่องกลมปิดผนึกแบบอากาศผ่านไม่ได้ มีเพียงท่อและสายไฟเท่านั้นที่ต่อเชื่อมกับกล่องนี้ ส่วนนี้น่าจะเป็นความลับครับ พลังงานกลที่เก็บไว้ในจานหมุนความเร็วสูงนี้ ต้องถูกใช้ให้เป็นประโยชน์ และหมดเกลี้ยง เพื่อที่จะได้สะสมใหม่ เมื่อเบรครถในโค้งถัดไป

ในกรณีของ โพร์เช 911 จีที 3 อาร์ ไฮบริด ผู้ขับสามารถกดปุ่ม เปลี่ยนพลังงานในจานหมุน ให้เป็นพลังงานไฟฟ้า โดยการให้มอเตอร์ที่หมุนจานในตอนแรก เปลี่ยนหน้าที่มาเป็น อัลเทอร์เนเตอร์ ผลิตกระแสไฟฟ้า กลับมาให้ อัลเทอร์เนเตอร์ที่ต่อเชื่อมกับล้อหน้า และในตอนนี้ระบบควบคุมได้เปลี่ยนหน้าที่มัน ให้กลายเป็นมอเตอร์ ผู้ขับ 911 จีที 3 อาร์ ค้นนี้ จะได้กำลังจากมอเตอร์ของล้อหน้า ซ้ายและขวาข้างละลูก แต่ละลูกให้กำลัง 60 กิโลวัตต์ หรือประมาณ 82 แรงม้า จ่ายแรงขับเคลื่อนได้นาน 6 ถึง 8 วินาที จานหมุนจึงจะหมดความเร็วหรือพลังงาน เมื่อรวมกับกำลังจากเครื่องยนต์ 6 สูบ ความจุ 4,000 ซีซี ให้กำลังสูงสุด 480 แรงม้า รถนี้จึงมีกำลังสูงสุดตอนเร่งออกจากโค้งถึง 644 แรงม้า นาน 6 ถึง 8 วินาที จากนั้นจึงจะเหลือ 480 แรงม้า จากเครื่องยนต์ แต่เพียงอย่างเดียว

จุดเด่นของระบบนี้ ไม่ได้มีเพียงความสามารถในการสะสมพลังงานได้เกือบหมด ในเวลาอันสั้นขณะเบรคเท่านั้น แต่ยังได้เปรียบแบทเตอรีในด้านน้ำหนักตัวซึ่งเบากว่ามากอีกด้วย โพร์เช นำรถนี้ออกให้ชมตัวจริงในงานแสดงรถยนต์ ณ เมือง เจนิวา เมื่อต้นปีนี้ เป็นรถที่เตรียมไว้ลงแข่งความเร็ว 24 ชม. เต็ม ในสนาม NURBURGRING ที่ชื่อดังสุดขีดไปแล้วในขณะนี้ และระบบนี้ก็ไม่ทำให้ โพร์เช และ วิลเลียมส์ ผิดหวังด้วยการนำเป็นที่ 1 จนกระทั่งชั่วโมงที่ 22 แค่นี้ก็ถือว่าประสบความสำเร็จเกินเป้าหมายแล้วครับ สำหรับรถไฮบริด ระบบล่าสุด ที่ไม่เคยลงแข่งที่ใดมาก่อน

นอกเหนือจากความทนทานของเครื่องยนต์ และชิ้นส่วนอื่นของรถนี้แล้ว สิ่งที่ช่วยให้รถนี้นำหน้าอยู่เกือบตลอดการแข่งขัน ก็คือระบบ ไฮบริด จานหมุนความเร็วสูง ที่ช่วยให้ประหยัดเชื้อเพลิงได้อย่างมาก และเป็นหัวใจสำคัญของความสำเร็จในการแข่งความเร็วแบบมาราธอน เพราะเวลาที่ใช้ในการแวะเข้าไปหยุดเติมเชื้อเพลิง มีผลสำคัญที่สุดต่อชัยชนะครับ

ระบบนี้ไม่มีอะไรที่เป็นของเฉพาะเจาะจงสำหรับรถแข่งเลย มันจึงเหมาะกับการนำมาใช้ในรถทั่วไปด้วย ชุดจานหมุนได้เปรียนแบทเตอรีอย่างมากในด้านน้ำหนักตัว มาถึงตรงนี้คงมองเห็นกันแล้วใช่ไหมครับ ว่ามันเหมาะกับยานพาหนะเกือบทุกชนิด ที่มีล้อ และต้องเบรคลดความเร็ว สลับกับการเร่ง มันจึงเหมาะกับรถบรรทุกทั้งหลาย รถโดยสารสาธารณะที่ใช้ล้อยาง หรือแม้แต่รถบนราง ที่ต้องเบรคทุกครั้งที่เข้าเทียบสถานี เช่น “รถไฟฟ้า” และ “รถใต้ดิน” ที่ให้บริการอยู่ใน กทม. นี้แหละครับ



------------------------------
เรื่องโดย : เจษฎา ตัณฑเศรษฐี
นิตยสาร FORMULA ฉบับเดือน ตุลาคม ปี 2553
คอลัมน์ : รู้ลึกเรื่องรถ
ลิงค์สำหรับแชร์ : https://autoinfo.co.th/mCg8A
อัพเดทล่าสุด
10 Nov 2018

Buyer's Guide | คู่มือซื้อรถ

Model Start Price (THB)
1.
524,000
2.
599,000
3.
3,599,000
5.
2,090,000
6.
2,229,000
7.
779,000
8.
3,590,000
10.
1,316,000
11.
1,749,000
12.
1,699,000
14.
3,299,000
15.
5,399,000
16.
6,799,000
17.
3,249,000
18.
4,980,000
19.
13,500,000
20.
6,799,000
  • MAIN SEARCH
  • EASY SEARCH
Make
Model
Price
Engine
More Option >
วัตถุประสงค์ในการใช้รถ (ประเภทรถ)
งบประมาณ
พฤติกรรมการขับรถ

Follow autoinfo.co.th