เครื่องยนต์ดีเซลดีกว่าเครื่องยนต์เบนซิน จริงหรือ ?

ผมเชื่อว่าผู้อ่านที่อยู่ในวัยใกล้เคียงกับผมหรือห่างก็ไม่มากนัก น่าจะมีความรู้สึกเดียวกับผม คือ ทึ่งกับสมรรถนะของเครื่องยนต์ดีเซลในยุคนี้ ที่ให้ทั้งกำลังที่สูงมากแล้วยังประหยัดเชื้อเพลิงได้อย่างไม่น่าเชื่ออีกด้วยเพราะหากมองย้อนกลับไปสัก 30 กว่าปีเครื่องดีเซลเหมาะจะเป็นเครื่องยนต์สำหรับใช้ในเชิงพาณิชย์เท่านั้นเอง เช่น สำหรับรถบรรทุก รถประจำทาง ฯลฯ หากจะใช้กับรถเก๋งก็จะต้องมีจุดประสงค์พิเศษ เช่น เฉพาะผู้ที่ใช้งานหนักเป็นพิเศษ เช่น ขับวันละหลายร้อยกิโลเมตรเป็นประจำ หรือไม่ก็ถูกนำไปเป็นรถโดยสารสาธารณะ ซึ่งก็เข้าข่ายใช้งานในเชิงพาณิชย์เหมือนกัน ผมจำได้ว่าผู้มีใช้รถเก๋งเครื่องยนต์ดีเซลสมัยนั้น คาดหวังเฉพาะความทนทาน ไว้วางใจได้ ของเครื่องดีเซลเท่านั้น ค่าเชื้อเพลิงที่ประหยัดได้ ถือเป็นเรื่องรอง ในยุคนั้นดูเหมือนว่ามีผู้ผลิตเพียง 2 รายเท่านั้น ที่มีเครื่องยนต์ดีเซลให้ลูกค้าเลือกใช้ คือ เมร์เซเดส-เบนซ์ และ เปอโฌต์

เป็นความประจวบเหมาะของปรากฏการณ์ด้านเทคโนโลยียานยนต์ 2 อย่างซึ่งเกิดขึ้นในเวลาไล่เลี่ยกัน ที่ทำให้เครื่องยนต์ดีเซลขนาดเล็ก สำหรับรถเก๋งประหยัดเชื้อเพลิงกว่าเครื่องยนต์เบนซิน อย่างชัดเจน และเกิดขึ้นในช่วงที่ไม่มีใคร หรือชนชาติใดสามารถใช้เชื้อเพลิงแบบล้งผลาญได้อีกต่อไปแม้จะเป็นชาติร่ำรวย ก็ไม่สามารถทำได้ เพราะแกสคาร์บอนไดออกไซด์ในไอเสียของรถยนต์ เป็นตัวการสำคัญอย่างหนึ่ง ที่ทำให้เกิดภัยพิบัติต่างๆ จากสภาวะโลกร้อน สิ่งประดิษฐ์ทั้ง 2 อย่างนี้ ก็คือปั๊มเชื้อเพลิงดีเซลความดันสูง ไม่ใช่แบบดั้งเดิมที่ใช้ลูกสูบอัดแบบ "กระทุ้ง" นะครับ แต่เป็นปั๊มแบบที่สร้างความดันต่อเนื่อง คือ มีความดันสูงอยู่ตลอดเวลา ส่วนที่ยากที่สุดและเป็นปัญหาที่แก้กันไม่ตกมาตลอด ก็คือจะต้องมีซีลรอบเพลา ที่ป้องกันการรั่วภายใต้ความดันมหาศาลนี้ กับอย่างที่สอง คือ ระบบหัวฉีดที่กั้น และปล่อยน้ำมันดีเซลภายใต้ความดันสูงนี้อย่างได้ผล เพราะเวลาปิดก็ต้องสู้ความดันนี้ได้ และต้องมีแรงเปิดได้พอ เปิดอย่างเดียวก็ยังไม่ยากเท่าไรครับ ต้องเปิดได้อย่างรวดเร็ว ในระดับไม่กี่ส่วนใน 1,000 ส่วนของวินาที ในจังหวะเวลาที่แม่นยำยิ่งกว่าช่วงเวลาที่เปิดและปิดอีกหลายเท่า ซึ่งไม่มีทางทำได้หากปราศจากระบบอีเลคทรอนิคเครื่องยนต์ที่ว่านี้ ก็คือเครื่องยนต์ดีเซลที่จ่ายเชื้อเพลิงด้วยระบบคอมมอนเรล ที่เราคุ้นหูกันพอสมควรแล้วนี่แหละครับ   เครื่องยนต์ดีเซลสำหรับรถเก๋ง กลายเป็นเครื่องยอดนิยมไปทั่วโลก โดยเฉพาะในประเทศอุตสาหกรรมชั้นนำของโลกในทวีปยุโรป เพราะคนพวกนี้ แม้จะมีเงินเพียงพอหรือเหลือเฟือ แต่พวกเขารู้ค่าของเงินครับ เรื่องอะไรจะต้องจ่ายค่าเชื้อเพลิงมากกว่าหลายสิบเปอร์เซนต์ แลกกับเสียงเครื่องยนต์ที่อาจจะดังกว่า และไม่ละเอียดเท่าเครื่องเบนซินเพียงเล็กน้อยเท่านั้น เครื่องยนต์ดีเซลระบบคอมมอนเรล จึงถูกใช้ไปเกือบครบทุกวงการแล้ว จากรถเก๋ง และรถบรรทุกขนาดเล็ก ต่อไปยังรถเก๋งหรู สมรรถนะสูง ต่อเนื่องไปจนถึงรถสปอร์ท แล้วยังลามไปถึงรถแข่งรุ่นที่ไม่ถูกบังคับให้นำรถเก๋งมาคัดแปลงด้วย   แน่นอนครับว่ายังมีผู้ใช้รถกลุ่มหนึ่ง แม้จะเป็นสัดส่วนไม่มาก ที่ยังไม่สามารถปรับเปลี่ยนความรู้สึกให้หันมาชอบเครื่องดีเซลมากกว่าได้ เพราะความประหยัดเชื้อเพลิงอย่างเดียวยังไม่เพียงพอ ในด้านความทนทานและไว้วางใจได้ ในขณะนี้คือว่าเท่าเทียมกันด้านความเงียบ หรือจะเรียกแบบตรงกันข้ามว่าด้านเสียงรบกวน เครื่องดีเซลคอมมอนเรลก็ยังไม่มีทางสู้เครื่องเบนซินได้ครับ เรื่องเสียงรบกวน ของเครื่องดีเซลที่ต้องพิจารณาแบบแยกแยะครับว่าฟังขณะอยู่ภายใน หรือภายนอกรถถ้าฟังจากภายในรถ ต้องยอมรับว่าเหลือน้อยมาก เพราะมีการป้องกันทั้งเสียงที่จะออกมาจากตัวเครื่องยนต์ และส่วนที่จะเข้าสู่ห้องโดยสาร ด้านในของฝากระโปรงห้องเครื่องก็ถูกบุด้วยวัสดุซับคลื่นเสียง แต่ก็ยังมีด้านที่ปิดกั้นไม่ได้ครับ ซึ่งก็คือ ด้านหน้า ที่ยังคงต้องเปิดโล่งให้อากาศไหลผ่านคอนเดนเซอร์ระบบปรับอากาศ และหม้อน้ำ เพื่อระบายความร้อน (หมายถึงรถส่วนใหญ่ที่มีเครื่องยนต์อยู่ด้านหน้า) กับด้านล่างที่ต้องให้อากาศที่ผ่านหม้อน้ำแล้วไหลลอดออกมาได้ เพราะฉะนั้นอย่าตกใจครับ ถ้าพบว่ารถเก๋งของเราที่จอดติดเครื่องอยู่ มันส่งเสียงแย่กว่ารถพิคอัพ ตอนเราเดินจากไป หรือเดินกลับมาขึ้นรถ ไม่ใช่เรื่องใหญ่ครับ เพราะถ้ามันเงียบพอตอนเราขับ หรือโดยสาร ก็ถือว่าใช้ได้   จุดอ่อนทั้งสองของเครื่องดีเซลเมื่อเทียบกับเครื่องเบนซิน ก็คือ ความสั่นสะเทือน ที่จริงก็เป็นอย่างเดียวกับส่วนที่ทำให้เกิดเสียงรบกวนนั่นแหละครับ ต่างกันที่ความถี่ ซึ่งต่ำกว่าย่านที่หูของพวกเราได้ยิน เราก็เลยเรียกมันว่าความสั่นสะเทือน มันถูกส่งผ่านมาถึงตัวเรา ผ่านชิ้นส่วนต่างๆ ของรถ และเรารับรู้ได้ในรูปของการถูกรบกวน โดยการสัมผัสมัน ไม่ว่าจะด้วยส่วนใดของร่างกายก็ตาม ส่วนใหญ่ก็โดยการสัมผัสวงพวงมาลัย ที่เราต้องจับขณะขับกับแป้นคันเร่ง เบรค คลัทช์ (ถ้ามี) ด้ามเกียร์ คันโยก สวิทช์ต่างๆ ใครที่ไม่รู้สึกว่าถูกสิ่งเหล่านี้รบกวน ถือว่าเป็นผู้ที่โชคดีครับ ที่ไม่ต้องนับมันเป็นจุดอ่อน   จุดด้อยที่สามของเครื่องดีเซล คือ แรงบิดที่ความเร็วต่ำ แน่นอนว่าเป็นที่รู้กันอยู่แล้วว่าเครื่องดีเซลมีย่านใช้งานที่ความเร็วของเพลาข้อเหวี่ยงต่ำ และแรงบิดของเครื่องดีเซลเมื่อเทอร์โบทำงาน ก็สูงเพียงพอ จุดอ่อนที่ผมหมายถึง เริ่มต้นที่ความเร็วเดินเบาเลยครับ เพราะการเพิ่มแรงบิดของเครื่องดีเซลมาจากการเพิ่มปริมาณเชื้อเพลิงที่ฉีดให้ลุกไหม้ โดยที่อากาศถูกดูดเข้ากระบอกสูบ โดยไม่มีอะไรกีดขวาง แรงบิดที่เพิ่มจึงคอนข้างล่าช้าและไม่ได้ส่วนกับระยะที่เท้าของเรากดคันเร่งต่างจากเครื่องเบนซิน ที่ไอดีในสัดส่วนที่ลุกไหม้ได้ดี ถูกจัดรอไว้เรียบร้อย ลูกสูบพยายามดูดมันเข้าสู่กระบอกสูบตลอดเวลา แต่ถูกปิดกั้นไว้ด้วยลิ้นเร่ง หรือลิ้นผีเสื้อ ทันทีที่เราเหยียบคันเร่งเพื่ออ้าลิ้นผีเสื้อนี้ ไอดีจึงถูกดูดเข้าไปให้หัวเทียนจุดให้ลุกไหม้ ได้แรงบิดรวดเร็ว ในปริมาณที่สัมพันธ์กับระยะที่คันเร่งถูกกด รถเกียร์อัตโนมัติ ที่เครื่องยนต์ถูกใช้แรงบิดตั้งแต่ความเร็วเดินเบา จะสำแดงจุดอ่อนนี้ให้รู้สึกได้ง่าย หรือรถเกียร์ธรรมดาที่ผู้ขับเป็นคนละเอียดออกรถโดยเร่งเครื่องยนต์เพียงเล็กน้อย ก็จะพบจุดอ่อนนี้ได้เหมือนกัน เช่นเดียวกับข้อ 2. ครับ ใครที่ไม่ถูกสภาวะที่ว่านี้ของเครื่องดีเซล "รบกวน" ถือว่าอยู่กลุ่มผู้โชคดี ตัวผมอยู่ในกลุ่มผู้โชคร้าย ที่ถูกรบกวนด้วยจุดอ่อนทั้ง 3 ข้อ แม้จะให้คำแนะนำต่อผู้อื่นว่าไม่มีเครื่องยนต์แบบใด น่าใช้กว่าเครื่องยนต์ดีเซลอีกแล้วในรถเก๋งยุคนี้   นอกจากความชอบเป็นส่วนตัวแล้ว ถ้าจะพิจารณาด้านเทคโนโลยีเครื่องยนต์แล้ว ผมก็ยังเชื่อว่า เครื่องยนต์เบนซินยังสามารถถูกพัฒนาเพื่อลดจุดอ่อนใหญ่ของมันได้อีกไกล ซึ่งก็คือความสิ้นเปลืองเชื้อเพลิง เมื่อเทียบกับเครื่องดีเซล ระบบวาล์วแปรผัน (ไม่ใช่เพราะลูกเบี้ยวแปรผันนะครับ) นั่นช่วยได้มาก แต่ยังต้องรอให้ความทนทานเพียงพอ อย่างที่สอง คือ การจดไอดีเจือจาง (ใช้เชื้อเพลิงน้อย) ให้ได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำสม่ำเสมอ ข้อนี้ยังเป็นเรื่องยากมากอยู่ครับ และดูเหมือนว่า วิศวกรเครื่องยนต์ของบริษัทรถทุกแห่ง รวมทั้งผู้ผลิตอุปกรณ์สำหรับเครื่องยนต์รายสำคัญ กำลังทุ่มเทกันอย่างเอาเป็นเอาตาย   ที่เป็นรูปธรรมและถูกเปิดเผยต่อสาธารณชนอย่างเป็นทางการและน่าเชื่อถือ เป็นระบบจุดระเบิดล้ำยุคของบริษัท FEDERAL-MOGUL ยักษ์ใหญ่ระดับโลกในวงการนี้ครับ ออกแสดงในงานแสดงรถยนต์ ณ เมืองฟรังค์ฟวร์ท เมื่อไม่กี่เดือนที่ผ่านมานี้ ที่จริงผมไม่ชอบคำว่าจุดระเบิดเลยครับ เพราะในความเป็นจริงนั้น การลุกไหม้ของเชื้อเพลิงในเครื่องยนต์ ห้ามเกิดขึ้นในรูปแบบของการระเบิดอย่างเด็ดขาด แต่ในเมื่อถูกบัญญัติมาเช่นนี้ตั้งแต่ต้น ก็ต้องทนใช้กันต่อไปครับ จนถึงขณะนี้เรายังใช้ประกายไฟที่เขี้ยวหัวเทียน จุดไอดีให้ลุกไหม้ในกระบอกสูบกันอยู่ พูดง่ายๆ ก็คือมีตำแหน่งที่จุดเชื้อเพลิงเพียงตำแหน่งเดียวและก็สั้นจู๋ด้วย ระยะที่เกิดประกายไฟฝังเพียง 1 มิลลิเมตรเศษเท่านั้น ต่อจากนั้นก็ต้องอาศัย การลามของเปลวเพลิง เสริมด้วยความเร็วของแกสหรือไอดี ช่วยพาให้ลุกไหม้ได้ทันเวลา ก่อนที่ลูกสูบจะถูกข้อเหวี่ยงและก้านสูบ "ดึง" หนีลงด้านล่าง   ไอดีที่จะถูกประกายไฟฟ้านี้จุดให้ลุกไหม้ได้ ก็ต้องมีความเข้มเพียงพอด้วย นั่นหมายถึงต้องใช้เชื้อเพลิงให้มากพอ ถ้าจะทำให้เครื่องเบนซิน "กิน" น้ำมันน้อยพอที่จะสู้กับเครื่องดีเซลสมัยใหม่ยุคนี้ได้ ต้องใช้ 2 เงื่อนไขด้วยกันครับ คือ ต้องมีประกายไฟฟ้า พลังงานเข้มมากเพื่อจุดไอดีจางให้ลุกไหม้ได้ ลุกไหม้แล้วก็ยังไม่พอครับ เพราะไอดีที่จางจะติดไฟลามได้ช้าลงกว่าไอดีที่เข้ม จะหวังการไหลวนในกระบอกสูบแบบปั่นป่วน ซึ่งทำกันมานานแล้วก็ยังไม่ทัน ทำอย่างไรจะให้ประกายไฟฟ้าพลังงานเข้ม ถูกปล่อยออกมาหลายทิศทางในกระบอกสูบ และเป็นลำยาวไปจนเกือบถึงขอบห้องเผาไหม้หรือผนังกระบอกสูบ   วิศวกรของ FEDERAL-MOGUL ทำสำเร็จครับ โดยอาศัยพลาสมา หรือแกสที่อตอมหรือโมเลกุลของมันมีประจุไฟฟ้า ช่วงจุดไอดีเจือจางให้ลุกไหม้ บริษัท ฯ ตั้งชื่อระบบนี้ว่า ACIS (ADVARCED CORONA LGNITION SYSTEM) แรงเคลื่อนไฟฟ้า 12 โวลท์ ของระบบในรถจะถูกปรับให้เป็น 150 โวลท์ จากนั้นวงจรของหม้อแปลงความถี่ของคลื่นวิทยุ จะสร้างคลื่อนไฟฟ้าแบบ "สี่เหลี่ยม" คือ มีแต่เส้นแนวนอนและแนวดิ่ง ถึงเขียนเป็นกราฟ ด้วยค่าแรงเคลื่อนไฟฟ้า 1,000 โวลท์ แล้วป้อนให้ขดลวดและแคพาซิเทอเพื่อกระตุ้นให้เกิด ความถี่ระดับ 1 ล้านเฮิร์ซ ในรูปของคลื่นพลังงาน ด้วยความถี่สูงระดับนี้ จังหวะเวลานี้จะปล่อยพลังงานออกมาจุดไอดี จึงถูกควบคุมได้อย่างแม่นยำมาก การลุกไหม้ของไอดีในกระบอกสูบจึงเกิดขึ้นพร้อมกันทั้งหลังเผาไหม้ ต้องแค่เกือบพร้อมกันเท่านั้นครับ ถ้าพร้อมกันจริง มันจะกลายเป็นการระเบิด และเกิดคลื่นความดันพลังงานสูงกระแทกชิ้นส่วนของเครื่องยนต์จนพัง   FEDERAL-MOGUL เผยว่ากำลังทดลอง และพัฒนาร่วมกับบริษัทรถยนต์รายใหญ่ 2 รายด้วยกัน นอกจากจะจุดไอดีจางให้ลุกไหม้ได้แล้ว เปลวพลาสมาที่ยาวและมีพลังงานเข้ม ยังสามารถจุดได้เร็ว จนสามารถใช้อัตราส่วนการอัดระดับ 14 ต่อ 1 ได้ โดยไม่ต้องกลัวการ "นอค" และไม่ต้องใช้เชื้องเพลิงออคเทนสูงเป็นพิเศษด้วย