เข้าใจ “เครื่องเทอร์โบ” บล็อกเล็กสายจี๊ด ดีกว่าเครื่องใหญ่จริงหรือ

ท่ามกลางโลกยุคใหม่ เราต่างเห็นบริษัทรถยนต์ต่างพยายามหาอะไรใหม่ๆ มานำเสนอแก่ลูกค้า ปัจจุบันภาพที่ชินตาของคนไทย ก็ดูจะไม่พ้นเครื่องยนต์ที่มีขนาดเล็กพ่วงระบบอัดอากาศเทอร์โบชาร์จเข้ามา พวกมันเดินทางมาถึงประเทศไทย มาสัก 2-3 ปี แล้ว ด้วยความหวังในการทำให้รถยนต์ที่เราใช้ประหยัดมากขึ้นและได้สมรรถนะในการขับขี่มากกว่าเดิม 

ตลอดช่วงหลายปีที่ผ่านมา โลกอยู่ในยุคกระแสลดขนาดเครื่องยนต์และพ่วงระบบเทอร์โบชาร์จะเข้าประจำการ ค่ายรถยนต์จำนวนไม่น้อยต่างเดินหน้ามาทางนี้ ด้วยส่วนหนึ่งจากความสำเร็จของเครื่องยนต์ดีเซล ที่สามารถให้ทั้งความประหยัด และเพิ่มพูนสมรรถนะในการขับขี่ ตรงตามที่ลูกค้าต้องการ และในอีกทางพวกมันยังลดไอเสียได้ในระดับหนึ่ง แม้ว่าภายหลังจะถูกเปิดโปงความไม่สะอาดของไอเสีย หากก็ยังคงความเชื่อว่ามีประสิทธิภาพและความปiะหยัดอยู่ดี 

หลายปีของการวิศวกรรมภายใต้ความเชื่ออย่างสุดใจว่าเครื่องยนต์บล็อกเล็กยัดเทอร์โบให้ความประหยัด ถูกพูดถึน้อนลง จนโลกในวันนี้ต่างหันหาเรื่องระบบไฮบริดมากขึ้น หลายคนอาจจะรู้สึกเฉยๆในเทรนด์วิศวกรรมที่ก้าวไปอย่างรวดเร็ว ทั้งที่ความจริงแล้วเครื่องยนต์เทอร์โบน่าจะอยู่ได้อีกสักระยะด้วยซ้ำไป 

ข้อเท็จจริงที่ถูกเปิดออกมาเมื่อไม่นานมานี้ชี้ว่า เครื่องยนต์เทอร์โบที่ผ่าออกมาเป็นตระกูลบล็อกเล็กแล้วเทียบเคียงกำลังว่ามีความสามารถเหมือนเครื่องยนต์บล็อกใหญ่ เริ่มประจักษ์ว่า มันไม่สามารถทำแบบนั้นได้ในความเป็นจริง และแทนที่จะได้เปรียบกลับเสียเปรียบ แถมยังไม่ได้กินน้ำมันต่างกันเท่าไรนักด้วย 

ในมุมหนึ่งเครื่องยนต์บล็อกเล็กพกเทอร์โบ แม้ว่าจะสามารถปั้นกำลังได้ทัดเทียมกับเครื่องยนต์ขนาดใหญ่อยู่บ้าง อาศัยกำลังขับจากเทอร์โบชาร์หรือซุปเปอร์ชาร์จป้อนอากาศเข้าไปห้องเผาไหม้เพื่อให้มีสัดส่วนในการจุดระเบิดมากขึ้น จนได้กำลังมากกว่าใช้ลูกสูบดูดตามปกติ เหมือนคุณกินอาหารโดยไม่ต้องตักทานเอง แต่มีเครื่องดูดอาหารคอยป้อนให้ตลอดเวลา ทำให้ในเชิงวิศวกรรมเครื่องยนต์เทอร์โบได้เปรียบมากกว่าเมื่อขับขี่ 

กำลังจากเทอร์โบสามารถเพิ่มกำลังเครื่องยนต์ได้ตามที่วิศวกรต้องการ โดยอาศัยแรงดันเทอร์โบ หรือคนไทย อาจจะเรียกกันชินปากว่า   Boost   เทอร์โบ ยิ่งบูสต์มากก็ยิ่งเพิ่มกำลังเครื่องยนต์ แต่ก็ต้องจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงให้ได้ปริมาตรสัดส่วนพอจะจุดระเบิดมีประสิทธิภาพ 

ผลที่ตามมาคือ เครื่องเทอร์โบต้องจ่ายน้ำมันมากกว่าปกติ เมื่อเทียบกับเครื่องยนต์ธรรมดาในขนาดเท่ากันที่ไม่ติดตั้งเทอร์โบ จุดนี้เองทำให้ทีมวิศวกรบริษัทรถยนต์อาศัยความหัวหมอในการพัฒนาเครื่องยนต์เทอร์โบในเครื่องยนต์ที่มีขนาดเล็ก เพื่อคนตัดความรู้สึกว่าจะกินน้ำมัน แถมยังได้ภาษีว่า มันน่าจะประหยัดน้ำมันในกำลังเครื่องยนต์เทียบเท่าเครื่องขนาดใหญ่ ยิ่งกลายเป็นยิ่งปืนนัดเดียวได้นกสองตัว 

มุมหนึ่งของการวิศวกรรมเครื่องยนต์บล็อกเล็กพร้อมเทอร์โบชาร์จ ระหว่างขั้นตอนการจุดระเบิดเครื่องยนต์เทอร์โบจะไม่สามารถหลักเลี่ยงปัญหา   Knock   ที่เกิดขึ้นในระหว่างขั้นตอนการบีบอัดของลูกสูบได้ และเมื่อจุดระเบิดที่รุนแรงอาการน๊อคจะยิ่งชัดขึ้น ถ้าการจูนเครื่องยนต์ดังกล่าวไม่สมบูรณ์ 

วิธีการแก้ไขในทางปฏิบัติในการลดน๊อค มีหลายวิธีในการขับขี่ได้แก่ 

-ลดกำลังอัดเครื่องยนต์แล้วหันมาใช้บูสต์มากขึ้น แต่ก็มีผลค้างเคียงว่าเครื่องยนต์จะตอบสนองไม่ดีเมื่อเทียบกับเครื่องยนต์ปกติ และดูอ่อนแรงเมื่อไม่มีกำลังเทอร์โบชาร์จมาขับเคลื่อน

-ใช้การปรับจูนชุดวาล์ว เพื่อให้เกิดประสิทธิภาพขั้นตอนบีบอัดมากที่สุด แต่วิธีนี้ไม่ได้รับความนิยมมากนัก เนื่องจากวุ่นวายและซับซ้อนมากในขั้นตอนการปรับจูนชุดวาล์ว 

ทำให้ส่วนใหญ่แล้วในความจริงสิ่งที่เกิดขึ้น คือ วิศวกรจะใช้การถมน้ำมันเพื่อให้เครื่องยนต์ในแต่ละสูบมีแรงเครียดในการจุดระเบิด หรืออุณหภูมิน้อยลง และในทางกลับกันมันหมายถึงเครื่องยนต์จ่ายน้ำมันมากขึ้น แน่นอนมันส่งผลถึงอัตราประหยัดที่เกิดขึ้นในระหว่างการขับขี่

หรือถ้าพูดให้เข้าใจง่าย เรากำลังจะบอกว่า เครื่องยนต์บล็อกเล็กพกเทอร์โบชาร์จอาจไม่ประหยัดเท่ากับเครื่องยนต์ขนาดใหญ่ที่สามารถทำกำลังการขับขี่ได้เท่ากัน

ยกตัวอย่างเช่น เครื่องยนต์ขนาด 2.0 ลิตร สามารถทำกำลังได้ 175 แรงม้า อาจจะทำอัตราประหยัดนอกเมืองได้ราวๆ 12-13 ก.ม./ลิตร จากที่เคยขับทดสอบ เครื่องยนต์ที่ให้กำลังเท่ากัน ในกรณีนี้อาจหมายถึงเครื่อง 1.5 ลิตร เทอร์โบ ทำอัตราประหยัดจากการทดสอบได้ 12.24 ก.ม./ลิตร ในการขับขี่ลักษณะเดียวกัน หรืออาจจะกล่าวว่าไม่ต่างกันเมื่อขับนอกเมือง 
ทว่าด้วยเครื่องยนต์ขนาดเล็กจะกินน้ำมันน้อยกว่าเมื่อขับในเมือง เราจึงเห็นอัตราประหยัดที่ดีกว่า เมื่อขับด้วยความเร็วต่ำ (ไม่ใช้เทอร์โบ) หรือในยามที่คุณต้องแน่นิ่งท่ามกลางการจราจรในเมือง อัตราประหยัดที่ได้จะเท่ากับ 11 กม./ลิตร โดยประมาณ หรือเท่ากับเครื่องยนต์ 1.5 ลิตร ปกติ และดีกว่าเครื่องยนต์ขนาด 2.0 ลิตร เดิม หรือเครื่องรุ่นใหม่ที่มีเทคโนโลยี   Direct injecton   ซึ่งทำอัตราประหยัดอยู่ราวๆ 9-10 ก.ม./ลิตร 

ขณะเดียวกัน เครื่องยนต์เทอร์โบชาร์จเองก็มีจุดที่ให้ประสิทธิภาพในการขับขี่น้องกว่ามาก เมื่อเทียบกับเครื่องสันดาปภายในแบบไร้ระบบอัดอากาศ ยิ่งเครื่องยนต์เล็กจังหวะใช้งานได้ประสิทธิภาพก็ยิ่งน้อยลง ส่วนหนึ่งจากเทอร์โบที่ต้องเลือกระหว่างเทอร์โบใหญ่เน้นรีดกำลังรอบสูง หรือ เทอร์โบเล็กที่ตอบสนองทันใจ 
ถ้าเลือกเทอร์โบใหญ่เกินไปจะมีอาการรอรอบหรือ  Turbo lag   ซึ่งปัจจุบัน มีกรรมวิธีช่วยลดอาการดังกล่าวได้อยู่บ้าง จากการใช้ชุดวาลืวแปรผัน หรือ ระบบเทอร์โบแปรผันก็ดี ในทางกลับกันถ้าวิศวกรเลือกติดตั้งเทอร์โบเล็กก็จะตอบสนองดีในรอบเครื่องยนต์ต่ำเร่งติดเท้า แต่ตอบสนองไม่ดีเมื่อใช้เครื่องยนต์รอบสูง และอาจทำให้เทอร์โบพังง่าย เนื่องจากความร้อนสะสมที่ตัวเทอร์โบ 

เมื่อเทียบกับเครื่องยนต์ขนาดใหญ่ที่อาจจะกินน้ำมันมากกว่า แต่มีความร้อนสะสมจากอุปกรณ์ส่วนควบน้อยกว่า และมีพื้นที่การจุดระเบิดมากกว่าสร้างประสิทธิภาพได้ต่อเนื่อง โดยไม่ต้องพึ่งตัวช่วยเหมือนเครื่องยนต์เทอร์โบชาร์จ ตลอดจนยังมีความทนทานเมื่อขับใช้งานในระยะยาว เช่นขับขี่ต่อเนื่องเป็นระยะเวลานานๆ 

อย่างไรก็ดีเครื่องยนต์ที่มีระบบเทอร์โบชาร์จเอง ก็มีข้อด้อยสำคัญ คือ 

1.ต้องเข้าใจในการใช้งาน เนื่องจากต้องเข้าใจว่าการตอบสนองของเครื่องยนต์ส่วนหนึ่งจะมาจากระบบเทอร์โบชาร์จเป็นสำคัญ และปัจจุบันมีบริษัทรถยนต์น้อยมากที่จะติดตั้งมาตรวัดเพื่อบอกการทำงานเทอร์โบมาให้จากโรงงาน 

2.มีอุปกรณ์ส่วนควบเยอะมาก แม้ว่าเทอร์โบจะตอบสนองดี ทำให้เครื่องยนต์ขนาดเล็กให้กำลังมากขึ้น แต่ก็มาพร้อมส่วนควบต่างๆมากมาย นอกจากพระเอกประจำงาน “เทอร์โบแล้ว” ยังต้องการระบบระบายความร้อนมากขึ้น ทั้งขนาดหม้อน้ำ ที่ต้องใหญ่และจุน้ำมากขึ้น ระบบระบายความร้อนอากาศที่ดูดจากเทอร์โบ หรือที่เรียกว่า   “Intercooler”  รวมถึงยังต้องตัวระบายความร้อนน้ำมันเครื่อง (Oilcooler) เพิ่มเติมด้วย

ตลอดจนผู้ผลิตหลายราย ยังแนะนำให้ใช้น้ำมันเครื่องเกรดสูงกว่าปกติ เพื่อช่วยให้การหล่อลื่น และระบายความร้อนมีประสิทธิภาพสูงสุดเท่าที่จะทำได้ โดยเฉพาะใครที่ซื้อรถเครื่องเทอร์โบ แล้วเน้นขับใช้งานต่อเนื่องเป็นเวลานานๆ สมควรจะปฏิบัติตามอย่างเคร่งครัด 

และด้วยการมีชิ้นส่วนที่เยอะขึ้นซับซ้อนขึ้น ทำให้การบำรุงรักษารถมีค่าใช้จ่ายในการดูแลเพิ่มขึ้น  ในระยะยาว  กลายเป็นนอกจากผู้ซื้อจะต้องซื้อรถที่มีรถที่มีเทคโนโลยีสูงขึ้นแพงขึ้น ยังต้องเจอค่าบำรุงรักษาเพิ่มขึ้นด้วย ตลอดจนความซับซ้อนดังกล่าว ยังสร้างความปวดหัวให้แก่ช่างเทคนิคในศูนย์บริการ ที่ต้องจัดการแก้ไขปัญหาให้ลูกค้าบ่อยครั้ง 

หลายปีของการพัฒนาในที่สุดเทรนด์เครื่องเทอร์โบบล็อกเล็กก็เหมือนจะสิ้นสุดลง เมื่อทางนิสสัน หนึ่งในสามบริษัทรถยนต์ยักษ์ใหญ่ระดับโลกออกมายอมรับว่าท้ายที่สุดเครื่องยนต์เทอร์โบชาร์จจะไม่ใช่คำตอบสุดท้ายในการพัฒนารถ และจากการทำลองย่อเครื่องยนต์ถึงขีดสุด พบว่าเครื่องยนต์เทอร์โบยังตอบสนองได้ไม่ดีในการใช้งานจริง 

ตลอดจนจากเหตุโกงไอเสียเครื่องดีเซลที่เกิดขึ้นตลอดหลายปีที่ผ่านมา ทำให้ ทางการในกลุ่มประเทศยุโรป มีมาตรการใหม่ในการทดสอบรถยนต์ที่จะเข้าวางขายในตลาด ซึ่งจะต้องผ่านการวัดไอเสียและอัตราประหยัดในรูปแบบการใช้งานจริงบนถนน 

ทางด้านมาสด้าเอง เคยออกมาเปิดเผยว่า พวกเขาไม่ศรัทธาเครื่องยนต์บล็อกเล็กเทอร์โบ เนื่องจากมันไม่ให้ประสิทธิภาพในการขับขี่ดั่งที่บริษัทรถยนต์หลายรายอวดอ้าง รวมถึงในบรรดาบริษัทใหญ่ เช่น ฮอนด้า แม้จะยังขายเครื่องยนต์เทอร์โบต่อไป แต่ในแผนงานอนาคตก็ยืนยันการหันไปหาระบบไฮบรดมากขึ้น คล้ายกับทาง โตโยต้า ซูบารุ และ ซูซูกิ ที่มุ่งเน้นการพัฒนารถยนต์ไฮบริดมากขึ้น ไปเคียงข้างกับการแนะนำเครื่องยนต์เทอร์โบประสิทธิภาพสูงในเครืื่องขนาดกลาง ส่วนเครื่องขนาดเล็ก ไม่เกิน 2.0 ลิตร จะใช้เครื่องยนต์แบบสันดาปภายในปกติเท่านั้น  

Toyota Corolla  Sport ในญี่ปุ่นมีให้เลือกรุ่นไฮบริดและ 1.2 เทอร์โบ แต่ในอเมริกาแนะนำเพียงเครื่อง 2.0 ลิตรเท่านั้น

เครื่องยนต์เทอร์โบชาร์จบล็อกเล็ก เทรนด์ที่กำลังจะหายไปแม้ว่าจะในชั่วขณะจะได้รับความสนใจจากผู้ใช้ โดยเฉพาะผู้ที่ชื่นชอบในการแต่งรถต่างรู้สึกดีที่จ่ายเงินซื้อรถธรรมดา แต่ได้ประสิทธิภาพจากเครื่องยนต์เทอร์โบชาร์จ รวมถึงสายแต่งรถยังชอบที่พวกมันปรับแต่งได้ง่ายโดยไม่ต้องไปจุ้นจ้านรื้อเครื่องยนต์ บางครั้งแค่โมกล่อง เพิ่มกำลังเทอร์โบก็ได้แรงม้ามาอีกหลายสิบตัว 

ในแวดวงวิศวกรรมยานยนต์ระดับโลก มีการตั้งคำถามสำคัญว่า เครื่องยนต์เทอร์โบบล็อกเล็กจะยังควรอยู่ต่อไปหรือไม่ มันอาจเป็นเครืองยนต์ขับสนุก ประหยัด (ตามตัวเลขการทดสอบ) และรักษาสิ่งแวดล้อม ทว่าไฮบริดอาจเป็นคำตอบที่ดีกว่าในวันนี้  และอนาคต เนื่องจากประสิทธิภาพในการใช้งานมากกว่า ทั้งยังสามารถต่อยอดได้มากกว่าเมื่อมองภาพรวมในอนาคต 

ความจริงแล้ว เครื่องเทอร์โบอาจใช้งานได้ดีมีประสิทธิภาพ ที่ผ่านมาในอดีตมันเป็นเครื่องยนต์สมรรถนะสูง แนะนำในรถสปอร์ตต่างๆ มากมาย แต่ด้วยวิถีทางดลกยุคใหม่ที่ต้องการสร้างประสิทธิภาพเพิ่มความประหยัดในการขับขี่ควบแน่นไปตามความต้องการลูกค้า ในวันนี้เครื่องบล็อกเล็กเทอร์โบจึงเกิดขึ้น ส่วนมันจะตอบโจทย์คุณหรือไม่ ก็ต้องมองว่าต้องการอะไรจากรถยนต์เหล่านี้ 

 
เรื่องโดย ณัฐยศ ชูบรรจง นักทดสอบรถยนต์ และ คอลัมนิสต์ เว็บไซต์   Ridebuster.com  ติดตามผลงานการเขียน และข้อมูลที่น่าสนใจได้ทาง  Facebook 

ติดตามข่าวสารและบทความดีๆ จากพวกเรา Ridebuster.com