ทำไมเครื่องยนต์ยุคใหม่ จึงมีสูบน้อยลง

ให้คะแนนเรื่องนี้

ตั้งแต่ช่วง 4-5 ปีที่ผ่านมาเราจะเห็นได้ว่ารถยนต์รุ่นใหม่ต่างเปลี่ยนตัวเองด้วยเครื่องยนต์ขนาดเล็กลง และมีกำลังมากขึ้น มีประสิทธิภาพมากขึ้น ความสามารถของพวกมันดีกว่าแต่ก่อน จนทำให้เครื่องยนต์สูบเยอะห่างหายไปจากตลาด

เครื่องยนต์ 4 สูบกลายเป็นมาตรฐานรถในวันนี้ แถมรถเล็กนับวันรถเล็กกลายเป็นเครื่องยนต์ 3 สูบ ขณะที่เครื่องยนต์ 6 สูบ ถูกวางหมากเป็นขุมพลังสำหรับรถสปอร์ต เช่นเดียวกับเราจะเห็นได้ว่า รถซุปเปอร์คาร์ชั้นนำก็ขยับเป็นเครื่องยนต์ที่มีจำนวนสูบเยอะๆ น้อยลงมา ทว่าก็ยังมีกำลังและประสิทธิภาพมากขึ้น

เคยสงสัยไหมว่า ทำไมในยุคนี้บริษัทรถยนต์ จึงไม่ทำรถยนต์ที่มีเครื่องยนต์จำนวนสูบเยอะๆ อีกต่อไป ทั้งที่ก็ยังน่าจะตอบโจทย์และขายได้

Audi-TT-RS-coupe-engine

การเปลี่ยนแปลงในเครื่องยนต์ยุคใหม่ ต่างคนต่างเชื่อกันไปหลายแบบตามความเข้าใจของตัวเองว่า เครื่องยนต์ขนาดใหญ่สูบเยอะกินน้ำมัน หรือไม่ก็ปล่อยไอเสียมากกว่าเครื่องยนต์ที่มีสูบน้อยกว่า

ความจริงเรื่องดังกล่าวทั้ง 2 มุม ก็มีส่วนถูกอยู่บ้าง ไม่มากก็น้อยต่อการตัดสินใจของบริษัทรถยนต์ แต่การทำเครื่องยนต์หลายสูบมากขึ้น ก็นำไปสู่การตอบโจทย์ในการใช้งานบางอย่างด้วยเช่นกัน

ถ้าเทียบเครื่องยนต์ที่มีขนาดเท่ากัน อาทิ เครื่อง 2.5 ลิตร ระหว่างเครื่องยนต์ 4 สูบ และ6 สูบ บล็อกเครื่องยนต์ที่มีจำนวนสูบมากกว่า ช่วยให้วิศวกรย่อขนาดลูกสูบเล็กลง กว่าเครื่องที่มีจำนวนสูบน้อยกว่า  แต่ก็มาพร้อมน้ำหนักของชิ้นส่วนภายในที่เพิ่มมากขึ้น อาทิ จำนวนก้านสูบที่เพิ่มขึ้น ขนาดความยาวของข้อเหวี่ยงมากขึ้น ตลอดจนชุดวาล์วที่จะต้องเพิ่มขึ้น เผลอๆ น้ำหนักลูกสูบที่ลดลงไป อาจจะถูกอุปกรณ์ส่วนควบเพิ่มขึ้น จนมีน้ำหนักมากกว่าด้วยซ้ำ

2014-Infiniti-Q50-engine

อุปกรณ์ที่เพิ่มขึ้นอาจฟังดูแย่ แต่เมื่อมาถึงการทำงานและการใช้งาน เครื่องยนต์ที่มีจำนวนสูบมากกว่าสามารถสร้างกำลังต่อเนื่องได้ดีกว่ารถยนต์ที่มีเครื่องยนต์จำนวนสูบน้อยกว่า เนื่องจากจังหวะการจุดระเบิดที่ต่อเนื่องในแต่ละสูบ ช่วยผลักข้อเวี่ยงให้หมุนตลอดเวลา และยังลดความตึงเครียดของลูกสูบ ที่จะต้องหมุนด้วยรอบจัด เมื่อต้องการกำลังสูง ซึ่งเมื่อมีสูบเยอะ การทำกำลังสูงมากก็ไม่ต้องเร่งรอบจัดมาก

มันคล้ายกับคุณมีออฟฟิศขนาดเล็กมี 4 คนอยุ่ในนั้น ทำงานโครงการใหญ่ มันก็ต้องหัวหมุนเป็นธรรมดา อาจจะใช้เวลา 7 ชั่วโมงในการทำงานแต่ละวัน แต่ถ้าคุณมีคนเพิ่มขึ้นเป็น 6 คน ภาระการทำงานก็ลดลง พนักงานก็ไม่หัวหมุนเท่าเดิมผ่อนคลายมากขึ้น

infiniti-vct-engine-side-view
การเข้ามาแทนที่ด้วยเครื่องยนต์เทอร์โบ เป็นสิ่งสำคัญทีทำให้เครื่องยนต์ 6 สูบนั้นหายไป

แต่แน่นอนว่าที่ต้องตามมาคือค่าใช้จ่าย เงินเดือนและสวัสดิการ สำหรับเครื่องยนต์หมายถึงหัวฉีดน้ำมันเพิ่มขึ้นอีก 2 หัว หรือมากกว่านั้น กำลังเพิ่มขึ้น ตามมาด้วยการปล่อยไอเสียเพิ่มขึ้นเล็กน้อย หรืออาจจะเท่ากับเครื่องยนต์สูบจำนวนน้อยกว่า ที่มีลูกสูบขนาดใหญ่ก็ได้

ถึงแม้จะยังเป็นที่ถกเถียงว่าทำไมเครื่องยนต์จำนวนสูบเยอะเริ่มหายไปจากตลาด ทั้งที่ก็มีประสิทธิภาพในการใช้งาน และเหมาะสมกับสภาวะการบางแบบ เช่นเดินทางไกลด้วยความเร็ว หรือ บรรทุกหนัก ตลอดจนยังมีความนุ่มนวลในการทำงานมากกว่า และเสียงเครื่องยนต์ฟังแล้วไพเราะกว่าพอสมควร

แต่สาเหตุที่เครื่องยนต์สูบเยอะเหล่านี้เริ่มหายไปมาจาก 3 ส่วนสำคัญ

ประการแรก มีการพัฒนาทางด้านวัสดุศาสตร์ทางด้านเหล็กเพิ่มขึ้น ทำให้มีความทนทานมากขึ้น จนไม่จำเป็นต้องใช้จำนวนสูบเยอะอีกต่อไป แต่ใช้กำลังรอบเครื่องมากขึ้นเมื่อต้องการกำลังมากขึ้น ซึ่งในอดีตไม่สามารถทำได้ เนื่องจากเทคโนโลยีและวัสดุยังไม่ดีเท่าปัจจุบัน

2020 Kia Telluride

ต่อมา ความต้องการลดน้ำหนักชิ้นส่วนของรถ ตามแนวทางของการวิศวกรรมยุคใม่ บริษัทรถยนต์ไม่เพียงต้องการลดต้นทุนเท่านั้น พวกเขาต้องการทำให้เครื่องยนต์ง่ายต่อการซ่อมบำรุงด้วย   ดังนั้นเครื่องยนต์สูบเยอะจึงเริ่มไม่ใช่คำตอบหรือทางออกของการวิศวกรรมอีกต่อไป

ยิ่งประกอบกับความทันสมัยและซับซ้อนทางด้านวิศวกรรมมากขึ้น ปัจจุบันเครื่องยนต์เทอร์โบกลายเป็นมาตรฐานใหม่ในรถยนต์หลายรุ่น ทำให้แม้เครื่องยนต์จะมีสูบน้อยก็ดีพอจะทำกำลังใกล้เคียงกับเครื่องยนต์สูบเยอะในยุคก่อน หรือถ้าทันสมัยหน่อย ก็ติดตั้งระบบไฮบริด ที่ได้ทั้งความประหยัด รักษาสิ่งแวดล้อมและสมรรถนะในการขับขี่ตอบสนองดีกว่า รวมถึงความก้าวล้ำของ

แน่นอนท้ายสุดเครื่องยนต์สูบเยอะจะต้องปล่อยไอเสียมากกว่า ซึ่งนับเป็นประเด็นที่ทั่วโลกให้ความสำคัญมากในแง่การวิศวกรรมรถยนต์แต่ละคัน  

ทั้งหมดทำให้เครื่องยนต์หลายสูบที่หลายคนว่าดึกดำบรรพ กลับกลายเป็นทองของหายากทั้งที่มีประสิทธิภาพในการขับขี่ดีกว่า ในบางมุมเช่นในการใช้ความเร็ว ขับเดินทางไกลต่อเนื่อง หรือ ใช้เพื่อการขนสินค้าหนัก และการลากจูงเป็นต้น ทำให้ผู้ขับขี่ไม่ต้องใช้คพเร่งเยอะ เมื่อเทียบกับเครื่องยนต์ที่มีขนาดเล็กกว่า

การเปลี่ยนแปลงจากเครื่องยนต์จำนวนสูบเยอะมาสู่เครื่องยนต์ขนาดเล็กติดตั้งเทอร์โบ ยังมีให้เห็นต่อเนื่อง เช่นการตัดสินใจของ   Ford   ในการถอดเครื่องยนต์ 5 สูบ 3.2 ลิตร ออกไปแล้วแทนที่ด้วยเครื่องยนต์ 4 สูบ 2.0 ลิตรเทอร์โบชาร์จ ที่มีกำลังมากกว่า ทั้งที่มีขนาดเล็กกว่าก็ตาม ในรถยนต์ Ford Ranger

แต่กระนั้นความสามารถของเครื่องยนต์สูบเยอะ ก็ยังเป็นที่สนใจของวิศวกรในการทำให้มันเหมาะสม และใช้งานได้เต็มประสิทธิภาพในบางสภาวการณ์ อาทิ การติดตั้งระบบ Variable Cylinder Management ซึ่งจะหยัดการทำงานบางสูบ เมื่อใช้ความเร้วต่ำ และติดกลับมาทำงานทุกสูบ เมื่อใช้ความเร็วสูง หรือเดินทางด้วยความเร็วคงที่

ถึงแม้จะเป็นเรื่องน่าเสียดายที่รถในวันนี้ไม่ได้มีความแตกต่างเหมือนในอดีต เราไม่มีรถที่มีเครื่องยนต์ 6 สูบ 8 สูบให้เลือกมากมายนัก เว้นแต่คุณต้องการรถสปอร์ตสุดหรู หรือซุปเปอร์คารไปเลย แต่กระนั้นในมุมมองก็มี 2 ด้าน เพราะเราเกิดมาในยุคที่เทคโนโลยีต่างๆ เข้ามาช่วยทำให้เครื่องบล็อกเล็กในอดีตกล้าแกร่งมากขึ้นกว่าในอดีต

ติดตามและกดเป็นส่วนหนึ่งกับเราได้ที่

Comments

comments