อัตราส่วนกำลังอัด(จบ) | คมชัดลึก

                เมื่อครั้งที่ยังพอฝีมือให้คนจ้างไปเป็นผู้จัดการศูนย์บริการของรถยนต์หลายยี่ห้อ เมื่อต้องการรับสมัครช่างใหม่ทั้งมีประสบการณ์และเพิ่งจบจากโรงเรียนช่างกลเข้ามาเสริมอัตราที่ไม่พอ ผมมักจะตั้งคำถามเพื่อดูภูมิรู้เบื้องต้นว่า อัตราส่วนกำลังอัด (10:1) นั้นหมายความว่าอย่างไร ร้อยละ 98 จะตอบเหมือนๆ กันว่าคือ สัดส่วนของอากาศสิบส่วนและน้ำมันเชื้อเพลิงหนึ่งส่วน จนเดี๋ยวนี้ไม่รู้ว่าช่างใหม่ๆ จะตอบกันว่าอย่างไร ก็ไม่เข้าใจเหมือนกันว่าช่าง (ยุคนั้น) ถึงเอาอัตราส่วนกำลังอัด (compression Ratio) ไปผสมปนเปกับ อัตราส่วนผสมเชื้อเพลิงกับอากาศ (Fuel Mixture Ratio)

                 อัตราส่วนกำลังอัดคำนวณจากหลายๆ ส่วนแล้วได้มาเป็นค่าที่ตายตัว (ห้องเผาไหม้คงที่ ความกว้างของลูกสูบตายตัวระยะชัก (Stroke) คงที่ (อัตราส่วนกำลังอัดที่ไม่คงที่ก็มีเหมือนอย่างในเครื่องยนต์ของซาบ (SAAB) รุ่นหนึ่งและเครื่องระบบ Atkinson ที่นิยมใช้ในรถยนต์ไฮบริดทุกวันนี้ แต่ขอละเว้นที่จะยังไม่กล่าวถึงละ)

                 ส่วน อัตราส่วนผสมของเชื้อเพลิงกับอากาศ นั้นเป็นการคำนวณจากหลายส่วนเช่นกันเพื่อต้องการให้ใช้ น้ำมันและอากาศ ไปสร้างพลังงานให้เหมาะสมที่สุด ถ้าน้ำมันเข้ามากพอที่จะสร้างกำลังงานได้เต็มที่ในอัตราส่วนที่พอเหมาะพอเจาะ เขาจะเรียกกันว่า อัตราส่วนผสมบาง (Lean Mixture) และถ้าการเผาไหม้ใช้เชื้อเพลิงมากกว่าที่ควรจะเป็นเขาก็จะเรียกว่า Rich Mixture (เรื่องนี้ต้องว่ากันเป็นอีกเรื่องหนึ่งขอติดไว้ก่อน)

                เมื่ออัตราส่วนกำลังอัดตั้งแต่ 8-10:1 อัตราส่วนผสมของเชื้อเพลิงที่เหมาะสมที่สุดที่อยู่ในขั้น ส่วนผสมบาง นั้นส่วนใหญ่จะกำหนดไว้ที่ 13:1นั่นก็คือ ถ้ามีอากาศในห้องเผาไหม้ 13 ส่วนน้ำมันที่ต้องใช้ก็คือหนึ่งส่วน โดยมาแล้วจะมีอัตราวัดเป็น น้ำหนัก เช่น อากาศ 13 กรัมน้ำมันก็จะใช้ 1 กรัม

                เราใช้กันมานานจนถึงทุกวันนี้ แต่ข้อกำหนดของ EPA ในอเมริกานั้นกำหนดค่า  Lean burn ไว้ที่ 14:1 นั่นรวมถึงต้องมีตัวแปรสภาพไอเสีย (Catalytic converter) อยู่ในรถด้วย และข้อบังคับนั้นทำให้ทุกค่ายผลิตต้องพัฒนา อัตราส่วนผสม ให้ได้ตามนั้น

                เราจึงได้ใช้รถส่วนผสมบางหรือเผาไหม้บางกับรถใช้งานทั่วไปในวันนี้ อย่างไรก็ตามการพัฒนารถยนต์ไม่หยุดนิ่ง EPA ก็ไม่หยุดตั้งข้อบังคับ (เพื่อให้โลกสะอาดและใช้เชื้อเพลิงให้คุ้มค่า) ข้อบังคับของ EPA เมื่อเร็วๆ นี้จึงกำหนดให้อัตราส่วนผสมเป็น 14.7:1 จึงเรียกว่า Lean Mixture อาจจะเป็นเพราะเหตุนี้เราจึงได้เห็นเทคโนโลยีแบบฉีดตรงและอัตราส่วนกำลังอัดสูงๆ

                ถ้ามองกันตามตัวเลขง่ายๆ อัตราส่วนกำลังอัด 10:1 เมื่อเอาเครื่องมือวัดกำลังอัด จะได้แรงดันได้ เท่ากับ 100 บาร์ และถ้าเอาตัวเลขกลมๆ ของเส้นผ่าศูนย์กลางของลูกสูบหนึ่งลูกเท่ากับ 4 นิ้ว ลูกสูบลูกนี้จะมีแรง (Pressure) ไปกระทำที่ลูกสูบประมาณ 18,221 ปอนด์ต่อครั้ง ของการจุดระเบิด

                เมื่อเป็นอย่างนั้นก็ต้องยอมรับกันว่าทำไมการออกแบบห้องเผาไหม้ที่ทำให้มีอัตราส่วนกำลังอัดสูงๆ ได้ง่ายๆ จึงต้องปล่อยให้ล่วงเวลามาถึงปัจจุบัน คำตอบก็คงพอสรุปได้ว่า น้ำมันเชื้อเพลิง วัสดุที่ใช้และเทคโนโลยีของระบบอิเล็กทรอนิกส์ เพิ่งจะจัดการให้สมดุลกันได้ก็ในยุคนี้ และก็ไม่ผิดนักที่สกายแอ็กทีฟ ของมาสด้าจะเป็นผู้นำในบ้านเรา ได้ผลน่ะได้ผลแน่ (ประหยัด แรง) แต่ความทนทานของชิ้นส่วนจะยืนยาวแค่ไหนเป็นเรื่องที่ผู้ใช้รถต้องพิสูจน์กัน

 

 .............................................

(อัตราส่วนกำลังอัด(จบ) : คอลัมน์มอเตอร์เวิลด์)