Reed it More : Rotary Principle

October 7th, 2019 by

XO AUTOSPORT No.259
REEDXO259 (ROTARY PRINCIPLE)
เรื่อง : อินทรภูมิ์ แสงดี
ภาพ : ธัญญนนท์ แสงภู่ (TakeSnap), Google Search, www.motor1.com  

เครื่องยนต์โรตารี่ ที่ใครๆ หลายคนใฝ่ฝันถึง สุ้มเสียงอันเร้าใจ รอบเครื่องอันหวือหวา ทำให้สะกดใจสายซิ่งอย่างพวกเรา กับความมี “เอกลักษณ์เฉพาะตัว” ของเครื่องยนต์ที่ “ไร้ลูกสูบ” แต่เป็น “โรเตอร์สามเหลี่ยม” ที่มีตำนานมาอย่างยาวนานจาก Dr. Felix Wankel ที่คิดค้นมันขึ้นมาเมื่อหลายสิบปีก่อน แล้วก็เสื่อมความนิยมจนต้องเก็บเข้าลิ้นชักไป จนกระทั่ง MAZDA ซื้อลิขสิทธิ์มาปั้นจน “โด่งดัง” และ “ฝันเป็นจริง” จนถึงปัจจุบัน และแพร่หลายไปทั่วโลก แต่…ในอีกแง่มุมหนึ่ง เครื่องโรตารี่มันมีการทำงานที่ไม่เหมือนเครื่องลูกสูบทั่วไปแน่นอน จนเกิดกระแสความเข้าใจต่างๆ นานา ที่แตกต่างกันออกไป แต่เราไม่ “แตกแยก” ครั้งนี้เราจะมา “วิเคราะห์” ถึงพื้นฐานของเครื่องโรตารี่จริงๆ ว่ามัน “เป็นอย่างไร” จะได้ “เข้าใจให้มากขึ้น” เราจะ “ปูพื้นฐาน” กันก่อน ซึ่งเป็นผลประโยชน์ต่อตัวผู้อ่านที่สนใจและรักใคร่ในเจ้าเครื่องโรตารี่ แต่ยังไม่ทราบเรื่องราวในเชิงลึกของมัน ซึ่งจะมีผลมากในการตัดสินใจว่า “จะเล่นดีหรือไม่” ซึ่งถ้าคนเล่นโรตารี่จริงๆ จะต้อง “ศึกษา” กันให้ดี ก่อนที่จะซื้อมาเล่นหรือมาทำ ในครั้งนี้เราจะมารู้จักกับ “พื้นฐานเครื่องโรตารี่” อย่างละเอียด ซึ่งเราได้พูดคุยกันในแง่มุมที่ “Unseen” กับ “ชายหน้าหวาน” หรือ “พี่ใหม่” ชัยวัฒก์ ปัณฑยางกูร แห่ง P&C GARAGE ที่เป็นหนึ่งในผู้ที่มีความถนัดในเครื่องโรตารี่ และมีผลงานเป็นที่ยอมรับกันมานาน ได้มาให้ข้อมูลกับเครื่องโรตารี่ในเชิงที่น่าสนใจ แต่อ่านและทำความเข้าใจง่ายๆ กันครับ…

Warning !!! คุยพื้นฐานโดยเฉพาะ
จุดประสงค์ของคอลัมน์ Reed It More จะเน้นไปในทาง “การให้ข้อมูลพื้นฐานในเชิงที่น่าสนใจ” อย่างเรื่องนี้ก็เช่นกัน เราต้องการให้ทุกคนที่ยังไม่ทราบถึงพื้นฐานเครื่องโรตารี่ได้เข้าใจใน “สิ่งที่มันเป็น” ก่อน เพราะถ้าไม่รู้เลย ท่านจะไปต่อไม่ได้ ซึ่งตัวผมเองก็ยอมรับว่า ก่อนหน้านี้ก็ยังเข้าใจเครื่องโรตารี่ไม่ถูกต้องทั้งหมด พอได้ฟังผู้มีประสบการณ์ ก็เข้าใจหลักความเป็นจริง เอางี้  หลายคนคาดหวังกับ “ข้อมูลการโมดิฟาย” ว่าต้องทำอะไรเท่าไร ตัวเลขเท่าไร อันนั้นเราไม่สามารถรู้ได้ เพราะเป็น “ข้อมูลเฉพาะตัวของแต่ละอู่” ซึ่งไม่มีใครเปิดเผยง่ายๆ แน่นอน แม้ว่าจะเอามาได้ แต่มันเป็นการ “ลอกการบ้าน” เครื่องแรงมันไม่ใช่แค่สูตร 1+1 =2 แต่ต้องเข้าใจพื้นฐานให้แน่นอนก่อน ถึงจะต่อยอดได้ครับ…

02

03

04

05

06

07

08

09

10

11

12

Wankel  ผู้เปลี่ยนโลกเครื่องยนต์
ปกติแล้วเราจะคุ้นชินกับเครื่องยนต์ “ลูกสูบ” ดูดอากาศ อัดอากาศ ชักขึ้น ชักลง จน “แตก” หมายถึง การ “แตกพลังงาน” จากพลังงานความร้อน เป็นพลังงานกล เพื่อขับเคลื่อนรถยนต์ให้เคลื่อนที่ไปได้ แต่กับเครื่องโรตารี่ มันก็อาศัยหลักการเปลี่ยนพลังงานเหมือนกัน เพียงแต่ชิ้นส่วนในการขับเคลื่อนกำลัง มันเป็น “โรเตอร์” สามเหลี่ยม หมุนรอบเพลาเยื้องศูนย์ (เดี๋ยวเรามาว่ากันถึงชิ้นส่วนในช่วงต่อไป) ไม่มีช่วงชัก ไม่มีวาล์ว เออ มันแปลกดีนะ คิดกันได้อย่างไร…
เครดิตของคนคิด นั่นก็คือ Dr. Felix Heinrich Wankel จะอ่านว่า “แวงเกิล” หรือ “แวงแคล” หรือ “วันเคล” ก็แล้วแต่ถนัด เป็นวิศวกรชาวเยอรมัน ซึ่งมีแนวความคิดบรรเจิด ที่อยากจะออกแบบเครื่องยนต์ที่มีความกะทัดรัด น้ำหนักเบา ชิ้นส่วนน้อย หมุนรอบได้เยอะ และที่สำคัญ “ต้องมีกำลังงานต่อน้ำหนักสูง” (High Power Weight Ratio) ซึ่งเครื่องลูกสูบจะมีอุปกรณ์ขับเคลื่อนภายในมาก อย่าง “ฝาสูบ” ก็จะต้องมี แคมชาฟต์ กระเดื่อง สปริงวาล์ว วาล์ว ส่วน “ท่อนล่าง” ก็จะต้องมี “ลูก ก้าน ข้อ” ชิ้นส่วนเยอะ ทำให้เกิดแรงต้านการหมุนมาก คิดไปคิดมา คิดท่าไหนก็ไม่รู้ (อย่าไปรู้เลย เพราะ Goo ก็ไม่รู้เหมือนกัน) จนเป็นเครื่องยนต์ที่มี “โรเตอร์” สามเหลี่ยม หมุนอยู่ใน Housing โดยใช้ตัวโรเตอร์หมุนรอบ Housing เองนี่แหละ ในการ “เปิด-ปิด แทนวาล์ว” นี่แหละ ใช้ให้เป็นประโยชน์ต่อเนื่องกันไป…
ตอนนั้นเครื่องโรตารี่จะเรียกกันว่า Wankel Engine ตามชื่อของผู้คิดค้น เริ่มเป็นรูปเป็นร่างในปี 1951 ที่บริษัท NSU Motorenwerke  AG Germany ได้จ้าง Wankel R&D เครื่องยนต์แบบนี้ขึ้นมาให้เป็นรูปธรรม และสามารถเป็น Production ได้ เครื่องยนต์ Wankel ตัวแรก คือ DKM 54 ตัว Prototype มีแรงม้า 21 hp สำหรับ “รถยนต์” Production ที่ใช้เครื่องโรตารี่รุ่นแรกในโลก คือ NSU Spider ในปี 1964 เอาย่อๆ ละกันนะ ในอดีตเครื่องโรตารี่ก็จะมีใช้กันแพร่หลาย ตอนนั้นนับว่าเป็น “นวัตกรรมใหม่ของโลกยานยนต์” ที่ใครก็สนใจ ซึ่ง NSU ก็ขายลิขสิทธิ์ไปให้คนที่อยากจะผลิตเครื่องโรตารี่ขึ้นมาใช้…
ในตอนนั้นเครื่องโรตารี่ฮือฮามาก ด้วยกำลังที่สูง รอบจัด น้ำหนักเบา และ “ทำงานได้ราบเรียบ” เพราะโรเตอร์มันหมุนรอบตัวเอง ทำให้มัน “ลื่น” ภาระน้อย ไม่เหมือนเครื่องลูกสูบที่ถูกกระชากขึ้นลง แต่สิ่งหนึ่งที่ยังเป็นปัญหา คือ เกิดการเสียดสีระหว่าง Apex Seal กับ Housing จนเป็นรอยบั้งๆ และเกิดเสียงดัง เรียกว่า Chatter Mark หรือ Devil’s Nail Mark หรือ “รอยเล็บปิศาจ” (แหม…ช่างคิด) จนเกิดปัญหาขึ้น และเครื่องโรตารี่กำลังจะเสื่อมความนิยมลงไป จน MAZDA ที่นำทีมโดยเฮดใหญ่ “Mr. Tsuneji Matsuda” ประธานบริษัท Toyo Kogyo ซึ่งเป็นชื่อดั้งเดิม ซึ่งชื่อ MAZDA ก็มาจากนามสกุล “มัต-ซึ-ดะ” นั่นเอง ก็ได้มองปัญหาเป็น “ความท้าทาย” และจะต้องเอาชนะให้ได้ เลยฟอร์มทีมวิศวกรหนุ่มไฟแรงทั้งหมด 47 คน ที่เปรียบเสมือนเหล่า “นักรบ” หลายคนก็เรียกว่าเป็น “47 Ronin” ของ MAZDA นำทีมโดย Mr. Kenichi Yamamoto ซึ่งเป็นหัวหน้าทีม ซึ่งทีมนี้จะทำการ R&D เครื่องโรตารี่ของ MAZDA ขึ้นมา ทุกคนอุทิศชีวิตให้กับการพัฒนาโรตารี่ให้ประสบความสำเร็จ และยอมที่จะ “เสี่ยง” และ “ดัน” เครื่องโรตารี่ออกมาสู่ “โลกแห่งความจริง” ให้ได้ จะต้องเห็น MAZDA Rotary ที่ผลิตขายได้จริงออกสู่โลกของรถยนต์ยุคใหม่ แต่ตอนนี้ คือ “การแก้ปัญหา” ซึ่งต่างก็เห็นแนวทางตรงกันขึ้นมาว่า…
ปัญหาที่ทำให้เกิด Chatter Mark ก็จะมาจาก “วัสดุที่ใช้ทำ Apex Seal” ไม่ดีพอ ทำให้เกิดการเสียดสีจน Housing เป็นรอยดังกล่าว มันอาจจะ “แข็งเกินไป” และ “รูปทรงยังไม่ถูกหลัก” จนทำให้เกิดการเสียดสีและสึกหรอสูงมาก ในปี 1963 ทีมวิศวกรจึงตัดสินใจเปลี่ยนรูปทรง Apex Seal ใหม่ ออกแบบเป็น “ซีลกลวง” หรือ Cross-hollow seal ขึ้นมา เข้าใจว่าการทำไส้กลวงนี้ จะทำให้เกิดการ “ยืดหยุ่น” (Flexible) มากกว่าซีลแบบตัน มันก็น่าจะช่วยลดปัญหาเสียดสีเวลาโรเตอร์หมุนไปกับเสื้อสูบทรงรีได้ ผลจากการออกแบบ ทีมวิศวกรก็ยิ้มออก เพราะมัน “แก้ปัญหาได้” จากการทดสอบการทำงานของเครื่องในระยะยาว “ไม่มีรอยเล็บปิศาจตามมาหลอกหลอนอีกต่อไป” !!! แต่ว่า… ด้วยรูปทรงของ Apex Seal แบบนี้ ดูแล้วน่าจะต้นทุนสูง และผลิตได้ยาก เลยต้องหาทางใหม่ให้มัน “ลงตัว” ในการผลิต Production Car จึงมี “ขั้นตอนต่อไป” ให้คิดต่ออีก แน่นอนว่า “ยามาโมโต้ซัง” ที่เคยประกาศกับทีมวิศวกรทั้ง 47 คน ก่อนจะเริ่มงานไว้ว่า “ต่อจากนี้ไป การพัฒนาเครื่องยนต์โรตารี่ของ MAZDA จะต้องอยู่ในหัวใจของพวกคุณทุกคน ไม่ว่าจะหลับหรือตื่น” ปัญหามันจึงไม่ใช่ปัญหา เลยเป็นสเต็ปต่อไป…
ในปีถัดมา MAZDA มาเหนือชั้นกว่าเดิม ด้วยการเปลี่ยนวัสดุเป็น “อะลูมิเนียม” ผสม “คาร์บอน” คุณสมบัติทั้งสองแบบเป็นวัสดุที่มีการยืดหยุ่นและแข็งแรงไปด้วยกัน รวมถึงน้ำหนักที่เบากว่าแบบโลหะของเดิม ซึ่ง MAZDA ได้รับการสนับสนุนจาก บริษัท Nippon Carbon จึงสร้าง Apex Seal เป็นแบบ Aluminum-Carbon Composite เปลี่ยนจากแบบ “กลวง” เป็นแบบ “ตัน” ซึ่งผลิตได้ง่ายกว่าเยอะเลย ผลออกมาสำเร็จเป็นอย่างดี งานนี้แหละเป็น “ตัวเปิด” ที่ทำให้ MAZDA เริ่มผลิตรถยนต์เครื่องโรตารี่ขึ้นมาเป็นครั้งแรก ก็คือ COSMO 110S ตัว “ตำนาน” ระดับโลก ที่เรารู้จักกันดี กับเครื่องยนต์รุ่น 10A 2 โรเตอร์ ความจุ 1.0 ลิตร เบ่งพลังได้ถึง 110 PS !!! หลังจากนั้น ก็มาเรื่อยๆ กับ FAMILIA R100, SAVANNA RX-3, LUCE RX-4, COSMO RX-5, SAVANNA & Efini RX-7 และสุดท้ายที่ RX-8 ที่พัฒนาเป็นเครื่องยนต์แบบ Renesis ในปี 2004 เอาเป็นว่า ขอ “จบ” Story ในชีวิตของเครื่องโรตารี่ไว้ตรงนี้ก่อน ต่อไปเราจะมาดูกันถึง “รากฐาน” และ “ส่วนสำคัญ” ของมันกันครับ…

ข้อมูลจาก : www.mazda.com

13

14

การนับ “รอบเครื่องยนต์” ต้องเข้าใจก่อน
อย่าเพิ่งด่าว่า แล้วมันเกี่ยวอะไรกันกับโรตารี่ล่ะท่าน ??? เพราะเรื่องนี้มันมีผลแน่ๆ กับการนับรอบการทำงาน และการ “นับจังหวะการจุดระเบิด” ของเครื่องโรตารี่ ที่มี “ห้องเผาไหม้เคลื่อนที่จำนวน 3 ห้อง หมุนรอบตัวเอง” ซึ่งเป็นเรื่องสำคัญที่เราจะพูดถึงในครั้งนี้ การนับรอบของเครื่องยนต์สันดาปภายใน จะนับกันจาก “รอบของข้อเหวี่ยง” เป็นหลัก ข้อเหวี่ยงหมุน 1 รอบ นั่นคือ 1 รอบการทำงานของเครื่องยนต์ แต่จะแบ่งว่าเป็น 4 จังหวะ หรือ 2 จังหวะ นั่นคือการจุดระเบิด ซึ่งเครื่อง 4 จังหวะ ข้อเหวี่ยงหมุน 2 รอบ ได้ 1 Cycle (อันนี้ลองศึกษาดูนะครับ ไม่ยากเลย คลิป Animation มีเพียบ) คือ เลื่อนลง = ดูด, เลื่อนขึ้น = อัด หมุน 360 องศา คือ 1 รอบ รอบต่อไป คือ เลื่อนลง = ระเบิด, เลื่อนขึ้น = คาย ซึ่งตรงนี้มันจะเกี่ยวเนื่องกับเรื่องต่อไปครับ…

โรตารี่ คือ เครื่องสองจังหวะ ???
เรื่องชิ้นส่วนเราเคยฝอยกันไปแล้วนะครับ อันนี้คนที่สนใจก็จะรู้กันอยู่แล้วว่ามีอะไรบ้าง แต่ว่าเราจะมาเน้นกันถึงเรื่อง “การทำงาน” ซึ่งมันจะมีผลต่อความเข้าใจในเรื่องต่อๆ ไป เรื่องแรก หลายคนก็เข้าใจว่า “เครื่องโรตารี่ คือ เครื่องยนต์สองจังหวะ” มันก็อาจจะ “ใช่” ในบางมุม แต่ความเป็นจริงแล้ว “การทำงานมันต่างกันโดยสิ้นเชิง” ครับ ลองดูหลักการง่ายๆ ก่อน…
– เครื่องยนต์ 2 จังหวะ (2 Strokes Engine) : จะเหมือนโรตารี่อยู่ “บางอย่าง” อย่างแรกเลย คือ “ไม่มีกลไกการเปิด-ปิด วาล์ว” มีพอร์ต ใช้ลูกสูบเคลื่อนที่ขึ้น-ลง ในการเปิด-ปิด พอร์ต โดยหลัก คือ เครื่องยนต์หมุน 1 รอบ ลูกสูบขึ้น 1 ครั้ง ลง 1 ครั้ง ได้ 1 Cycle การทำงานของมัน ตอนลูกสูบเลื่อนลง จะเป็นจังหวะ “ดูดและอัด” ลูกสูบเลื่อนลง พอร์ตไอดีเปิด ไอดีไหลเข้าสู่ห้องแคร็งค์ด้านล่าง ซึ่งเป็นการ “อัด” ไอดีขึ้นสู่ห้องเผาไหม้ (อัดจากห้องแคร็งค์ไปเลยครับ) จังหวะนี้เอง “พอร์ตไอเสีย” ก็จะเปิดด้วย เพื่อให้ไอดี “ไล่ไอเสีย” ที่คงค้างออก มันก็คล้ายๆ จังหวะ Overlap นั่นเอง พอลูกสูบเลื่อนขึ้นอีกครั้ง เพื่ออัดไอดีให้เล็กลง จังหวะอัดมันจะ “ควบๆ” กัน อาจจะงงๆ นิดนึง ตอนนี้จะเข้าสู่จังหวะ “ระเบิด” เพราะไอดีถูกอัดรอไว้แล้ว ลูกสูบเคลื่อนที่ลง พอร์ตไอเสียเปิด เกิดจังหวะ “คาย” และพอร์ตไอดีก็เปิดด้วยเช่นกัน มันก็จะ “ควบลูก” ทำงานพร้อมๆ กัน เพื่อเข้าสู่ Cycle ดูดและอัดอีกครั้ง เครื่อง 2 จังหวะ จึงมีกำลังมาก รอบเครื่องสูง เพราะข้อเหวี่ยงหมุนแค่รอบเดียวก็ได้ครบ 1 Cycle แล้ว แต่ “สิ้นเปลืองมาก” และ “มลพิษสูง” เพราะการเผาไหม้ด้อยกว่าเครื่อง 4 จังหวะ แต่กับโรตารี่ ดูจะคล้ายๆ กันครับ แต่ “ไม่เหมือน” แน่นอน…
– โรตารี่ : บอกก่อนเลยว่า โรตารี่ “ไม่มี Stroke” มันเป็นการ “หมุนรอบ” เพราะฉะนั้น จะเอาการจุดระเบิดไปเทียบกับเครื่อง 2 จังหวะ ไม่ได้ เพราะมันไม่เหมือนกันเลย แยกกันโดยเด็ดขาด เริ่มตั้งแต่การ “ดูดไอดี” เข้า ที่ Side Plate จะมี “พอร์ต” เป็นรูปทรงเฉพาะทาง (เดี๋ยวค่อยมาว่ากันในเรื่องหัวข้อของพอร์ต) โรเตอร์หมุนไป เกิด “แรงดูด” ดูดอากาศผ่านพอร์ต เข้าไปที่ห้องเผาไหม้ พอร์ตจะอยู่ด้านบนของ Housing ตรงนี้จะเป็น “ด้านที่มีพื้นที่มาก” เกิดเป็น “จังหวะดูด” พอหมุนต่อไป ไปเจอด้านข้างที่มีพื้นที่แคบลง เกิด “จังหวะอัด” อากาศถูกบีบอัดจนมีความร้อน หมุนไปอีก เจอ “หัวเทียน” ก็เกิดการจุดระเบิด เสร็จแล้วก็หมุนไปเจอ “พอร์ตไอเสีย” เกิดจังหวะคาย อันนี้พูดถึงแค่ “หน้าเดียว” นะครับ โรเตอร์มี 3 หน้า มันสามารถทำ 3 อย่างได้ในการหมุนของโรเตอร์ 1 รอบ แต่ “ไม่ใช่เครื่องยนต์หมุน 1 รอบ จะจุดระเบิด 3 ครั้ง” อันนี้แหละที่เป็น Climax บอกเลยว่า “ใจเย็นๆ” รออ่านให้จบ แล้วคุณจะเข้าใจอย่างถ่องแท้…

15

16

17

18

19

20

เครื่องโรตารี่หมุน 1 รอบ จุดระเบิดกี่ครั้งกันแน่ !!!
อันนี้เป็นข้อมูลแพร่หลายมานานแล้ว หลายคนก็เข้าใจว่า โรตารี่หมุน 1 รอบ จุดระเบิด 3 ครั้ง ตามจำนวนหน้าของโรเตอร์ ถ้าพูดถึง 1 รอบโรเตอร์ ล่ะก็ใช่ครับ แต่ความเป็นจริง ถ้าจะนับ “รอบเครื่อง” ตามหลักสากลแล้ว ก็ต้องนับที่ “ข้อเหวี่ยงหมุน 1 รอบ” ถูกไหมครับ ถ้าใครได้ดู Animation ที่จำลองการทำงานของโรตารี่ จะเห็นว่า “ข้อเหวี่ยงหมุน 1 รอบ จะจุดระเบิดเพียงแค่ครั้งเดียวเท่านั้น” !!! หมุน 1 รอบ มันก็เอาหน้านึงมาเจอหัวเทียน แต่พอจะเอาอีกหน้านึงมา ข้อเหวี่ยงก็จะหมุนไปอีก 1 รอบ เนื่องจากว่ามันมีเรื่องของ “อัตราทด” ระหว่างโรเตอร์กับข้อเหวี่ยงเข้ามาเกี่ยวข้อง เพราะ “โรเตอร์ไม่ได้หมุนรอบตัวเองเพียงอย่างเดียว” แต่มัน “หมุนรอบแนวแกนข้อเหวี่ยง” หรือจริงๆ จะเรียกว่า “แกนเพลาเยื้องศูนย์” (Eccentric Shaft) มันถึงต้องมี “เฟืองทด” เพราะมันไม่ได้หมุนเป็นทรงกลม เลยไม่เป็น 1 : 3 ลองศึกษาดูที่ Animation เอาก็แล้วกัน เพราะบางอย่างก็ยากเกินไปที่จะอธิบายเป็นตัวหนังสือหรือพูดปากเปล่าได้…
บทสรุปในเรื่องนี้ “เครื่องโรตารี่ ข้อเหวี่ยงหมุน 1 รอบ จุดระเบิดเพียง 1 ครั้ง เท่านั้น” จะได้ 1 Cycle ถ้าจะพูดว่าเหมือนเครื่อง 2 จังหวะ ก็คือได้แค่ตรงนี้ แต่การจุดระเบิดไม่เหมือนกันแน่นอน ซึ่งทำให้เครื่องโรตารี่นั้นมีรอบจัดและกำลังมาก จนต้องมีการ Handicap หรือ “คูณแต้มต่อ” กับเครื่องลูกสูบ สมัยก่อนรถเซอร์กิตแข่งรุ่น ไม่เกิน 1,300 c.c. ส่วนใหญ่ก็วิ่งกัน TOYOTA ก็เครื่อง 3K สาย DATSUN ก็เครื่อง A12 GX มันก็คือเครื่องโบราณ “ฝาตะเกียบ” (OHV) คนเอา RX-3 เครื่อง 12A ความจุ 1,200 c.c. มาวิ่งด้วย ปรากฏว่า “แดกหาย” จนต้องมี Handicap คูณ 1.7 (แล้วแต่กติกาของแต่ละรายการ) ก็ต้องไปวิ่งรุ่น Over 2,000 อะไรประมาณนี้ นี่แหละเสน่ห์และข้อได้เปรียบของโรตารี่ตั้งแต่ในอดีต…

21

ปัจจุบันไม่เหมือนอดีต
แต่ก็ไม่ใช่ว่าเครื่องโรตารี่จะต้องได้เปรียบเครื่องลูกสูบเสมอไปแล้วในปัจจุบัน เนื่องจากเครื่องลูกสูบตอนนี้พัฒนาขึ้นมามาก มีระบบต่างๆ มากมาย สำคัญ “ฝาสูบ” และ “ระบบเปิด-ปิด วาล์ว” ถูกพัฒนาไปมาก ตั้งแต่ระบบ VTEC ของ HONDA แล้วก็แตกหน่อออกไปอีกเยอะในทุกๆ แบรนด์ การโมดิฟายก็ทำแรงม้าได้มาก รอบเครื่องก็จัดจ้าน เพราะเป็นเครื่อง DOHC ยุคใหม่ และสามารถขยายความจุได้ แต่โรตารี่มันเป็นเทคโนโลยีครึ่งศตวรรษมาแล้ว การขยายความจุก็ทำไม่ได้ ต้องเพิ่มจำนวนโรเตอร์อย่างเดียว โรเตอร์เยอะ ตอนแข่งก็ต้องแบกน้ำหนักเพิ่ม แรงมั้ย มันแรงครับ แต่ไม่ได้เปรียบเครื่องลูกสูบเสมอไป คนที่เล่นโรตารี่อย่างจริงจัง จะทราบข้อนี้ดี…

22

ความจุของเครื่องยนต์ กับปริมาตรห้องเผาไหม้
ในเครื่องลูกสูบ เราจะวัดปริมาตรของเครื่องยนต์โดยลูกสูบเคลื่อนที่จากศูนย์ตายบน (TDC) จนถึงศูนย์ตายล่าง (BDC) ว่ามันดูดได้ปริมาตรเท่าไร แต่กับโรตารี่ มันคนละเรื่องกัน ห้องเผาไหม้มันไม่ได้เป็นรูปทรงกระบอก แต่มันจะเป็น “รูปทรงที่ไม่ใช่แบบเรขาคณิต” และ “เปลี่ยนแปลงรูปทรงไปตามการหมุน” อันนี้คงจะวัดได้ยาก ก็ต้องใช้การคำนวณชั้นสูง และมีอุปกรณ์ต่างๆ เพราะต้องวัดพื้นที่ตั้งแต่ส่วนที่กว้างที่สุด (ด้านบน) ไปจนถึงส่วนที่แคบสุด (ด้านข้าง) แล้วบวกลบกันออกมา อันนี้บอกเป็นหลักก็พอ เป็นหน้าที่ของผู้ผลิต ส่วนบนโรเตอร์ จะมี “แอ่ง” เหมือนอ่างอาบน้ำ ตรงนั้นเป็น “ห้องเผาไหม้” ไม่ใช่ส่วนที่กำหนดความจุของเครื่อง ห้องเผาไหม้จะมีผลเรื่อง “กำลังอัด” นั่นเอง…

23

เรื่องของ “จำนวนหัวเทียน”
ก็เคยพูดถึงไปบ้างแล้ว กับเรื่องจำนวนหัวเทียน ในเครื่องโรตารี่ยุค NSU หรือช่วงก่อนปี 60 ยุคแรกๆ จะใช้ “หัวเทียนเดียว” ซึ่งมันก็จุดระเบิดได้ แต่ไม่สมบูรณ์เท่าที่ควร ทาง MAZDA ได้เริ่มคิดค้นการติดตั้งหัวเทียน 2 หัว เพื่อแก้ปัญหาเรื่องความสมบูรณ์และความสะอาดในการเผาไหม้ หัวเทียนทั้ง 2 หัว จะวางตามแนวตั้ง ด้านบน คือ “Trailing” หรือ “จุดตาม” หรือ “จุดไล่” ที่ข้างรูหัวเทียนจะมีตัว T บอกไว้ ส่วนด้านล่าง คือ “Leading” คือ “จุดหลัก” หรือ “จุดนำ” อาจจะงงๆ แล้วทำไม Leading ไม่อยู่ด้านบน เนื่องจากว่า เมื่อโรเตอร์หมุนด้านขวา (ตามเข็มนาฬิกา) จะผ่านจากบนลงล่าง มันจะผ่านไปจุด Leading ก่อน แล้วอีกประมาณ 5-10 องศาข้อเหวี่ยง Trailing ค่อยจุดตาม  เพื่อไล่ไอเสียให้ “หมดจด” ที่สุดเท่าที่เป็นไปได้ เพื่อรอต้อนรับ “ไอดีใหม่” ที่กำลังจะดูดเข้ามา ให้ “สะอาด” โดยไม่มีไอเสียคงค้างไปปน (ถึงจะมีแต่ก็น้อย) คุณภาพของไอดีก็จะสมบูรณ์ ทำให้การเผาไหม้สมบูรณ์เช่นเดียวกัน ก็จะมีผลเรื่องกำลังที่ดีขึ้น และมลพิษที่ต่ำลง ไม่ใช่มี 2 หัว เพื่อจุดเบิ้ลให้ไฟแรงขึ้นนะครับ…
อีกเรื่องที่น่าสนใจ ก็จะเกี่ยวกับ “รูปทรงของห้องเผาไหม้” อย่างที่บอกว่า มันไม่ใช่ทรงกระบอกกลมๆ เหมือนเครื่องลูกสูบ ที่หัวเทียนจุ่มตรงกลางได้ แต่โรตารี่ มันเป็นห้องเผาไหม้ที่ “ยาว” และ “เคลื่อนที่ตลอดเวลา” มันก็ควรจะมีการจุดนำและตามนะ ผมว่า เพราะจุดทีเดียวมันคงวาบไฟ (Expansion) ได้ไม่สมบูรณ์นัก จะสังเกตได้ว่า MAZDA จะมีหัวเทียน 2 หัว กับจานจ่าย 2 ชุด แยก L กับ T ตั้งแต่เครื่องยุค 10A-12A มาแล้ว ตอนนั้นเป็นเครื่อง N.A. ซึ่งจะมีผลดีชัดเจน หากไอดีสมบูรณ์ เพราะมันไม่มีเทอร์โบช่วยอัดอากาศ และมีจนกระทั่ง 13B-REW ไปจนถึง 13B Renesis รุ่นสุดท้าย ณ ตอนนี้…

24

25

26

27

3 หัวเทียน ก็มีนะจ๊ะ  
นี่ๆ แถมให้ มีเหนือชั้นไปอีก ก็คือ “จุดแม่มสามหัวเลยยยยย” จะมีอยู่ในเครื่องแข่งของ MAZDA 787B กับเครื่อง “R26B” Quad (4) Rotors นะ (ไม่ใช่ RB26) ที่มีทั้ง L และ T แถม “FT” เพิ่มมาอีกหัวนึง มาจากคำว่า “Far Trail” จุดตามไกลออกไปอีก ถ้าเรียงกันจากบนลงล่าง ก็คือ FT-T-L เพราะเป็นเครื่อง N.A. ที่ต้องการความสมบูรณ์ในการเผาไหม้สูงสุด จนมีแรงม้ามากถึง 900 PS !!! แต่ตอนแข่ง Le Mans จะลดให้เหลือประมาณ 700 PS หรือกว่านั้นไม่มาก เพราะต้องการความทนทาน วิ่งจนเป็นแชมป์ได้ แต่นี่เป็นเครื่องแข่งที่สร้างใหม่ทั้งตัว ตอนนี้คนไทยก็มีคิดค้นทดลองจะทำ 3 หัวเทียน แบบนี้บ้าง แต่ก็ไม่ง่าย เพราะต้องคำนวณระยะดีๆ ว่ามันเริ่มจุดตรงไหน และควรจะตามตรงไหน อันนี้บอกไว้เฉยๆ ว่ามันมีด้วย…

28

ข้อเสียของโรตารี่ “ที่น่ารู้”
แน่นอนว่า No Body Perfect มีข้อดีก็ย่อมมีข้อเสีย ไล่เรียงตามนี้เลย…
– การสูญเสียพลังงานมีมาก : ปกติแล้ว เมื่อเราใส่เชื้อเพลิงไป 100 เปอร์เซ็นต์ เครื่องยนต์จะไม่ได้พลังงานกลเต็มร้อย จะมีการ “สูญเสีย” ไปในจุดต่างๆ มากมาย เครื่องลูกสูบสมัยใหม่ จะมีพลังงานให้ใช้ประมาณไม่เกิน 30 เปอร์เซ็นต์ (เครื่องทั่วไป ไม่ใช่เครื่องแข่ง ไม่ใช่เครื่อง Hybrid) แต่กับโรตารี่ เต็มที่ก็ไม่เกิน 20 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งต่ำกว่าเยอะ เพราะด้วยสรีระโครงสร้างของมันเอง…
– ประสิทธิภาพการเผาไหม้ต่ำ : เนื่องจากห้องเผาไหม้ของโรตารี่เป็นทรงยาวและเคลื่อนที่ตลอด ทำให้กินพื้นที่เยอะ มันจะเกิดการสูญเสียความร้อนไปกับพื้นที่และระยะเวลาที่มากกว่าห้องเผาไหม้ทรงกลมในเครื่องลูกสูบ ที่การแผ่กระจาย (Expansion) จะทำได้ดีกว่ารูปทรงอื่นแน่นอน…
– จุดระเบิดเร็วมาก : การจุดระเบิดเร็วและถี่ ฟังดูจะดีนะครับในด้านความแรง แต่ความเป็นจริงแล้ว ประสิทธิภาพการจุดระเบิดมันต่ำกว่าเครื่อง 4 จังหวะ เพราะมันมีช่วงเวลาในการเผาไหม้น้อย มันก็เลยไม่สมบูรณ์เท่าที่ควร…
– แรงบิดน้อย : ด้วยความที่มันจุดระเบิดเร็วเกินไป ทำให้การเปลี่ยนแปลงพลังงานความร้อนเป็นพลังงานกลมีน้อย อีกประการหนึ่ง “เสียเปรียบในเชิงกล” โรเตอร์ใช้การหมุนรอบ จุดแล้วหมุนไป แรงกระแทกจึง “ค่อนข้างจะเป็นแนวนอน” ไม่เหมือนลูกสูบที่โดนกระแทกหัวตรงๆ ในแบบแนวตั้ง แล้วส่งกำลังมาสู่ข้อเหวี่ยง อันนั้นได้เปรียบเชิงกลแน่ๆ ดังนั้น แรงบิดจึงน้อยกว่าเครื่องลูกสูบ แต่รอบเครื่องแว้ดกว่า ตามที่บอกไปข้างต้น…
– การรั่วไหลของพลังงานมีมาก : อย่างเครื่องลูกสูบ จุดรั่วไหลก็จะมีตรง “แหวนสปริง” ซึ่งมันทำหน้าที่เป็น Seal กันกำลังอัดรั่ว แต่ก็อาจจะมีรั่วไหลได้บ้างเล็กน้อย แต่ยังดีเพราะมันเป็นทรงกลมที่มี Clearance สม่ำเสมอ มันสามารถดีดตัวได้อย่างเป็นธรรมชาติ แต่โรตารี่ มันรั่วไหลได้หลายจุด เช่น ตัว Apex Seal เอง หรือ “รั่วออกผนังข้าง” (Side Plate) พวกนี้จะมี Clearance หลายจุด เช่น โรเตอร์, Housing, ระหว่าง Corner Seal กับ Side Seal เยอะแยะมากมาย อุปกรณ์หลักมันไม่เยอะหรอก แต่พวก “จุกจิก” ต่างๆ มันเยอะมาก ทำให้เกิดการรั่วไหลได้มากและง่ายกว่า…
– ความร้อนสูง : ด้วยความที่จุดรั่วไหลของการจุดระเบิดมีมาก การสูญเสียความร้อนจากห้องเผาไหม้ก็มากตามไปด้วย ประกอบกับการให้กำลังเยอะ ทำให้ความร้อน “แผ่กระจาย” ไปสู่ระบบหล่อเย็น เครื่องโรตารี่จึงมีความร้อนที่ “ค่อนข้างสูงกว่าเครื่องลูกสูบ” อยู่บ้าง แต่ทั้งนี้ อยู่ที่ความสมบูรณ์ของระบบระบายความร้อน รวมถึงตัวเครื่องยนต์เอง ตอนนี้ไม่ค่อยมีปัญหา (มากนัก) เพราะหม้อน้ำและอุปกรณ์ต่างๆ ก็พัฒนาจากแต่ก่อนขึ้นมาเยอะแล้ว…

“เจ็บแต่จบ” ใช้ได้เสมอ
มาถึงจุดสุดท้ายแล้วครับ จากเสียงเล่าลือว่า “เล่นโรตารี่แล้วเจ็บหนัก” เรียกว่าใครๆ ก็กลัว แต่ในความเป็นจริง “มันก็คือความจริง” ครับ คุณต้องพร้อมเจ็บก่อน ถ้ายอมลงทุนใช้ของดีและทำให้เครื่องสมบูรณ์ครั้งแรก มันก็จะ “จบ” แต่ถ้า “ทำไม่สมบูรณ์จริง” คุณก็อาจจะเจ็บไปเรื่อยๆ จนท้อและแอนตี้กับมันไปเลย เราจะมาเล่าสู่กันฟังแบบไม่ปิดบัง แล้วคุณจะเข้าใจ แล้วคุณจะรู้เองว่าพร้อมในการเล่นกับมันหรือไม่…
– อุปกรณ์เครื่องยนต์จุกจิกเยอะ : อย่างพวก Seal ต่างๆ ไม่ว่าจะเป็น Apex Seal, Corner Seal กับ Side Seal เอาแค่เครื่อง 2 โรเตอร์ เฉพาะไอ้นี่ก็อย่างละ 12 ชิ้น เข้าไปแล้ว (โรเตอร์ละ 6 ชิ้น 3 มุม 2 ฝั่ง) แล้วก็มีอื่นๆ อีก เพราะฉะนั้น ในการทำเครื่อง หากจะเน้นความเหนียวและสมบูรณ์ ก็ต้องเปลี่ยนพวกนี้ใหม่หมด ชิ้นหนึ่งอาจจะไม่แพงมาก แต่พอรวมหลายๆ ชิ้น มันก็หลายตังค์อยู่ อันนี้มันก็ต้องลงทุน เพราะเครื่องมันมีอายุเยอะแล้ว ถ้าทำแบบ “งบไม่พร้อม” ไม่เปลี่ยนไอ้ของที่ควรเปลี่ยน มันก็จะ “บานปลาย” แน่นอน แต่มันมีอะไรมากกว่านั้นอีก…
– บางอย่างก็เปลี่ยนไม่ได้ นอกจากเปลี่ยนเครื่อง : สิ่งหนึ่งที่อยากจะบอก เอาล่ะ แม้ว่าเราจะเบิกอะไหล่ใหม่มาเปลี่ยนแม่งหมดเลย แต่ต้องคิดต่อว่า มันมีสิ่งที่ “เปลี่ยนไม่ได้” ก็คือ “Housing” มันก็เหมือนกับเสื้อสูบของเครื่องลูกสูบ (ชักๆ) นี่แหละ เสื้อสูบทั่วไปถ้าสึกมาก เป็นรอย ก็ยัง “คว้าน ตีปลอก” แก้ได้ มีลูกสูบ Oversize ให้เลือกได้อีก แต่โรตารี่มันจะทำยังไง ถ้า Clearance มันเยอะเกิน ก็คือ “หลวม” หรือเป็นรอยขึ้นมา ใครจะสามารถคว้านมันได้ และ “จะหาโรเตอร์ Oversize ในโลกนี้ได้ยังไง” แก้ได้อย่างเดียว คือ “ซื้อเครื่องตัวใหม่ที่มีสภาพดีมาใช้” ถ้ารักจะเล่นให้สมบูรณ์และใช้กันยาวๆ ก็ต้องทำกันใหม่หมด ค่าใช้จ่ายมันถึงแพงในตอนแรกไงล่ะครับ ถึงบอกว่า “เจ็บก่อน” แล้วค่อย “จบปิ๊ง” นี่แหละครับที่อยากจะบอก…

29

30 31 32

บทสรุป
แน่นอนครับ ว่าบทความนี้เรามุ่งเน้นให้เป็นเรื่องพื้นฐานจริงๆ สำหรับคนที่รักในโรตารี่ ทั้งเสียงที่แผดก้องรอบจัด ทั้งอัตราเร่งที่เร้าใจ ซึ่งเชื่อว่าหลายคนที่อยากจะเล่นกับมัน ถ้าผมมีเงินมากพอ ผมก็อยากจะเล่นกับมันในแบบ “สมบูรณ์” ไม่เอาบ้าพลัง ขอขับสนุก เนียนๆ ไม่พังง่ายก็พอ เพียงแต่ที่เห็นมีแต่สเต็ปโหดๆ ขับก็ยาก นั่น นู่น นี่ ก็เพราะคนที่เล่นก็อยากจะได้ความเร้าใจในรูปแบบที่ต่างจากเครื่องลูกสูบ ก็ต้องเข้าใจมัน ว่าคุณจะต้องแลกกับอะไรบ้าง “โรตารี่ไม่ได้เลวร้าย” อยู่ที่ “แรงม้าที่คุณต้องการ” ต้องการแรงมากๆ มันก็ต้อง “แลกมาก” เป็นธรรมดา แต่ถ้าเน้นขับสนุก วิ่งถนนได้ ไม่มีปัญหาจุกจิก มันก็สามารถทำได้ เพียงแต่มันต้อง “เข้าใจแบบเฉพาะทาง” เพราะสรีระของมันต่างไปอย่างสิ้นเชิง รวมถึงค่าใช้จ่ายต่างๆ ที่ค่อนข้างสูงในบางอย่าง เพราะมันต้องของเฉพาะทางจริงๆ ก็ขอให้บทความนี้ สร้างความเข้าใจให้กับผู้ที่รักโรตารี่ได้พิจารณาและตัดสินใจ “เลือก” หรือ “ไม่เลือก” โดยที่ไม่ต้องผิดหวังในตอนหลังครับ…

Special Thanks
P&C Garage : Facebook/Mai Chaiwat Panthayangkool, Tel. 08-1855-8342

FacebookTwitterGoogle+Email

Comments

comments