เครื่องยนต์ดีเซล มันมีที่มาที่ไปยังไงกัน
เมื่อมองถึงเทคโนโลยีทางด้านขุมพลังในปัจจุบัน ดีเซล นับว่าเป็นอีกหนึ่งสายพันธุ์แรงที่นับวันจะได้รับการพัฒนาต่อยอดให้มีสมรรถนะใกล้เคียงเครื่องยนต์เบนซิน จนมีขาซิ่งบางคนเริ่มนึกที่อยากจะลงไปเล่นเครื่องยนต์ดีเซลกันเป็นแถวๆ ซึ่งตรงจุดนี้ก็สามารถเห็นได้จากการที่มีอู่ดังๆ ระดับประเทศ ได้หยิบเอาเครื่องยนต์ยนต์ดีเซลมาทำการโมดิฟายกันหลายต่อหลายอู่ อาทิเช่น อู่ช่างเบิร์ดหลัก 5, อู่ช่างจิว, Aor77 และอื่นๆ อีกมากมาย จนประสบความสำเร็จที่ไม่ใช่แค่ในบ้านเรา แต่ไปไกลถึงระดับโลก ดังนั้นวันนี้เราจะพาเพื่อนๆ ไปทำความรูจักกันครับ
แน่นอนว่า เมื่อเรากล่าวถึงเครื่องยนต์ดีเซล หลายท่านอาจจะเริ่มจินตนาการถึงขุมพลังพิเศษที่ออกแบบมาให้ใช้เพื่อการพาณิชย์เป็นหลัก เพราะอะไรน่ะเหรอก็ดีเซล มันทั้งอึด ทนทาน ประหยัด และที่สำคัญไม่ว่าจะบรรทุกของเท่าไร ก็ยังสามารถพาคุณทะยานไปได้ทุกที่ ด้วยคุณสมบัติเหล่านี้นี่เอง บรรดาผู้ผลิตยนต์ค่ายต่างๆ ในอดีตจึงจัดสรรค์ปั้นแต่งดีเซลให้เป็น เจ้าแห่งพละกำลังเพื่อการบรรทุกตลอดมา
เรื่องราวของเครื่องยนต์ดีเซล กับรถยนต์เริ่มต้นขึ้นในปี ค.ศ.1982 เมื่อวิศวกรชาวเยอรมันคนหนึ่งนามว่า Rudolf Diesel ได้มีแนวคิดทันสมัยในการที่จะพัฒนาเครื่องยนต์รูปแบบใหม่ ที่แตกต่างโดยสิ้นเชิงจากเครื่องยนต์เบนซิน บางกระแสเล่าต่อไปอีกว่าทีแรกเขาคิดที่จะทำเครื่องยนต์ที่สามารถให้พลังได้ด้วยน้ำมันพืชซะด้วยซ้ำ ในการค้นคว้าหาระบบการทำงานของเครื่องยนต์แบบใหม่นี้ ใช้เวลานานพอสมควรก่อนที่เค้าจะได้หยิบยืมแนวคิด Thermodynamic ขึ้นมาผสานกับพื้นฐานการทำงานเครื่องยนต์แบบ Hot Bulb จนก่อเกิดออกมาเป็นเครื่องยนต์ดีเซล ส่วนหลักการทำงานของเครื่องยนต์ดีเซลนั้น ผิวเผินมันอาจจะเป็นขุมพลังที่อาศัยหลักการทำงานและโครงสร้างวิศวกรรมแบบเดียวกับเครื่องยนต์เบนซิน ทว่าด้วยการนำหลักการถ่ายเทความร้อน และแรงอัดมาใช้ ส่งผลให้เครื่องยนต์ดีเซลสามารถจุดระเบิดได้ด้วยตนเอง ซึ่งความสามารถดังกล่าวเกิดจาการบีบอัดมวลอากาศภายในห้องเผาไหม้ให้มีอุณหภูมิสูงภายใต้สภาวะแรงอัด เมื่อบวกเข้ากับน้ำมันดีเซลที่ถูกฉีดเข้ามาในห้องเผาไหม้ตอนที่ลูกสูบใกล้ถึงจุดศูนย์ตายบน ก็จะทำให้เกิดการจุดระเบิด และแรงอัดจากการจุดระเบิดก็จะผลักลูกสูบให้เข้าสู่วัฏจักรการทำงานต่อไป
ดีเซลอาจจะมีข้อดีในเรื่องกำลังอัดที่สูง 2-3 เท่าของเครื่องยนต์เบนซิน ทว่าด้วยการทำงานที่ซับซ้อน และอาศัยแรงธรรมชาติมากกว่า เลยทำให้เครื่องยนต์ประเภทนี้มีข้อจำกัดทางด้านอัตราเร่งที่ไม่สามารถลากได้สูง ในทางตรงกันข้าม ดีเซลเองก็ให้ผลในเรื่องแรงบิดที่น่าพอใจ เลยทำให้เครื่องยนต์ประเภทนี้เริ่มได้รับความนิยมในกิจการโรงงาน ก่อนจะเริ่มกระจายเข้าสู่ธุรกิจขนส่ง โดยเฉพาะรถไฟ และเรือ จนสุดท้ายก็มาถึงรถบรรทุก รถกะบะ และรถเก๋งตามลำดับ
อย่างไรก็ตามเครื่องยนต์ดีเซลยังคงได้รับการพัฒนามาอย่างต่อเนื่อง จนในปี ค.ศ. 1931 ประวัติศาสตร์ดีเซลบนสนามแข่งรถก็เริ่มมีออกมาให้เห็น เมื่อ Clessie Lyle Cummins ผู้ก่อตั้งบริษัท Cummins Engine หรือที่ปัจจุบันได้มีการเปลี่ยนชื่อเป็น Cummins Inc. ได้สร้างรถแข่ง Diesel Special ขึ้นมาเพื่อร่วมลงทำการแข่งขัน ซึ่งแม้ดีเซลจะเป็นเครื่องยนต์ที่ค่อนข้างมีน้ำหนักเยอะ แต่รถแข่งเจ้าตำนานคันนี้ก็ไม่ทำให้ผิดหวัง เพราะมันสามารถทำความเร็วสูงสุดได้มากถึง 162 กม./ชม. ในการแข่งขัน Daytona และในการแข่งขัน Indianapolis 500 Dave Evan นักแข่งผู้ขับรถคันนี้ก็ยังเป็นนักแข่งคนแรกที่ทุบสถิติไม่เข้าพิทตลอดระยะทาง 500 ไมล์ในการแข่งขันอยู่จนถึงปัจจุบัน
ยุคดีเซลเริ่มแรกกับวงการแข่งรถอาจจะเริ่มดูดีมีภาษี แต่กับโลกภายนอกแล้วเครื่องยนต์ประเภทนี้ยังไม่ได้รับความนิยมในการนำมาติดตั้งกับรถเก๋ง เนื่องจากเอกลักษณ์ในเรื่องเสียงที่ดังของมันนั่นเอง แต่ก็ใช่ว่าดีเซล กับรถเก๋งจะไม่ถูกกันเสียเลย เพราะถ้าใครมีรถเก๋งยุคคุณพ่อที่บ้าน โดยเฉพาะยี่ห้อ Benz อาจจะเคยเจอว่ามันมีรุ่นเครื่องยนต์ดีเซลด้วยกันหลายหลายรุ่น
ยุคต่อมาเครื่องยนต์ดีเซลเริ่มเข้ามีบทบาทกับรถเก๋งในช่วงปี ค.ศ. 1990 เมื่อแนวคิดเทคโนโลยีเทอร์โบดีเซลถูกค้นคว้าขึ้น แม้การติดตั้งระบบอัดอากาศให้กับเครื่องยนต์จะส่งผลให้อัตราประหยัดลดลงเล็กน้อย แต่เมื่อเทียบกับความปรู๊ดปร้าดที่ได้เพิ่มขึ้น รวมถึงอัตราเร่ง และความเร็วสูงสุดแล้ว ก็ถือว่ามีความคุ้มค่าอย่างมาก และจุดดังกล่าวก็กลายเป็นปฐมบทครั้งใหม่ระหว่างดีเซลกับรถเก๋ง ซึ่งบรรดาค่ายรถต่างพยายามทำให้ดีเซลมีความเงียบขึ้นด้วยการเปลี่ยนชิ้นส่วนต่างๆ ภายในเครื่องจากที่เป็นฟันเฟืองมาใช้เป็นยางลูกรอก ก่อนพัฒนาห้องเครื่องแบบสองชั้นช่วยให้เสียงเงียบลงไปอีก
มาถึงยุคที่สามของดีเซล เริ่มต้นขึ้น เมื่อคอมพิวเตอร์เข้ามามีบทบาทสำคัญ ดังนั้นในรถยนต์ก็เช่นกัน ถึงแม้ตลอดที่ดีเซลเป็นขุมพลังเพื่อการพาณิชย์มันจะได้รับความนิยม แต่กระนั้นส่วนใหญ่ก็ยังนิยมใช้ระบบการจ่ายน้ำมันแบบฉีดตรง (Direct Injection) ซึ่งมันให้ผลดีด้านพละกำลังที่เริ่มไต่ระดับแรงม้าทะลุเพดาน 100 แรงม้า แต่ด้านความประหยัด กลับให้ผลที่ไม่คุ้มค่า แม้มันจะซดน้ำมันน้อยกว่าเครื่องยนต์เบนซิน แต่อาการเผาไหม้ได้ไม่สมบูรณ์นี้ ก็แลดูยังจะเป็นปัญหาอยู่
ด้วยเหตุนี้ในช่วงปี ค.ศ. 2000 ระบบการจ่ายน้ำมันแบบรางรวมจึงได้ถูกวิศวกรปรับปรุงนำมาใช้พร้อมควบคุมวิธีการจ่ายน้ำมันให้มีลักษณะเป็นฝอยมากขึ้น พร้อมควบคุมการทำงานในส่วนต่างๆ ของเครื่องยนต์ด้วยระบบประมวลผลกลางหรือ กล่อง ECU ซึ่งได้กลายเป็นต้นกำเนิดของระบบ Commonrail และได้พัฒนาต่อเนื่องจนปัจจุบัน
เครดิต www.boxzaracing.com