[ อีกหนึ่งจุดเริ่มต้นของแรงมาที่เพิ่มขึ้น = เทอร์โบ ]

อีกหนึ่งจุดเริ่มต้นของแรงมาที่เพิ่มขึ้น = เทอร์โบ

เทอร์โบเป็นอุปกรณ์ชิ้นหนึ่ง ที่สามารถเพิ่มกำลังให้กับเครื่องยนต์ได้มหาศาล จนมีคนเรียกติดปากถึงความแรงว่า “แรงยังกับติดเทอร์โบ” บทความนี้เรามาเข้าใจ “หลักการทำงานของ TURBO” กันดีกว่า!!

TURBO คืออะไร?
เทอร์โบ คือ อุปกรณ์อัดอากาศชนิดหนึ่ง ทำหน้าที่ “อัด” อากาศเข้ากระบอกสูบด้วยแรงดันและมวลของอากาศที่มากกว่า “แรงดูด” จากการเลื่อนลงของลูกสูบของเครื่องยนต์ปกติ

เครื่องยนต์ที่ไม่มีระบบอัดอากาศ (เครื่องแบบ N/A) จะสามารถประจุไอดีได้เพียง 70-90% ของความจุกระบอกสูบ เพราะการเลื่อนตัวลงของกระบอกสูบแม้จะมีแรงดูดสูง แต่ยังไงก็ยังเป็นการดูด ทั้งยังมีสารพัดชิ้นส่วนขวางการไหลของอากาศ เช่น วาล์ว ลิ้นปีกผีเสื้อ ไส้กรองอากาศ ฯลฯ จึงทำให้การดูดอากาศนั้นไม่เต็มที่ 100% ถ้างง ให้เปรียบเทียบกับคนที่มีปอดขยายตัวคอยสูดอากาศ แต่อากาศก็ยังเข้าไปได้แค่พอประมาณ เพราะต้องดูดผ่านจมูกรูแคบๆ ทั้งยังมีขนจมูกคอยกันอยู่ด้วย

เครื่องยนต์ที่ติดเทอร์โบ จะช่วยอัดอากาศตั้งแต่รอบเครื่องยนต์หมุนปานกลางขึ้นไป และจะมีประสิทธิภาพในการประจุไอดีได้สูงกว่าเครื่องยนต์แบบปกติ เนื่องจากการอัดไอดีด้วยแรงดันอย่างต่อเนื่องไม่ใช่แค่แรงดูดจากการเลื่อนลง ของลูกสูบ มวลอากาศที่ถูกอัดเข้าไปในกระบอกสูบจึงมีความหนาแน่นมากกว่าปกติ

การทำงานของ TURBO
เทอร์โบ ประกอบด้วยชุด เทอร์ไบน์ (กังหันไอเสีย) และคอมเพรสเซอร์ (กังหันไอดี) มีลักษณะคล้ายกังหัน 2 ตัว ติดตั้งอยู่บนแกนเดียวกัน ฟากละตัว หันหลังเข้าหากัน หมุนไปพร้อมกันตลอด ไม่มีระบบอากาศเชื่อมกัน และมีระบบหล่อลื่นช่วงกลางแกนกังหันด้วยน้ำมันหล่อลื่นที่ไหลเวียนจากปั๊ม เครื่องยนต์

ชุดกังหันไอดี และกังหันไอเสีย จะหมุนไปพร้อมกัน โดยที่ชุดโข่งและกังหันไอเสีย จะติดตั้งอยู่กับท่อไอเสีย กังหันไอเสียจะหมุนด้วยการไหลและการขยายตัวของไอเสียที่ถูกส่งเข้ามา กลายเป็นต้นกำลังในการหมุนของแกนเทอร์โบ (นำไอเสียมาปั่นสร้างกำลัง) ต่อจากนั้นไอเสียก็จะถูกระบายทิ้งไปตามปกติทางท่อไอเสียไปยังด้านท้ายของรถ ยนต์

ความเร็วในการหมุนของกังหันไอเสีย ผกผันอยู่กับความร้อนและปริมาณไอเสียทั้งหมดที่ถูกส่งเข้ามา จากนั้นกังหันไอดีที่ติดตั้งอยู่บนแกนเดียวกันอีกฟากหนึ่งก็จะหมุนไปพร้อม กันและดูดอากาศแล้วอัดเข้าสู่กระบอกสูบผ่านท่อไอดีด้วยแรงดันที่เรียกว่า แรงดันเสริม (BOOST PRESSURE) แรงดันที่สูงกว่าบรรยากาศปกติ

เทอร์โบ สามารถสร้างแรงดันเสริมให้สูงขึ้นได้หลายระดับ ตามการออกแบบหรือตามการควบคุม แต่ถ้าใช้แรงดันสูงเกินไป ชิ้นส่วนภายในเครื่องยนต์อาจเสียหายได้ (ไส้แตก) แม้กังหันไอเสีย และกังหันไอดีจะหมุนทำงานต่อเนื่องบนแกนเดียวกันแต่ทั้ง 2 กังหันมิได้มีอากาศหมุนเวียนต่อเนื่องกันเลย ไอเสียจะนำมาหมุนกังหันไอเสีย และก็ปล่อยทิ้งออกไป ส่วนกังหันไอดีมีต้นกำลังจากการหมุนของกังหันไอเสีย ก็ดูดอากาศบริสุทธิ์จากข้างนอกและอัดเข้าไปในเครื่องยนต์

แกนเทอร์โบจะหมุนอยู่ตลอดเวลาตั้งแต่เครื่อง ยนต์ทำงาน เพียงแต่ว่ายังไม่สามารถอัดอากาศตั้งแต่รอบต่ำ เพราะแรงดูดของลูกสูบมีมากกว่าไอเสียที่เข้ามาปั่นกังหันไอเสียมีน้อย และแกนเทอร์โบยังหมุนช้าอยู่ เมื่อเร่งรอบเครื่องยนต์ ไอเสียที่มาปั่นกังหันไอเสียมีมากขึ้นกังหันไอดีหมุนเร็วขึ้น มีการดูดอากาศและอัดสู่กระบอกสูบด้วยมวลที่มากกว่าแรงดูดเริ่มเป็นแรงดัน (บูสท์) กำลังของเครื่องยนต์จึงมากขึ้นจากการเผาไหม้อากาศที่มากขึ้นอย่างรุนแรงขึ้น

การอัดอากาศมีขีดจำกัด ถึง TURBO จะอัดอากาศได้มาก แต่ชิ้นส่วนภายในเครื่องยนต์อาจเสียหายจากแรงดันที่เพิ่มขึ้น จึงต้องมีการควบคุมโดยระบายไอเสียทิ้งไปบ้าง เผื่อไม่ให้ไหลผ่านกังหันไอเสียมากเกินไป เพราะหากไอเสียหมมุนเร็วเกินไปการประจุไอดีจากฝั่งกังหันไอดีก็จะมากเกินไป ด้วยเช่นกัน ทำให้เทอร์โบอัดอากาศในปริมาณที่มากกว่าเครื่องยนต์จะทนไหว ผลก็คือเครื่องยนต์พัง

กังหันเทอร์โบฝั่งไอดี

ถ้างงเรื่องการอัดอากาศมากเกินไปแล้วทำไมเครื่องถึงต้องพัง ให้เปรียบเทียบกับคนที่ปกติมีการหายใจด้วยการขยายตัวหรือแรงดูดของปอด ก็จะมีเรี่ยวแรงในระดับปกติ แต่ถ้ามีอากาศอัดช่วยแบบการให้ออกซิเจน ย่อมต้องมีเรี่ยวแรงมากขึ้น ทั้งที่อวัยวะในร่างกายยังเหมือนเดิม แต่ถ้าอัดอากาศเข้าด้วยแรงดันที่มากเกินไป ปอดก็แตกตาย

เทอร์โบจะทำงานตามปริมาณไอเสีย ไม่ได้ทำงานเฉพาะที่ความเร็วสูง ถ้าใช้เทอร์โบเล็ก กังหันไอเสียหมุนเร็วตั้งแต่ รอบเครื่องยนต์ต่ำ อัดอากาศได้เร็ว แต่ในรอบสูงจะตื้อ เพราะไอเสียไหลได้ไม่ทัน เทอร์โบตัวใหญ่ สร้างแรงดันได้ช้า รอรอบนาน แต่ไอเสียไหลคล่อง จึงควรใช้เทอร์โบขนาดพอเหมาะกับซีซีของเครื่องยนต์

การดูแลรักษา
โดยทั่วไป การดูแลเครื่องยนต์ที่ติดตั้งเทอร์โบ มีความยุ่งยากกว่าเครื่องยนต์ที่ไม่ได้ติดตั้งเทอร์โบพอสมควร คือ ควรใช้น้ำมันเครื่องคุณภาพสูง และการปล่อยให้เครื่องยนต์เทอร์โบเดินเบาก่อนการดับเครื่องยนต์สัก 1-5 นาที ตามความร้อนที่สะสมอยู่ ถ้าขับคลานๆ ในเมือง ก็ปล่อยให้เครื่องยนต์เดินเบาแค่ช่วงสั้นๆ ถ้าอัดทางยาวมาก็ปล่อยให้เครื่องยนต์เดินเบาไว้นานหน่อย

เครื่องยนต์ธรรมดาที่ไม่ได้ติดตั้งเทอร์โบ หากเจ้าของต้องการติดตั้งเทอร์โบเพิ่มเข้าไป ต้องใช้อุปกรณ์ร่วมที่ดี และช่างต้องมีความเชี่ยวชาญ โดยจะต้องมีการเปลี่ยนชิ้นส่วนภายในเครื่องยนต์หรือไม่ ต้องดูกันเป็นกรณีๆ ไป
การติดตั้งเทอร์โบเพิ่มเข้าไปในเครื่องยนต์ดีเซล ส่วนใหญ่ไม่ต้องมีการเปลี่ยนชิ้นส่วนภายในเครื่องยนต์ แต่ควรใช้แรงดันของอากาศ (บูสต์)ไม่เกิน 5-7 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว และถ้ามีการแต่งปั๊มจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงเพิ่มก็จะดีขึ้นไปอีก

การติดตั้งเทอร์โบเพิ่มเข้าไปในเครื่องยนต์เบนซิน ถ้าใช้แรงดันของอากาศ (บูสต์)ไม่เกิน 5-7 ปอนด์ต่อ ตารางนิ้ว อาจไม่ต้องมีการเปลี่ยนชิ้นส่วนภายในเครื่องยนต์ แต่อาจต้องมีการเพิ่มอัตราการจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงเพิ่ม ขึ้นอย่างเหมาะสม นับว่าละเอียดอ่อนและยุ่งยากกว่าการติดตั้งเทอร์โบเพิ่มเข้าไปในเครื่องยนต์ ดีเซล

ไม่ว่าจะเป็นเครื่องยนต์เบนซินหรือดีเซล ถ้ามีการติดตั้งเทอร์โบเพิ่มเติมภายหลัง แม้จะทำได้ดี เครื่องยนต์ไม่พังกระจาย แต่ก็ต้องยอมรับว่า เครื่องยนต์จะมีการสึกหรอเพิ่มขึ้น และมีอายุการใช้งานลดลงบ้างไม่มากก็น้อย

เครดิต www.heremoo.com