เครื่องยนต์ 4 วาล์ว/สูบ ดีกว่าแบบ 2 วาล์ว/สููบ หรือไม่??

ถ้าจะพูดกับเรื่องการทำงานของเครื่องยนต์ เชื่อว่าเพื่อนๆ หลายๆ คนก็คงเข้าใจหลักการทำงานอย่างคร่าวๆ กันบ้างแล้ว เกี่ยวกับจังหวะของการ ดูด – อัด – ระเบิด – คาย ที่เป็นพื้นฐานของเครื่องยนต์ทุกประเภทบนโลกใบนี้ ซึ่งในวันนี้ เราจะมาสองดูกับจังหวะที่ 1 กับ จังหวะที่ 4 เป็นพิเศษ เพราะสิ่งที่เราจะนำมาเปรียบเทียบกัน คือ วาล์วไอดี และวาล์วไอเสียนั่นเองครับ หากไม่นับเครื่องยนต์ Rotary แล้ว เครื่องยนต์แบบลูกสูบทั่วไป จะมีการออกแบบวาล์วไอดี – ไอเสีย ด้วยขนาดที่ต่างกันออกไป ขึ้นอยู่กับกำลังอัดของแต่ละเครื่องยนต์ แต่ทว่าสิ่งหนึ่งที่แตกต่างอย่างเห็นได้ชัดก็คือ จำนวนของวาล์ว ที่มันทั้ง 4 วาล์ว/สูบ และ 2 วาล์ว/สูบ ซึ่งในปัจจุบันนั้น เราจะไม่ค่อยเห็นเครื่องยนต์แบบ 2 วาล์ว/สูบ กันแล้ว ซึ่งจะเป็นเพราะสาเหตุอันได ไปหาคำตอบพร้อมๆ กันได้เลยครับ

วันนี้อย่างที่บอกไป เราจะมาหาคำตอบกันครับว่า ทำไมเครื่องยนต์ 4 วาล์ว/สูบ ถึงเข้ามาแทนที่เครื่องยนต์ 2 วาล์ว/สูบ ได้อย่างไร้ที่ติ ซึ่งต้องบอกเลยว่า ขนาดของวาล์นั้น มันจะแตกต่างกันออกไปตามซีรีย์ของเครื่องยนต์นั้นๆ ทำให้การเปรียบเทียบ อาจจะไม่ค่อยตรงเท่าไหร่ เราจึงขอกำหนดขนาดของวาล์ที่จะเปรียบเทียนวันนี้ เพี่อที่จะได้เห็นกันอย่างชัดเจนถึงความแตกต่างครับ โดยที่ขนาดของกระบอกสูบและวาล์วจะเป็นตามภาพด้านล่างครับ

ไอดี [ INTAKE VALE ]

โดยที่เราจะกำหนดให้วาล์วแต่ละวาล์ว เมื่อเปิดสุดจะอยู่ที่ 5 มม. ฉะนั้นสูตรที่เราจะนำมาคิดคือ พื้นที่เท่ากับ เส้นรอบวง x ความสูงของระยะยกวาล์ว หรือพื้นที่เท่ากับ 3.14 (ไพน์) x เส้นผ่ายศูนย์กลาง x ระยะยกของวาล์ว โดยตัวเลขที่เราจะคิดกันในวันนี้ เพื่อให้เพื่อนๆ เข้าใจง่ายที่สุด เราจะใช้สูตร πDH โดยที่จะเริ่มที่แบบ 4 วาล์ว/สูบ จะได้ตามสูตรเป็น 2 πDH หรือคิดง่ายๆ ว่า 2 x π x 30 x 5 จะได้เท่ากับ 300 มม. แต่เมื่อใช้สูตรเดียวกันเทียบกับ 2 วาล์ว/สูบ จะได้เป็น π x 43 x 5 จะได้เท่ากับ 215 มม. ซึ่งห่างจากแบบ 4 วาล์ว/สูบ ถึง 40%

ไอเสีย [ EXSHUST VALE ]

เราจะกำหยดระยะยกเท่ากันกับวาล์วไอดี คือ อยู่ที่ 5 มม. ฉะนั้นสูตรที่นำมาคิดจะเหมือนกัน คือ หากเป็น 4 วาล์ว/สูบ จะเป็น 2 x π x 25 x 5 จะเท่ากับ 250 มม. และหากเป็นแบบ 2 วาล์ว/สูบ จะเป็น π x 30 x 5 จะเท่ากัเพียง 150 มม. เท่านั้น นั่นหมายความว่าเครื่องยนต์แบบ 4 วาล์ว/สูบ สามารถระบายไอเสียได้ดีกว่าถึง 67% เลยทีเดียวครับ

ด้วยข้อมมูลที่กล่าวมาข้างต้น หากจะทำให้เครื่องยนต์ 2 วาล์ว/สูบ ให้ประสิทธิภาพได้ใกล้เคียงกับเครื่องยนต์แบบ 4 วาล์ว/สูบ คงจะต้องมีแต่ขยายขนาดของวาล์ว ซึ่งบอกเลยว่า…ทำได้ยากทีเดียว ต่อให้ขยายใหญ่ขนาดไหน บางทีก็ไม่สามารถเทียบแบบ 4 วาล์ว/สูบ ได้เลยครับ

เครดิต www.boxzaracing.com