COMMONRAIL จะก้าวหน้าไปทางไหน...?



เครื่องยนต์ดีเซลโดยเฉพาะในรถปิกอัพ กำลังก้าวเข้าสู่ยุคใหม่ พลิกเทคโนโลยีเปลี่ยนเป็นคอมมอนเรล คำถามเกิดขึ้นหลากหลาย เช่น จะเปลี่ยนไปใช้ทุกยี่ห้อหรือไม่ และที่สำคัญจะก้าวหน้าไปทางไหน อะไรจะเปลี่ยนแปลงไปอย่างไร แม้คนไทยจะรู้สึกว่าเป็นการเริ่มต้น แต่ในโลกจริง คอมมอนเรลไม่ใช่แค่เริ่มคลาน แต่กำลังก้าวหน้าอย่างต่อเนื่อง

++คอมมอนเรล คืออะไร ?++

เป็นชื่อเรียกของระบบจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงระบบหนึ่งของเครื่องยนต์ดีเซล ซึ่งหมายความถึงระบบจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงแบบหัวฉีดอิเล็กทรอนิกส์ของเครื่องยนต์ดีเซล แต่ผู้ค้นคิดคงไม่อยากเรียกให้สับสน เพราะเดิมๆของเครื่องยนต์ดีเซลก็มีหัวฉีดอยู่ จึงเลือกใช้คำนี้ ไม่เลือกใช้คำว่าอิเล็กทรอนิกส์ อินเจคชัน ไม่ใช่เป็นชื่อเครื่องยนต์ ไม่ได้เป็นของบริษัทรถยนต์ใด แต่เป็นชื่อระบบจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิง เหมือนๆ ที่เรียกในเครื่องยนต์เบนซิน เช่น คาร์บูเรเตอร์ หัวฉีดเค-เจท หัวฉีดอิเล็กทรอนิกส์ ฯลฯ คอมมอนเรลก็อยู่ในกลุ่มคล้ายๆ แบบนั้น






++รถปิกอัพทุกยี่ห้อจะนำมาใช้หรือไม่ ?++

ไม่ใช่แต่ในรถปิกอัพเท่านั้น แต่หมายถึงเครื่องยนต์ดีเซลขนาดเล็กและขนาดกลางทั่วไป แน่นอนว่า จะทยอยเปลี่ยนแปลงจากระบบหัวฉีดกลไกมาเป็นคอมมอนเรล เหมือนๆ กับเครื่องยนต์เบนซินที่เปลี่ยนจากคาร์บูเรเตอร์เป็นหัวฉีดอิเล็กทรอนิกส์ ที่ไม่มีใครหันกับไปหาคาร์บูฯ อีกแล้ว ในการเปลี่ยนของเครื่องยนต์เบนซิน มีความฉับไว บริษัทรถพร้อมใจทยอยเปลี่ยนจากคาร์บูฯ มาเป็นหัวฉีดอย่างฉับไว เพราะทั้ง 2 ระบบมีประสิทธิภาพหลายด้านแตกต่างกันอย่างชัดเจน และที่สำคัญ คือ คาร์บูเรเตอร์ควบคุมมลพิษของไอเสียได้ยาก แต่หัวฉีดอิเล็กทรอนิกส์มีความแม่นยำกว่า ใช้น้ำมันได้คุ้มค่าและมีมลพิษต่ำ

เมื่อ 15 ปีก่อน คนไทยก็สงสัยว่าเครื่องยนต์เบนซินหัวฉีดจะแพร่หลายไหม และก็มีคำตอบที่รวดเร็วในไม่กี่ปี เพราะทุกยี่ห้อนำมาใช้กันทั้งหมด ส่วนเครื่องยนต์ดีเซล ความแตกต่างในประสิทธิภาพหลายด้านของระบบหัวฉีดกลไกกับคอมมอนเรล ไม่ได้แตกต่างกันมากแบบคาร์บูเรเตอร์กับหัวฉีดอิเล็กทรอนิกส์ จึงทำให้การทยอยเปลี่ยนมาใช้ มีความเชื่องช้ากว่า แต่อย่างไรก็หนีไม่พ้นที่จะต้องนำมาใช้ เพราะทั้งแรง ใช้น้ำมันคุ้มค่า และมีมลพิษในไอเสียต่ำ

แม้ในกลุ่มรถปิกอัพจะมีเพียงยี่ห้อเดียวที่เริ่มนำมาใช้ เมื่อ 3 ปีก่อน จนผู้คนเริ่มสงสัยว่า ถ้าดีจริง ทำไมยี่ห้ออื่นไม่นำมาใช้ และแล้วยี่ห้อดังคู่แข่งโดยตรงก็นำมาใช้เมื่อปลายปีที่แล้ว 1 รุ่น และต้นปีนี้ครบทุกรุ่น กระแสความสงสัยในความดีเด่นของคอมมอนเรลจึงซาลงไป เพราะเริ่มแพร่หลาย

โดยในครึ่งปีหลังของปี 2005 นี้ จะมีมิตซูบิชิ และนิสสัน เปลี่ยนไปใช้เครื่องยนต์ระบบคอมมอนเรล ส่วนฟอร์ดและมาสด้าจะเป็นต้นปีหน้า

++จะก้าวหน้าไปทางใด ? แรงดันสูงสุดจะเพิ่มขึ้น++

เป็นวิทยาศาสตร์พื้นฐานว่า ยิ่งมีแรงดันของเหลวสูง เมื่อผ่านรูขนาดเล็กก็ยิ่งฉีดเป็นฝอย ซึ่งเครื่องยนต์ดีเซลมีการจุดระเบิดด้วยการฉีดน้ำมัน ไม่มีหัวเทียน ย่อมต้องการน้ำมันที่เป็นละอองฝอยมากที่สุด ในปัจจุบันแรงดันสูงสุดในระบบถูกควบคุมไว้ในช่วง 1,600-2,100 บาร์ (1 บาร์ = 14 กว่าๆ ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) แล้วแต่รุ่นหรือยี่ห้อรถ




แรงดันสูงสุดของระบบ น่าจะถูกพัฒนาเพิ่มขึ้นไปอยู่ในช่วง 2,000 กว่าบาร์ แต่อย่าสงสัยต่อว่าแล้วจะไล่ไปจนถึงหมื่นบาร์หรือไม่ เพราะก็คงไม่ถูกพัฒนาขึ้นไปถึง การผลิตแรงดันระดับพ้นสองพันบาร์ ก็เพียงพอจะทำให้ฉีดน้ำมันเป็นละอองฝอยมากๆ อยู่แล้ว ถ้าทำแรงดันสูงจัดๆ ก็ต้องออกแบบวัสดุให้แข็งแรง เกิดการสึกหรอสูง และกินแรงเครื่องยนต์มากขึ้นในการหมุนซัพพลายปั๊ม

ตัวเลขแรงดันนี้ เป็นแรงดันสูงสุดที่เกิดขึ้นในช่วงภาระสูงสุด เช่น ออกตัวแรงๆมากๆ บรรทุกหนัก กดคันเร่งมิดแล้วขึ้นเนิน แต่ในการใช้งานปกติ แรงดันจะถูกควบคุมไว้ที่ไม่กี่ร้อยหรือย่างมากก็พันกว่าบาร์ต้นๆ เท่านั้น ดังนั้น 2 ตัวแปรที่น่าจะทำให้น้ำมันเป็นละอองฝอยมากหรือน้อย น่าจะไม่ได้อยู่ที่แรงดันสูงสุด แต่อยู่ที่หัวฉีดว่ามีกี่รูและขนาดของรูเป็นกี่เสี้ยวของมิลลิเมตร ยิ่งมีจำนวนรูมากและรูเล็กเท่าไร ก็ยิ่งฉีดน้ำมันเป็นละอองฝอยมากเท่านั้น

++หัวฉีด จำนวนและขนาดรู++

แน่นอนว่ายิ่งรูเล็กและจำนวนรูมาก ย่อมทำให้ฉีดน้ำมันเป็นฝอยละเอียด ช่วงนี้ใช้หัวฉีด 5-8 รู ขนาดแต่ละรู 0.12-0.14 มิลลิเมตรอนาคตก็คงมีจำนวนรูป้วนเปี้ยนเต็มที่แถวๆ 10 รู กับขนาดรูประมาณ 0.1 มิลลิเมตร คงไม่ถึงกับมีถี่มาก 30 รูหรือจิ๋วกลายเป็นรูละ 0.001 มิลลิเมตร เพราะพื้นที่ปลายหัวฉีดไม่ได้มีมากให้เจาะจนพรุน และการเจาะรูเล็กมากๆ ก็ยากน้ำมันก็ไหลผ่านยาก ถ้าจะฉีดน้ำมันให้มากพอและทัน ก็ต้องใช้แรงดันสูงจัดๆ

++หัวฉีด เพิ่มจำนวนครั้งในการฉีด++

เป้าหมายสูงสุดของระบบคอมมอนเรล คือ ฉีด 5 ครั้งใน 1 ครั้งของการเผาไหม้ โดยแบ่งเป็นฉีดนำ 2 ครั้ง เพื่อการเผาไหม้ที่นุ่มนวล ลดเสียงและลดการสั่นสะเทือน ฉีดหลักเป็นครั้งที่ 3 และอีก 2 ครั้งหลังฉีดเพื่อลดมลพิษในไอเสียให้สะอาดมากๆ

ในปัจจุบันส่วนใหญ่ยังฉีดแค่ 2-3 ครั้ง ซึ่งก็พอใช้ได้แล้ว ไอเสียก็ผ่านมาตรฐาน โดยไม่มีฉีดหลังการฉีดหลัก แต่อนาคตจะใต่ไปหา 5 ครั้งแน่ๆ โดยตัวหัวฉีดต้องถูกพัฒนาให้ตื่นๆ หลับๆ ได้ถี่มากๆ จะได้ฉีดครบจำนวนครั้งในช่วงเสี้ยววินาทีที่ลูกสูบป้วนเปี้ยนแถวๆ ศูนย์ตายบน

หัวฉีดในปัจจุบัน ฉีด 2-3 ครั้ง เป็นแบบสปริงขดโซลินอยด์ ถ้าจะต้องฉีด 5 ครั้งน่าจะพัฒนาเป็นสปริงแผ่น (เพียโซ) ที่ตื่นและหลับได้ฉับไวกว่า ไม่กินเวลามาก แต่ก็มีข่าวว่าบางผู้ผลิต พัฒนาหัวฉีดโซลินอยด์ให้ฉีดได้ 5
ครั้งแล้ว

++ปั๊มแรงดันสูง เพิ่มลูกสูบ++

หรือเรียกกว่าซัพพลายปั๊ม จะมีการเพิ่มจำนวนลูกสูบข้างใน เช่น จาก 2 เป็น 3 ลูก เพราะจะได้สร้างแรงดันได้สูงและฉับไว

++ไส้กรองโซลา ใช้ยาว++

น่าจะทยอยเพิ่มความทานทานให้ใช้งานได้ยาวนานขึ้น โดยเปลี่ยนวัสดุ หรือรูปแบบการใส่แผ่นกรองไว้ภายใน เช่น จากพับซิกแซกเป็นแบบรังผึ้ง ตอนนี้บางบริษัทรถระบุว่า ถ้าน้ำมันสะอาดปกติ ไส้กรองจะทนได้แถวๆ350,000 กิโลเมตร ซึ่งในความเป็นจริง แม้จะตันเร็วกว่านั้น แค่ทะลุ 100,000 กิโลเมตรก็ถือว่าดีเยี่ยมแล้ว

อนาคตคาดว่าทุกยี่ห้อจะทยอยพัฒนาไส้กรองโซลาให้ทนทานขึ้น แต่จะมีความละเอียดในการกรองที่ดีพอสำหรับการไม่ยอมให้สิ่งสกปรกหลุดไปที่ตัวหัวฉีด

อย่ากลัวอย่ากังวลกับคอมมอนเรล เพราะยังไงก็หนีไม่พ้น และไม่จำเป็นต้องหนี นึกถึงตอนเครื่องยนต์เบนซินทะยอยเปลี่ยนจากคาร์บูเรเตอร์เป็นหัวฉีดสิว่า กลัวกันขนาดไหน ตอนนี้มีแต่คนอยากใช้หัวฉีด และลืมคาร์บูฯ ไปแล้ว

ลิ้งค์หัวข้อ: บ้านหรรษา ดอทคอม/topic/60