เครื่องยนต์ดีเซลกับคอมมอนเรล (1) | คมชัดลึก

 เครื่องยนต์คอมมอนเรล ออกสู่ท้องถนนทำให้ผู้คนที่เคยรังเกียจเดียดฉันท์เครื่องดีเซลลดน้อยลงไป เพราะเครื่องคอมมอนเรลให้ประสิทธิภาพในการขับขี่ไม่ได้ด้อยไปกว่าเครื่องยนต์ที่ใช้น้ำมันเบนซินเป็นเชื้อเพลิง

  เครื่องยนต์คอมมอนเรลจากผู้ผลิตยักษ์ใหญ่หลายๆ ค่ายได้ชื่อว่าเป็นเครื่องยนต์ที่สะอาด (ปล่อยมลพิษ) ที่สุดในโลก แม้เมื่อนำไปเทียบกับการปล่อยมลพิษที่ปลายไอเสียของเครื่องยนต์เบนซิน วันนี้ก็มาลองย้อนทวนความกันว่าเครื่องยนต์ดีเซลในระบบคอมมอนเรลนั้นมีที่มาที่ไปอย่างไร

 ก่อนที่จะไปที่ คอมมอนเรล ขออนุญาตทวนความรู้เรื่องเครื่องยนต์ดีเซลกันสักหนึ่งย่อหน้า เครื่องยนต์ดีเซล คือเครื่องยนต์สันดาปภายในรูปแบบหนึ่งที่ใช้น้ำมันดีเซลเป็นเชื้อเพลิงในการจุดระเบิดหลักการทำงานง่ายๆ ก็คือ อากาศ ถูกดูดเข้าสู่กระบอกสูบอย่างรวดเร็วแล้ว อากาศนั้นถูกอัดให้มีปริมาตรลดลงประมาณ ยี่สิบเท่า ในห้องเผาไหม้อากาศนั้นจึงเกิดความร้อนมากพอที่น้ำมันดีเซลที่ถูกฉีดเป็นฝอยเข้าไปใน ห้องเผาไหม้ อากาศที่ร้อนจึงลุกไหม้เกิดการระเบิดขยายตัวผลักดันลูกสูบให้เคลื่อนที่ด้วยกำลังงานอันมหาศาลจากการระเบิด

 แรกนั้นเครื่องยนต์ดีเซลมีอยู่ด้วยกันสองแบบคือแบบ Indirect injection และแบบ Direct injection ทั้งสองแบบจ่ายน้ำมันเข้าห้องเผาไหม้ด้วยปั๊มน้ำมันที่มีอยู่สองแบบคือ ปั๊มแบบเรียงแถวและปั๊มแบบจานจ่าย

 ปั๊มจ่ายน้ำมัน เข้าสู่หัวฉีดที่มีหน้าที่ทำน้ำมันให้เป็นฝอยด้วยแรงกดของสปริงในหัวฉีด หรือพูดง่ายๆ ว่าเป็นแบบกลไกล้วนๆ เครื่องยนต์แบบนี้ให้กำลังงานและอัตราสิ้นเปลืองที่ดีกว่าเครื่องยนต์เบนซินในขนาดเท่าๆ กัน จึงนิยมใช้กันอย่างแพร่หลาย แต่ข้อเสียก็คือตัวเครื่องยนต์มี น้ำหนักมาก มีเสียงดังเมื่อเครื่องทำงาน การเผาไหม้หลงเหลือเขม่าควันและปล่อยสารพิษออกมามาก จึงไม่ได้รับความสนใจในรถเก๋งนั่งทั่วไป

 ถ้ากล่าวถึงคำจำกัดความของเครื่องยนต์คอมมอนเรลว่า คือ เครื่องยนต์แบบใช้แรงดันน้ำมันสูงแล้ว เครื่องยนต์คอมมอนเรล หรือต้นแบบของระบบคอมมอนเรล (น้ำมันแรงดันสูง) นั้นมีมานานแล้ว มีมาตั้งแต่เรารู้จัก เรือดำน้ำ ที่ใช้เครื่องดีเซลถ้านับปี ค.ศ. ก็คงจะเป็นตั้งแต่ปี ค.ศ.1916 เป็นเครื่องยนต์ของ Doxford Engines เริ่มผลิตเชิงพาณิชย์มาตั้งแต่ปี 1921 จนถึงปี 1980

 การทำงานของคอมมอนเรลในยุคนั้นเป็นแบบกลไกล้วนๆ มีปั๊มส่งน้ำมันแรงดันต่ำส่งน้ำมันไปที่หัวฉีด เหนือหัวฉีดมีลูกกระทุ้งที่รับแรงกระแทกจากเพลาราวลิ้นเมื่อเครื่องยนต์หมุน ลูกกระทุ้ง จะไปกระแทกกลไกในหัวฉีดให้น้ำมันเกิดแรงดันสูงพุ่งออกเป็นฝอยจากปลายหัวฉีด คอมมอนเรลระบบกลไกนี้มีใช้กันมานานส่วนใหญ่แล้วจะเป็นในเครื่องดีเซลขนาดใหญ่ระบบการทำงานจะถูกเรียกว่า Unit injector

 ส่วนต้นแบบของคอมมอนเรลในปัจจุบันนั้นเกิดขึ้นในปี 1960 โดย Robert Huber จากประเทศสวิตเซอร์แลนด์ ต้นแบบนั้นถูกนำมาพัฒนาปรับปรุงต่อโดย Dr.Marco Ganser จากสถาบัน Swiss Federal Institue of Technology การพัฒนาระบบเชื้อเพลิงดีเซลแบบปั๊มแรงดันสูงมาสำเร็จจนผลิตออกใช้งานในเชิงพาณิชย์กับรถยนต์ได้ก็ตกเอากลางปี 1990

 โดย Dr.Shohei Itoh และ Masahiko Miyaki จากบริษัท เดนโซ่ คอร์ปอเรชั่น (Denso Corperation) ผู้ผลิตชิ้นส่วนรายใหญ่ของอุตสาหกรรมรถยนต์ในญี่ปุ่น ครั้งกระนั้น เด็นโซ่ พัฒนาระบบคอมมอนเรลออกมาเพื่อใช้กับรถบรรทุกขนาดใหญ่ และพบกับความสำเร็จในปี 1995 นำออกขายให้แก่รถบรรทุกฮีโน่ รุ่น Hino Rising Ranger Truck หรือกล่าวได้ว่า เด็นโซ่ คือผู้ผลิตระบบคอมมอนเรล (ในแบบปัจจุบัน) เป็นเจ้าแรกในโลก (รถบรรทุก) ก็ไม่น่าจะผิด (ฮีโน่คือบริษัทลูกของโตโยต้าและโตโยต้าเป็นเจ้าแรกในโลกที่เอามาติดตั้งในรถกระบะหนึ่งตันที่ใช้รหัส คอมมอนเรลว่า D-4D)

 หลังจากนั้นมาระบบคอมมอนเรลที่เกิดจากแนวคิดของเครื่องยนต์ดีเซลในเรือดำน้ำที่เป็นต้นแบบให้แก่วิศวกรชาวสวิสก็ได้รับการปรับปรุงพัฒนาที่จะนำมาใช้งานกับรถจากผู้ผลิตรถยนต์ทั่วโลก ด้วยเงื่อนไขจากความเจริญก้าวหน้าทางเทคโนโลยี พร้อมๆ กับการปรับปรุงคุณภาพการผลิตน้ำมันดีเซลจากผู้ผลิตน้ำมันเชื้อเพลิงระบบคอมมอนเรลจึงพร้อมสมบูรณ์ที่จะนำลงสู่รถเก๋งเป็นครั้งแรก ในปี 1997 ในรถ Alfa Romeo 156 ตามมาด้วยในระยะเวลาที่ห่างกันไม่กี่สัปดาห์ด้วยรถยนต์ เมอร์เซเดส-เบนซ์ Class 220 CDI (หลายๆ คนเอามาคุยว่าเบนซ์เป็น เจ้าแรก ที่ใช้เครื่องยนต์คอมมอนเรลกับรถเก๋ง) ตั้งแต่นั้นมาโลกของเครื่องยนต์ดีเซลจึงเข้าสู่ยุคของคอมมอนเรล หรือเรียกกันอย่างเต็มยศว่า Common Rail Diesel Direct Injection ที่หลายๆ ค่ายผลิตเอาระบบมาใช้งานในชื่อเรียกที่หลากหลายต่างกัน

 สัปดาห์หน้าจะว่ากันถึงการทำงานโดยคร่าวๆ รวมถึงข้อดีข้อด้อยและสารพัดชื่อของคอมมอนเรลที่แต่ละค่ายเรียกขานกัน