เทอร์โบชาร์จ | คมชัดลึก

แม้แต่ในเครื่องบินบางชนิดที่ใช้เครื่องยนต์สันดาปภายในเป็นตัวขับเคลื่อนก็ยังต้องใช้เทอร์โบชาร์จเข้าช่วย  มีเพียงส่วนน้อยเท่านั้นที่ยังใช้เครื่องอัดอากาศแบบ Compressor  เป็นตัวช่วยเช่น รถเบนซ์ในบางรุ่น

 ถ้ามีคำถามว่าทำไมผู้ผลิตเครื่องยนต์จึงนิยมใช้ เทอร์โบชาร์จ มากกว่า ซูเปอร์ชาร์จ ก็ต้องตอบกันว่าเทอร์โบชาร์จมีต้นทุนการผลิตที่ถูกกว่า การนำมาใช้งานหรือติดตั้งให้แก่เครื่องยนต์ก็ทำได้ง่ายกว่าประสิทธิภาพที่ได้ก็ดีกว่า โดยเฉพาะเรื่องการประหยัดน้ำมัน อย่างที่เขียนไปแล้วครับว่า ซูเปอร์ชาร์จหรือคอมเพรสเซอร์ จะทำงานได้ก็ต้องอาศัยกำลังงานจากเครื่องยนต์โดยตรง  การที่จะต้องทำให้ซูเปอร์ชาร์จทำงานได้แรงม้าเพิ่มขึ้น เครื่องยนต์ก็ต้อง เสียแรงม้า ไปส่วนหนึ่งประมาณ 10% เช่น ซูเปอร์ชาร์จในเครื่องยนต์ตัวหนึ่งสามารถเพิ่มกำลังได้เป็นสองร้อยแรงม้า เครื่องยนต์ต้องใช้แรงม้าเพื่อการนั้นไปประมาณ 20 แรงม้า

 แต่กับเทอร์โบที่ทำงานด้วย ไอเสีย (ของเสียที่ทิ้งแล้ว) มาเป็นตัวทำให้เทอร์โบสร้างแรงม้าเพิ่มขึ้น เครื่องยนต์จึงไม่ต้องเสียแรงม้าเพื่อให้เทอร์โบปั่นม้าออกมาแต่อย่างใด  นอกจากนั้นการเลือกใช้เทอร์โบก็มีขอบเขตที่กว้างขวางกว่าซูเปอร์ชาร์จ เช่น เพิ่มหรือลดขนาดของตัวเทอร์โบ เพิ่มหรือลดจำนวนของตัวเทอร์โบ

 แม้ว่าเทอร์โบชาร์จเจอร์จะเป็นที่นิยมใช้แพร่หลายมากกว่าซูเปอร์ชาร์จ เทอร์โบก็ยังมีจุดอ่อนหรือข้อด้อยที่ผู้ใช้จะต้องหมั่นดูแลเอาใจใส่อย่างเข้มงวด ผมได้บอกไปแล้วว่าเทอร์โบทำงานด้วยไอเสียที่ถูกเผาไหม้แล้ว และไอเสียนั้นจะมาทำหน้าที่ให้ใบพัดตัวหนึ่งหมุน (พูดง่ายๆ ก็ตัวขับหรือตัวกำลัง) ใบพัดจากตัวขับนี้จะต่อติดกับ แกนโลหะเล็กๆ เพื่อถ่ายทอดการหมุนไปยังใบพัดอีกตัวหนึ่งที่เรียกง่ายๆ ว่าตัวอัดและดูดอากาศ แกนโลหะที่มีขนาดพอๆ กับดินสอเขียนจะหมุนด้วยความเร็วเต็มที่มากกว่าแสนรอบต่อนาที เมื่อเครื่องยนต์ต้องการแรงม้าสูงสุด

 การที่แกนเทอร์โบหมุนด้วยความเร็วสูง จึงเกิด ความร้อนสะสมที่แกน และใบพัดไอเสียที่เป็นตัวขับก็รับความร้อนจากไอเสียมาแบบเต็มๆ ความร้อนที่สะสมที่แกน ที่เสื้อของใบพัด (หอยโข่ง) จึงสูงตามไปด้วย จึงจำเป็นที่จะต้องมีการระบายความร้อนด้วย น้ำมันเครื่อง  ออกไปจากทั้งตัวหอย (เสื้อเทอร์โบ) และแกนโลหะ 

 น้ำมันเครื่องนี้ได้มาจากน้ำมันเครื่องของเครื่องยนต์ การเลือกใช้น้ำมันเครื่องสำหรับเครื่องยนต์เทอร์โบจึงต้องพิถีพิถันในการเลือกให้ได้น้ำมันที่ดีที่สุด เช่น น้ำมัน เครื่องสังเคราะห์ และแม้ว่าได้น้ำมันเครื่องที่ดีมาแล้วก็ต้องดูแลสภาพของน้ำมันเครื่องให้สะอาดอยู่ตลอดเวลา

 ที่ง่ายที่สุดก็คือ ต้องเปลี่ยนน้ำมันเครื่องตามที่กำหนดไว้พร้อม กรองน้ำมันเครื่อง ในเครื่องยนต์ปัจจุบันทั้งเครื่องเบนซินหรือดีเซลเป็นเครื่องยนต์รอบจัด ความร้อนที่เกิดจากการทำงานของเครื่องยนต์จึงมีสูงและส่งผลไปยังเทอร์โบด้วย แต่โชคดีที่เทคโนโลยีในการผลิตปัจจุบันทำให้เทอร์โบนำระบบระบายความร้อนด้วยน้ำจากเครื่องยนต์เข้ามาเป็นตัวช่วยอีกทางหนึ่ง ปัญหาเรื่องเทอร์โบจะร้อนจนทำให้อายุการใช้งานสั้นจึงน้อยลง

 นอกจากน้ำมันเครื่องที่จะต้องระมัดระวังดูแลแล้ว กรองอากาศ ก็เป็นชิ้นส่วนที่สำคัญที่จะต้องตรวจตราอย่างเข้มงวดถึงการอุดตันหรือฉีกขาด เพราะถ้ากรองตันเทอร์โบจะดูดอากาศไม่เข้า ทำให้เกิดสุญญากาศในตัวหอยโข่ง สุญญากาศที่เกิดขึ้นทำให้ซีลกันน้ำมันเครื่องที่นำมาใช้หล่อแกนใบพัดเสียหายอายุงานของเทอร์โบก็จะสั้นลง

  กรองอากาศฉีกขาด หรือรั่วซึมทำให้ฝุ่นละอองเล็ดลอดเข้าสู่ห้องเผาไหม้ได้เป็นอันตรายอย่างยิ่งต่อเทอร์โบ กล่าวกันว่าเมื่อเทอร์โบทำงานเต็มที่จะดูดอากาศและอัดอากาศเข้าสู่ห้องเผาไหม้นั้น การไหลของอากาศ มีความเร็วเท่าๆ กับความเร็วของเสียงเลยทีเดียว  ความเร็วของอาการไหลอากาศขนาดนี้ถ้ามีเม็ดทรายเพียงเม็ดเดียวหลุดลอดเข้าไปถึงใบพัดตัวดูดตัวอัด ใบพัดนั้นจะแตกกระจายเป็นชิ้นก่อความเสียหายทั้งเทอร์โบและตัวเครื่องยนต์ ก็ต้องระมัดระวังกันเอาไว้

 มีคำถามอยู่บ่อยครั้งว่ารถที่ใช้เทอร์โบแล้วจำเป็นต้องติดตั้งอุปกรณ์ที่เรียกว่า เทอร์โบไทม์เมอร์ ถ้าเอาคำจำกัดเฉพาะว่า จำเป็นไหม ก็ต้องตอบว่า ไม่จำเป็น แต่ถ้าถามว่าควรจะติดไหม หรือติดแล้วจะเกิดผลดีผลเสียอย่างไรบ้าง

 คำตอบก็คือแล้วแต่ความสะดวก แม้ว่าเทอร์โบจะมีความร้อนสะสมสูง แต่การระบายความร้อนออกไปก็มีตัวช่วยสองตัวคือ น้ำและน้ำมันเครื่อง นอกจากนั้น ท่อร่วมไอเสีย ของรถยนต์ในปัจจุบันส่วนมากแล้วจะ ไม่ใช้เหล็กหล่อ เหมือนรุ่นเก่าที่คลายความร้อนได้ช้า แต่เปลี่ยนมาใช้ เหล็กเหนียวพิเศษ ที่เรียกกันว่าเฮดเดอร์ที่ระบายความร้อนได้ดีกว่ารวดเร็วกว่า การติดเทอร์โบไทม์เมอร์ เพื่อพักเครื่องให้อยู่ในตำแหน่งเดินเบาสักชั่วขณะจึงไม่สู้ที่จะมีความจำเป็นมากนัก แต่ถ้าจะติดหรือไม่ติดก็ต้องระวังไว้ว่าเทอร์โบทำงานด้วยแกนใบพัดที่หมุนด้วยความเร็วสูงมากกว่าแสนรอบ การที่จะดับเครื่องทันทีทันใดนั้นต้องเข้าใจว่าเมื่อเครื่องหยุดการทำงานแกนใบพัดยังคงหมุนด้วยแรงเฉื่อยด้วยความเร็วสูง แม้ความเร็วของแกนจะลดลงจนถึงจุดหยุดนิ่งในชั่วเวลาไม่นานนัก แต่ในขณะที่หมุนด้วยแรงเฉื่อยแกนเทอร์โบก็ยังต้องใช้น้ำมันเครื่องมาหล่อลื่นอยู่ตลอดเวลา

  เมื่อเครื่องดับปั๊มน้ำมันเครื่องจะหยุดทำงานทันที น้ำมันเครื่องก็จะไม่มีฉีดจ่ายไปตามระบบเช่นเดียวกับการปิดไฟ การขาดการหล่อลื่นแม้จะช่วงเวลาสั้นๆ แต่บ่อยครั้งเข้าแกนเทอร์โบจะสึกหรอ เมื่อสึกมากเข้าการหมุนของใบพัดทั้งสองใบก็จะเสียสมดุล เทอร์โบจะเสียหาย

 ถ้าติดตั้งเทอร์โบไทม์เมอร์ปัญหานี้ก็จะหมดไป แต่ถ้าไม่ติดตั้งก็แก้ไขด้วยวิธีการง่ายๆ โดยการติดเครื่องเดินเบาทิ้งไว้ประมาณ 15 วินาที ในรอบเครื่องยนต์เดินเบาแรงดันไอเสียไม่มากพอที่จะปั่นใบพัดให้ทำงาน เวลา 15 วินาที มากพอที่แรงเฉื่อยของแกนเทอร์โบจะหยุดนิ่งสนิทแล้วจึงปิดสวิตช์ดับเครื่อง ฝึกให้ชิน ฝึกจนเป็นนิสัยก็ไม่ต้องไปเสียเงินติดตั้งไทม์เมอร์ อายุการใช้งานของเทอร์โบก็จะยาวนานตามที่ควรจะเป็น

 เรื่องของเทอร์โบยังมีรายละเอียดที่น่ารู้อีกมาก เช่น เทอร์โบแปรผัน อินเตอร์คูลในปัจจุบันและเทอร์โบพันธุ์ผสม (Hybrid turbo) ที่เป็นนวัตกรรมใหม่ เมื่อโอกาสอำนวยจะนำมาบอกกล่าวกัน