เครื่องยนต์สำหรับ NGV

เครื่องยนต์รถยนต์ที่สามารถใช้ก๊าซธรรมชาติได้นั้น หลาย ๆ คนอาจเข้าใจว่าสามารถใช้ได้ทั้งเครื่องยนต์เบนซินและดีเซล ข้อเท็จจริงน่าจะพูดได้ว่าใช้ไม่ได้ทั้งคู่ เพราะเครื่องยนต์ที่ออกแบบมาเป็นเครื่องเบนซิน ก็ยังจำแนกออกไปตามออกเทนที่จะใช้

เครื่องยนต์ที่ออกแบบมาใช้กับออกเทน 91 ก็เหมาะที่จะใช้ 91 จริงอยู่การไปเติมน้ำมัน 95 ก็ยังใช้ได้ แต่ก็เป็นการเสียเงินส่วนเกินไปเปล่า ๆ แต่ถ้าเครื่องยนต์ออกแบบมาเป็น 95 หรือสูงกว่า จะไปใช้ออกเทนต่ำไม่ได้ เพราะเครื่องจะน็อก มีเสียงเขกภายในเครื่องยนต์ เนื่องจากการเผาที่รวดเร็วเกินไปจนเกิดเป็นการระเบิดขึ้นภายในห้องเผาไหม้ ซึ่งถ้ารุนแรงมากก็จะทำให้ลูกสูบแตกหรือปะเก็นฝาสูบแตกได้ ส่วนในทางกลับกัน เครื่องยนต์ที่ไปใช้น้ำมันออกเทนสูง ๆ เช่น การเอาน้ำมันเครื่องบินลูกสูบที่มีออกเทนสูงถึง

การใช้เชื้อเพลิงที่ไม่ตรงวัตถุประสงค์ ย่อมมีผลเสียซ่อนอยู่ แต่เมื่อเกิดมีการชำรุดกับเครื่องยนต์ แทนที่จะเข้าถึงปัญหา กลับโทษว่าเป็นเพราะเหตุนั้นเหตุนี้ เช่น สมัยก่อน ๆ ที่เกิดวิกฤติน้ำมันเมื่อยี่สิบกว่าปีมาแล้วก็ได้มีการหนีมาใช้แก๊สหุงต้มกันเป็นจำนวนมาก ซึ่งเครื่องยนต์ในสมัยนั้นก็ยังเป็นเครื่องยนต์ชนิดไม่ฉลาด ไม่สมาร์ทการ์ดเหมือนอย่างทุกวันนี้ เป็นระบบคาร์บูเรเตอร์เสียเกือบทั้งหมด เมื่อเปลี่ยนมาใช้ก๊าซ ก็เพียงแต่หาที่เจาะรูเข้าไปในซอกข้าง ๆ แถว ๆ เวนจูรี่ (อุปกรณ์รีดอากาศเพื่อให้เกิดแรงดันต่ำในส่วนที่จะจ่ายเชื้อเพลิงเข้าไป) แต่การทำดังนี้ มันก็มีผลเสียอยู่ เพราะ คาร์บูเรเตอร์เกือบทั้งหมดมีสองลิ้นอากาศ คือ ส่วนที่หนึ่ง ใช้ในขณะเครื่องยนต์รอบต่ำ และใช้แรงม้าน้อย

ในส่วนที่สองเรียกว่าลิ้นสองนั้น จะเป็นช่องอากาศที่ใหญ่กว่าจะทำงานก็เมื่อเครื่องยนต์ใช้รอบสูง มันจะมีตัวบังคับให้ลิ้นปีกผีเสื้อเปิด เพื่อเพิ่มส่วนผสมให้กับเครื่องยนต์ ในส่วนนี้ก็เป็นปัญหาสำหรับการติดตั้งระบบจ่ายก๊าซแล้ว เพราะไม่สามารถต่อพ่วงใช้กับลิ้นที่สองได้ ส่วนมากนายช่างเกอะทั้งหลาย จะทำการยกเลิกระบบไปเสีย เหลือเพียงลิ้นเดียว จริงอยู่ รถวิ่งได้แน่ แต่อย่าไปหาแรงม้าจากเครื่องยนต์อีก เพราะแรงม้าจะเหลือไม่ถึงครึ่ง ดังนี้เมื่อผ่านพ้นวิกฤติเรื่องน้ำมันได้แล้ว ก็พากันถอดทิ้งกันหมด จะเหลืออยู่ก็เพียงรถแท็กซี่หรือรถสามล้อตุ๊กตุ๊ก ที่ยังคงใช้ไป

สำหรับก๊าซธรรมชาติที่มีออกเทนนัมเบอร์อยู่ที่ 120 นับว่าสูงมาก สำหรับเครื่องยนต์ที่ออกแบบมาใช้กับน้ำมันเบนซินชนิด 91 หรือ 95 จึงทำงานไม่ได้ประสิทธิภาพ ถ้าจะเป็นเครื่องยนต์สำหรับ NGV โดยเฉพาะ จะต้องมีส่วนอัตรากำลังอัดที่ประมาณ 13-14 : 1 จึงจะเรียกได้ว่าเหมาะสม แต่เครื่องยนต์ที่มีกำลังวัดประมาณนี้ ไม่สามารถกลับมาใช้น้ำมันเบนซินได้ เพราะจะมีอาการน็อกมากจนไม่สามารถใช้งานได้เลย ในส่วนของกำลังอัดของเครื่องยนต์ เป็นระบบแมคคานิกที่ไม่สามารถปรับไปมาได้จากการกดปุ่มบังคับ เมื่อสร้างขึ้นมาในสภาวะใดก็คงอยู่ในสภาวะนั้น ๆ เครื่องยนต์จึงต้องเป็นจำเพาะของเชื้อเพลิงที่จะใช้การแก้ไขด้วยการเพิ่มไฟแก่กับระบบจุดระเบิด เป็นเพียงปรับปรุงให้ดีขึ้นได้เพียงเล็กน้อยเท่านั้นเอง นอกจากนี้ยังติดไฟยาก และต้องการส่วนผสมที่ตรงพอดีจึงจะจุดติด ในส่วนนี้ระบบควบคุมการจ่ายเชื้อเพลิง ต้องมีความแม่นยำ ส่วนมากก็ต้องเป็นระบบหัวฉีด ก๊าซ และเนื่องจากต้องใช้ปริมาณมาก เพราะส่วนผสมระหว่างอากาศกับแก๊สธรรมชาติ อยู่ที่ประมาณ 1:10 โดยปริมาตร จึงต้องใช้หัวฉีดชนาดใหญ่มาทำหน้าที่นี้ นั่นหมายถึงหัวฉีดที่ต้องใช้กระแสสูง เพื่อดึงวาล์วขนาดใหญ่ให้ทำการยกเพื่อจ่ายก๊าซ แรงกระแทกของหัวฉีดมีมากจนคาดว่าอายุใช้งานมีจำกัด

ระบบฉีดก๊าซที่ติตตั้งขึ้นภายหลัง ก็ยังคงต้องใช้อุปกรณ์ร่วมกับระบบควบคุมที่ติดตั้งมากับเครื่องยนต์ ไม่สามารถติดตั้งระบบต่างหากทั้งชุดได้ เพราะบางพื้นที่ในส่วนรับสัญญาณจากเครื่องยนต์ ไม่สามารถติดตั้งซ้อนเข้าไป เช่น ตำแหน่งลิ้นปีกผีเสื้อ ที่อุปกรณ์เดิมมีอยู่แล้ว อีกทั้งแต่ละรุ่น แต่ละยี่ห้อรถ ทำมาไม่เหมือนกัน ไม่สามารถใช้อุปกรณ์ชนิดเดียว ร่วมกันได้ ปัญหาเล็ก ๆ เหล่านี้แท้จริงคือปัญหาใหญ่ การออกแบบชุดอุปกรณ์จึงต้องสร้างจำเพาะรุ่นรถจะสังเกตเห็นได้ว่า รถที่ใช้ NGV ในเมืองไทย 90% เป็นโตโยต้า อัลติส สำหรับรถรุ่นอื่น ๆ เขาไม่ได้นำเข้าอุปกรณ์กัน ถึงจะนำเข้ามาเอง ก็ไม่สามารถ หรือก็ยากที่ผ่านการตรวจสอบจากบริษัทเจ้าของก๊าซ เมื่อตรวจไม่ผ่านก็ไม่ได้บัตรอนุญาตให้เติมก๊าซได้ ในส่วนนี้ก็มีความดี ตรงที่ว่า สามารถลดอันตรายจากการติดตั้งที่ไม่เหมาะสม และเกิดอุบัติเหตุที่เคยมีมาแล้ว แต่ในด้านของการพาณิชย์ก็คือ การผูกขาดธุรกิจนั่นเอง

สำหรับการติดตั้ง NGV กับเครื่องยนต์ดีเซล ในส่วนนี้ก็เป็นได้เพียงเชื้อเพลิงเสริม เพราะเป็นเครื่องยนต์ที่มีการทำงานตรงข้ามกันโดยสิ้นเชิง เครื่องยนต์ดีเซลเป็นเครื่องยนต์ที่ใช้กำลังอัดสูง ตั้งแต่ 17:1 ขึ้นไป เพื่อให้อากาศในห้องเผาไหม้มีความร้อนสูงพอเมื่อฉีดเชื้อเพลิงดีเซลที่มีจุดติดไฟที่ 2500 C เชื้อเพลิงจะลุกไหม้ทันที ดังนี้เมื่อผสมอากาศกับก๊าซเข้าไปก็ต้องคุมอุณหภูมิไม่ให้สูง จนส่วนผสมติดไฟเองได้ ไม่เช่นนั้นก็จะเกิดการชิงจุด และเกิดการน็อกจากแรงระเบิด ในส่วนตรงนี้จึงมีความละเอียดอ่อนมาก จนเรียกได้ว่าต้องใช้ระบบคอมพิวเตอร์ควบคุม มิฉะนั้นก็ไม่สำเร็จ อีกทั้งถ้าควบคุมอากาศให้เข้าเครื่องยนต์น้อยลงด้วยลิ้นปีกผีเสื้อ กำลังอัดแท้จริงก็จะลดลงจนต่ำกว่าเกณฑ์ของเชื้อเพลิงดีเซลจะติดไฟได้ เครื่องยนต์ก็จะเกิดการสะดุดดับ และมีควันมากจากการเผาไหม้ไม่หมด ดังนี้เมื่อเครื่องยนต์อยู่ในรอบเดินเบาจนถึงประมาณ 30% แรงม้า ต้องใช้ดีเซลล้วน ๆ ต่อจากนี้จึงเพิ่มก๊าซเข้าไป ซึ่งก็อาจหมิ่นเหม่ต่อการชิงจุด ทำให้เครื่องยนต์น็อก

การน็อกของเครื่องยนต์ดีเซล จะมีความรุนแรง เพราะกำลังอัดสูง เมื่อเกิดการระเบิดภายใน จึงมีความรุนแรงถึงขนาดแหวนลูกสูบหักหรือลูกสูบแตก ถ้าผู้ที่มีความคุ้นเคยกับการล่อน้ำมันเบนซินเข้าท่อไอดี เพื่อช่วยสตาร์ทเครื่องยนต์ที่มีความหลวมในกระบอกสูบจนกว่ากำลังอัดไม่พอสตาร์ทติด การฉีดสเปรย์เบนซินเข้าไปในไอดีในขณะที่กำลังสตาร์ท ก็จะช่วยให้เครื่องยนต์ติดได้ แต่ก็ต้องเลี่ยงกับเครื่องพัง เพราะมันจะน็อกเสียงดังมากและต้องหยุดฉีดเบนซินทันที

การเติมก๊าซ NGV เข้าทางท่อไอดีกับเครื่องยนต์ดีเซล ก็ยังเป็นความฝันของวิศวกรที่กำลังปรับปรุงกันอยู่ในต่างประเทศ

สำหรับประเทศไทย ก็ได้มีการประกาศกันแล้วว่าทำได้ ผมเคยตามไปดูตามที่เขาโฆษณา เห็นแล้วต้องเดินหนี เพราะไม่ได้มีอุปกรณ์รายละเอียดอันใดที่จะเห็นว่าพอใช้ได้ ที่เขาทำขึ้นมาก็คือการจ่ายเข้าที่ท่อไอดี เมื่อเครื่องยนต์เร่งขึ้นถึง 2,500 รอบแล้ว และตัดการทำงานที่ 3,500 รอบ ก็ใช้อยู่ในช่วงความเร็วเครื่องยนต์ที่ 1,000 รอบเท่านั้น และระหว่างการจ่ายก๊าซเข้าไป เครื่องยนต์ก็จะเร่งเอง ไม่สามารถควบคุมอย่างละเอียดจากคันเร่ง ก็เป็นแค่เร่งสุดกับเบาสุด ถ้าเป็นแบบนี้ผู้ที่จะสามารถใช้รถคันนี้ได้ ก็ต้องค่อนข้างมีความรู้ทางวิศวกรรม จึงจะสามารถบังคับรถได้ อีกทั้งส่วนที่จะใช้ NGV มีอยู่ในส่วนเล็กน้อย อาจลดดีเซลลงได้ 20-30% จึงไม่มีความคุ้มค่ากับการใช้งาน

รถที่น่าจะเหมาะสมกับการใช้ NGV ก็คือรถประจำทางที่มีการวิ่งบนเส้นทางที่แน่นอน สามารถตั้งสถานีเติมก๊าซที่จุดพักรถ อีกทั้งยังมีพื้นที่ว่างบนตัวรถที่ไม่ได้ใช้ประโยชน์มากพอที่จะติดตั้งถังก๊าซหลาย ๆ ลูกได้ ก็ได้มีการทดลองใช้กันมานานแล้ว สุดท้ายที่เห็นก็คือรถบัสสีขาวที่ข้างรถเขียนว่า NGV รถเหล่านี้มีวิ่งอยู่หลายสิบคัน เป็นรถ BENZ กับรถ MAN ก่อนหน้านั้นก็เคยมีบริษัททางนิวซีแลนด์เคยมาทดลองให้กับ ขสมก. ตั้งแต่ยี่สิบกว่าปีที่แล้ว แต่คาดว่าคงมีปัญหาก็เลยไม่ได้รับสัมปทานการติดตั้ง

ส่วน NGV บัสรุ่นสุดท้าย ก็เห็นอยู่หลาย ๆ ปี อาจถึงสิบปีไปแล้ว แต่ก็มีอยู่เท่านั้น ไม่ได้งอกเงยขึ้นมา ผมก็ซอกแซกไปสืบถามดู ก็ได้ความว่า มีค่าบำรุงรักษาสูง ไม่คุ้ม ไม่สะดวก หาคนซ่อมไม่ได้ ต้องจ้างนายช่างต่างประเทศไว้คอยดูแล แค่ตรงนี้ก็เสร็จแล้ว เพราะพวกนี้กินเงินเดือนสูง นอกจากนี้ชิ้นส่วนอะไหล่ของเครื่องยนต์ ก็เป็นชิ้นส่วนสร้างขึ้นจำเพาะจึงมีราคาแพง ส่วนที่ประหยัดจากเชื้อเพลิงก็มาเสียหายในส่วนซ่อมบำรุง ในที่สุดก็ไม่สามารถเติบโตได้

เท่าที่ได้นำมาเล่าสู่กันเพื่อเป็นความรู้ และให้ได้พิจารณาก่อนที่จะตัดสินใจไปติดตั้งระบบก๊าซ ไม่ใช่ว่าผมมีอคติกับก๊าซ NGV ผมเองก็อยากประหยัด เพราะปกติเป็นคนใช้รถมาก ซึ่งแต่ก่อนเกือบถือได้ว่าอยู่บนรถมากกว่าอยู่บ้านเสียอีก บางครั้งอยู่บนรถรวดเดียว 48 ชม. ก็เคยหลายครั้ง เช่น การลงแข่งแรลลี่เอเชียครั้งที่ 1 ที่วิ่งจากประเทศลาว ผ่านประเทศไทย ประเทศมาเลเซีย จนสิ้นสุดที่สิงคโปร์ ในครั้งนั้นจำได้ว่าใช้เวลาทั้งสิ้นประมาณ 44 ชม.รวด สรุปได้ว่าได้จ่ายค่าเชื้อเพลิงรถยนต์มากกว่าอาหารการกินของตัวเอง ถ้าสามารถลดรายจ่ายในส่วนนี้ได้ ก็คงไม่จนอย่างนี้ ถ้าว่ากันถึงการค้นคว้าทดลองผมก็กระทำอยู่เสมอ ๆ ได้ผลบ้าง ไม่ได้ผลบ้าง หรือได้ผลดีแต่ไม่คุ้มกับการลงทุน ก็ยังต้องชะลอการกระทำไว้ก่อน หวังว่าวันหนึ่งอาจได้เครื่องยนต์ชนิดใหม่ที่ประหยัด และไม่ยุ่งยากขึ้นมาก็ได้ ก็ต้องอดใจรอกันต่อไป

บรรณาธิการ : อภิชาติ ฟุ้งลัดดา ภาพ : กองบรรณาธิการกรังด์ปรีซ์
แหล่งที่มา : www.grandprixgroup.com