การแข่งขันในเรื่องความประหยัดน้ำมันและการรักษาสิ่งแวดล้อม อันเข้มงวดของทั่วโลก ส่งผลให้บริษัทรถยนต์ชั้นนำทั้งหลาย ต้องหาเครื่องยนต์รูปแบบใหม่ๆมาตอบลูกค้า หนึ่งในนั้น คือ เครื่องยนต์ 3 สูบแถวเรียง ที่มีขายมากมายในรถยนต์อีโค่คาร์
และในขณะที่ทุกคนเชื่อว่ายังไงเสียเครื่องยนต์ 4 สูบ แถวเรียงขับได้ดีกว่า ตลอดจนเรายังคุ้นเคยกับพวกมันมากวก่า วันนี่เราจะมาสำรวจอีกด้านว่า ทำไม บริษัทรถยนต์จึงพยายามปรนเปรอคุณด้วยเครื่องยนต์แบบ 3 สูบแถวเรียงกัน
ที่มาของเครื่องยนต์ 3 สูบ เพิ่งจะมานิยมในช่วง 5-6 ปีทีผ่านมา ในไทย เครื่องยนต์ 3 สูบ ยุคใหม่ เริ่มจาก Nissan ผู้ริเริ่มรถยนต์ในกลุ่มอีโค่คาร์ จากนั้น เครื่องยนต์ 3 สูบ ก็ออกมาให้เห็นเรื่อยๆ อย่างต่อเนื่อง จนวันนี้เริ่มคุณเคยบ้างแล้วในไทย
จุดเริ่มต้นที่ทำให้เครื่องยนต์ 3 สูบ นั้นถือกำเนิดขึ้นจนเป็นที่นิยม มาจากการวิศวกรรมอันนำสมัยในยุคนี้ ซึ่งสามารถเอาชนะเรื่องการสั่นสะท้านของเครื่องยนต์ 3 สูบที่เป็นปัญหาในอดีต รวมถึงการจัดการจังหวะจุดระเบิดในแต่ละสูบให้มีความเหมาะสมมากขึ้น ซึ่งเดิมทีเครื่องยนต์ 4 สูบ ทำได้ดีกว่า เนื่องจาก 1 สูบ จะรับผิดชอบ 1 จังหวะการทำงานไปเลย
แนวคิดเครื่องยนต์ 3 สูบนั้นเริ่มได้การพิสูจน์ว่าเป็นประโยชน์ จากเรื่องประสิทธิภาพในการใช้น้ำมัน โดยเฉพาะเมื่อคุณเหลือเพียง 3 สูบ เครื่องยนต์จะจ่ายน้ำมันน้อยลงกว่าเดิมจาก 1 สูบที่หายไป แม้ว่าถ้าเทียบให้เครื่องยนต์มีขนาดเท่ากันในเครื่องยนต์ 4 สูบ จะต้องมีขนาดห้องเผาไหม้ ลูกสูบ รวมถึง หัวฉีดโตกว่า ถ้าต้องการทำให้ได้กำลังเท่ากัน
ทว่าจากการพิสูจน์มายาวนาน
บริษัทรถยนต์ค้นพบว่า อย่างไรเสียก็สามารถทำอัตราประหยัดได้ดีกว่า มีประสิทธิภาพในการขับขี่ที่ดีกว่า
จนถ้าให้นำรถที่มีขนาด น้ำหนักเท่ากัน มาขับในทางเดียวกัน ยังไงเสียเครื่องยนต์ 3
สูบ จะประหยัดน้ำมันกว่าในภาพรวมการขับขี่
ประเด็นแรกที่เครื่องยนต์ 3 สูบ ทำอัตราประหยัดได้ดีกว่า จนน่าประหลาดใจ แม้ว่าหลายคนจนะไม่ชอบเสียจากปลายท่อของมัน คือเรื่องแรงเสียดทานในเครื่องยนต์ที่น้อยกว่า
แรงเสียดทานในเครื่องยนต์มาจาก ชิ้นส่วนต่างที่อยู่ในเครื่องยนต์ เช่น ลูกสูบ ข้อเหวี่ยง และอีกต่างๆ มากมายที่เล่าให้ฟัง คงยาวเป็นหางว่าวแน่แท้ การตัดอีก 1 สูบ ออกไป ทำให้ลดภาระชิ้นส่วนที่ต้องทำงานด้วยกันไปได้เปราะหนึ่ง ราวกับรถไฟตัดตู้โบกี้หายไป 1 ตู้ แล้ววิ่งแล่นได้เร็วขึ้น
ขุมพลัง 3 สูบ ก็ไม่ได้ต่างจากนั้น เสียเท่าไร เมื่อหายไป 1 สูบ แรงเสียดทานจากชิ้นส่วนก็น้อยลงตามไปด้วย ส่งผลให้เครื่องยนต์ทำงานได้ไหลลื่นขึ้น ทั้งที่เครื่องยนต์มีขนาดไม่ต่างจาก 4 สูบ ที่เรารู้จักกันดี
นอกจากนี้ 1
สูบ ที่หายไป ยังหมายถึงน้ำหนักของเครื่องยนต์ที่เบาลงด้วยประมาณหนึ่ง ราว 10-20
กิโลกรัม ตามที่มีการพูดคุยในฟอรัมนักต่างรถในต่างประเทศ
อาทิเช่น เครื่องยนต์ HR16DE กับเครื่องยนต์ HR12DE ของนิสสัน มีน้ำหนักต่างกันประมาณหนึ่ง ซึ่งส่วนสำคัญมาจากความยาวชุดเพลาสูบเบี้ยวสั้นลง น้ำหนักที่หายไป จากลูบสูบและชุดวาล์วที่ถูกตอนออกไป รวมถึงจากความยาวของบล็อกเครื่องยนต์ที่สั้นลงด้วย
และเมื่อเหลือเพียง 3 สูบ นั่นทำให้เครื่องยนต์มีขนาดเล็กลง โดยเฉพาะในเรื่องมิติความยาวของเครื่อง จุดศูนย์รวมน้ำหนักจึงสามารถถูกจัดวางไว้ในตำแหน่งที่วิศวกรต้องการมากขึ้น รวมถึงน้ำหนักเปล่าของรถน้อยลงตามไปด้วย อันเป็นส่วนสำคัญต่อเรื่องของภาระการทำงานของเครื่องยนต์ในระหว่างการขับขี่
แต่สำหรับผู้ใช้แล้ว นอกจากประโยชน์ในเรื่องความประหยัดน้ำมัน ซึ่งเป็นอานิสงค์จากจำนวนสูบและน้ำหนักที่น้อยลงไปแล้ว ในระยะยาวเรื่องค่าดูแลรักษาของเครื่องยนต์ก็ถือว่าต่ำกว่า เมื่อต้องรื้อดูแลรักษาประจำในระยะยาว ส่วนผู้ผลิตรถยนต์เองก็ประหยัดต้นทุนจากการตอน 1 สูบ ที่หายไปหลายพันบาทในแง่ความเป็นจริง และตรงกับคุณลักษณะในการใช้งานในเมือง ซึ่งไม่ได้ต้องการความเร็วในการขับขี่มากมายนัก
รวมถึงในอนาคตยังสามารถปรับเครื่องยนต์ ให้มีคุณลักษณะบางประการ
อาทิการติดตั้งระบบหยุดการทำงานของบางสูบ ซึ่งจะแปลงเครื่องยนต์ 3 สูบ ให้เลือกเพียง
2 สูบ อันจะยิ่งทวีความประหยัดน้ำมันไปด้วยทางหนึ่ง
ถึงแม้จะมีข้อดีของเครื่องยนต์ 3 สูบมากมาย หากในอีกด้านของสมการ หลายคนยังรู้สึกอาจจะไม่ชอบใจนักกับเครื่องยนต์ 3 สูบ ที่ถูกยัดเยียดเข้ามาในรถยนต์ขนาดเล็กทั้งหลาย
ประการแรก เครื่องยนต์ดูสะดุดเวลาทำงานในรอบต่ำหรือเดินเบา สาเหตุเรื่องนี้มาจากการวิศวกรรมของเครื่องยนต์ 3 สูบ ซึ่งจะไม่สามารถทำให้จุดระเบิดได้ต่อเนื่อง 1 สูบ 1 จังหวะ และนั่นทำให้วิศวกรต้องอกแบบให้ข้อเหวี่ยงทำการจุดระเบิดทุกๆ ที่หมุนถึง 120 องศา (หมุนเต็มรอบคือ 360 องศา) หรือบางทีอาจจะเรียกว่าเดินครึ่งจังหวะ เครื่องสามสูบจะจุดระเบิดทุก 1-3-2 ทำให้ความรู้สึกเวลาเดินรอบต่ำจะมีอาการสะดุดเล็กจนพอรู้สึกได้ว่า มันไม่ลื่นเหมือนเครื่องยนต์ 4 สูบ
ข้อต่อมา เครื่องยนต์ 3 สูบ มีกำลังน้อยกว่าอย่างไม่ต้องสงสัย โดยเฉพาะเมื่อคุณตอน 1 สูบออกไป หมายความว่าเครื่องยนต์มีพื้นที่จุดระเบิดให้กำลังน้อยลงไปด้วยกำลังที่ได้ก็ย่อมน้อยลงตามไปด้วย
ในทางหนึ่งเครื่องยนต์สามสูบจะมีกำลังน้อยกว่า
แต่กลับมีแรงบิดดีกว่า เช่นเครื่องยนต์ Nissan
HR12DE ที่ใช้ใน
Nissan march จะมีกำลังสูงสุด 78 PS ที่
5,800 รอบต่อนาที แต่มีแรงบิดสูงสุด 110 นิวตันเมตร ที่4,000 รอบต่อนาที กลับกันเครื่องยนต์
4 สูบ 1.2 ลิตรเท่ากัน Honda L12A มีกำลังสูงสุด
90 PS และมีแรงบิด 114 นิวตันเมตร ที่ 4,900 รอบต่อนาที
คุณจะเห็นชัดว่ากำลังแรงบิดเครื่องยนต์นั้นไม่ได้ต่างกันมาก และเครื่องยนต์ 3 สูบ มีกำลังแรงบิดสูงสุดรอบเครื่องยนต์ที่ต่ำกว่า แต่แรงกำลังเครื่องยนต์ด้อยกว่ามาก ถึง 12 แรงม้า มันมากพอ สำหรับคำว่าความมั่นใจในการขับขี่โดยเฉพาะเวลาเร่งแซงเลนสวน
ทำให้เวลาขับรถเครื่อง 3 สูบ จะต้องย่ำคันเร่งเยอะกว่าเครื่องยนต์ 4 สูบ และใช้รอบเครื่องยนต์สูง เพื่อให้ได้การเร่งแซงมั่นใจ นับเป็นอีกข้อด้อยสำคัญของเครื่องยนต์ 3 สูบ
ดังนั้น ถ้าสรุปจุดดี-จุดด้อย ของเครื่องยนต์ ทั้ง 2 แบบ ออกมา จะพบว่า
ตารางเปรียบเทียบ จุดดี-จุดด้อย เครื่องยนต์ 3 สูบ และ 4 สูบ
เครื่องยนต์ 4 สูบ เครื่องยนต์ 3 สูบ
ข้อดี
1.คุ้นเคยในการใช้งาน
2.เครื่องยนต์เดินเรียบ
3.มีกำลังเครื่องยนต์มากกว่า
1.ประหยัดน้ำมันมากกว่า 2.ปล่อยไอเสียน้อยกว่า 3.สามารถต่อยอดด้วยเทคโนโลยีใหม่ทำให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น
4.ค่าบำรุงรักษาต่ำกว่า
ข้อด้อย
1.กินน้ำมันมากกว่า
2.ปล่อยไอเสียเยอะกว่า 3.ค่าบำรุงรักษามากกว่า 1.เดินไม่เรียบในช่วงรอบเดินเบา
2.กำลังเครื่องยนต์น้อยกว่า
3.ต้องเร่งรอบสูงเพื่อรีดกำลัง
จากทั้งหมด คงจะพอเห็นภาพความแตกต่างระหว่างเครื่องยนต์ 3 สูบ และ 4 สูบ ในอนาคต ซึ่งวันนี้มีแนะนำในรถยนต์หลายรุ่นที่เรารู้จักกันดี และคงไม่สามารถปฏิเสธได้ว่า สำหรับเครื่องยนต์ขนาดเล็กใช้ในเมือง รถขุมพลัง 3 สูบ จะเป็นคำตอบ
