ทุกวันนี้เชื่อว่าหลายคนน่าจะเริ่มเห็นรถยนต์รุ่นใหม่ๆ ที่มีเทคโนโลยีชั้นนำมากมายมาตอบการขับขี่ของพวกเรา หนึ่งในนั้นดูเหมือนจะเป็นเครื่องยนต์เทอร์โบคู่ ที่เริ่มมีมาให้เห็นหน้าค่าตา ในราคาจับต้องได้กันบ้าง และด้วยกำลังที่มากกว่า หลายคนจึงอาจจะเริ่มสนใจไม่น้อย

การจ่ายเงินเพิ่มอีกนิด แลกกับพละกำลังมากกว่า เป็นความคิดที่ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้คนไทย เราหลายคนชอบและนิยมมื้อรถที่มีกำลังมหาศาลทังที่อาจจะไม่ได้รีบร้อนไปไหนในความจริง ตัวเลขที่เยอะกว่าเป็นสิ่งที่ฟังดูดีและมั่นใจมากกว่าในการขับขี่ แต่วันนี้เราจะไม่ได้มาพูดเรื่องความบ้าพลังของเครื่องยนต์สมัยใหม่ หากต้องการพาคุณเข้าใจว่า เครื่องยนต์เทอร์โบเดี่ยว และเทอร์โบคู่นั้นต่างกันอย่างไร

ตั้งแต่บรรดาวิศวกรเรียนรู้การสันดาปภายใน พวกเขาก็พยายามอย่างยิ่งในการพัฒนาระบบเครื่องยนต์ไหม้มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น ระบบเทอร์โบเป็นนวัตกรรมที่อยู่มากับรถยนต์ตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบัน หากในวันนนี้พวกมันเข้ามามีบทบาทมากขึ้น เนื่องจากความเข้มงวดในการปล่อยไอเสียของเครื่องยนต์จากหน่วยงานทางด้านสิ่งแวดล้อม

หลักการทำงานของระบบเทอร์โบไม่ว่าจะกี่ยุคสมัยก็ยังเหมือนกันไม่เปลี่ยนแปลงไปจากเดิม เทอร์โบเป็นอุปกรณ์อัดอากาศเสริม ที่ติดตั้งเข้ามาเพิ่มเติม โดยมีลักษณะ เป็นใบพัด 2 ด้าน ที่มีแกนเชื่อมต่อกัน ทำให้ใบพัดหมุนพร้อมกัน เมื่อด้านหนึ่งหมุน

ใบพัดฝั่งหนึ่งจะกินลมไอเสียที่ออกมาจากห้องเผาไหม้ ซึ่งมีความร้อนและไหลอย่างรวดเร็ว ตามหลักการถ่ายเทความร้อนขั้นพื้นฐาน ส่วนอีกด้านจะดูดอากาศจากภายนอกป้อนเข้าสู่ห้องเผาไหม้ โดยเมื่อกังหันทำงานถึงระดับหนึ่ง จะมีแรงอัดอาศมากกว่าชั้นบรรยากาศปกติ ซึ่งเราเรียกว่า แรงดันเทอร์โบ หรือ บูสต์ ยิ่งบูสต์เยอะ ยิ่งมีปริมาตรอากาศเข้าสู่ห้องเผาไหม้มากขึ้น ถ้าจ่ายน้ำมันเพิ่มเติมเข้าไป จะได้การจุดระเบิดที่รุนแรงขึ้น มีกำลังมากขึ้นกว่าเดิม

(เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องยนต์ขนาดเดียวกันที่ไม่ติดตั้งระบบเทอร์โบชาร์จเข้าช่วยในการเพิ่มกำลังในการขับขี่)

เครื่องยนต์เทอร์โบเดี่ยว  

ด้วยแนวคิดเบื้องต้นของเทอร์โบ ในอดีตและปัจจุบันยังได้รับความนิยมอยู่มาก คือ การติดตั้งเทอร์โบเพียงลูกเดียวเพื่อทำกำลังแรงอัดเข้าสู่เครื่องยนต์

ข้อดีของระบบเทอร์โบเดี่ยวคือความง่ายในการตรวจสอบปัญหา และดูรักษา ทว่าในยุคก่อนเครื่องยนต์เทอร์โบเดี่ยวก็ไม่ใช่ที่โสภานักของนักขับ เนื่องจากจะมีอาการรอรอบเทอร์โบทำกำลังแรงอัด หรือที่เรียกว่า  Turbo lag   ในช่วงที่แรงอัดเทอรืโบไม่ทำงาน รถจะไม่ค่อยมีกำลัง เนื่องจากเครื่องยนต์เทอร์โบส่วนใหญ่ จะมีกำลังอัดน้อยกว่า เครื่องยนต์สันดาปภายในปกติ เพื่อนำแรงอัดเทอร์โบมาช่วยเพิ่มกำลังอัดในกระบวนการเผาไหม้

ถ้าไม่มีกำลังอัดจากเทอร์โบ เครื่องยนต์จะห่อเหี่ยวการตอบสนองไม่ดี มักจะเป็นในช่วงรอบเครื่องยนต์ต่ำ 1-2 พันรอบต่อนาที จนเมื่อเทอร์โบทำงาน เครื่องยนต์จะดูกระปรี้กระเปร่า เรากับยกซดกระทิงแดงทั้งขวดเลยทีเดียว

ด้วยปัญหาเทอร์โบรอรอบทำให้ เทอร์โบเดี่ยวในวันวานไม่ใช่ที่ชื่นชอบนัก โดยเฉพาะนักซิ่งที่ต้องการกำลังแรงดันเทอร์โบเยอะ ต้องใช้เทอร์โบขนาดใหญ่ เพื่อปั้นบูสต์จากเทอร์โบทำกำลังสูงๆ ทำให้เทอร์โบลูกเดี่ยวไม่พอสำหรับการใช้งาน และเป็นที่มาของระบบเทอร์โบหลายลูก

เครื่องยนต์เทอร์โบคู่

เมื่อระบบเทอร์โบเดี่ยวพอต่อความต้องการ การวิศวกรรมและสร้างสรรค์รถยนต์ จึงก้าวมาสู่ระบบเทอร์โบคู่ โดยการใช้เทอร์โบ 2 ลูก ทำกำลังด้วยกัน เพื่อให้ได้แรงดันเทอร์โบรวมตามที่ต้องการ

ระบบเทอร์โบคู่ช่วยลดปัญหาหาเรื่องการรอรอบในอดีต เนื่องจากสามารถลดจำนวนแรงดันเทอร์โบ ที่ต้องแบกรับในเทอร์โบเพียงลูกเดียวลงได้อย่างมาก ช่วยให้ไม่ต้องติดตั้งเทอร์โบลูกใหญ่เพียงลูกเดียว แต่กลายเป็นเทอร์โบขนาดกลาง 2 ลูก หรือ อาจจะเป็นเทอร์โบเล็ก หนึ่งลูก และเทอร์โบใหญ่หนึ่งลูกก็ได้ ตามที่ทางวิศวกรต้องการ

ระบบเทอร์โบคู่จึงเรียกว่ามีความซับซ้อนกว่าที่ตาเราเห็นมาก เนื่องจากสามารถเซทอัพได้หลายแบบตามต้องการ โดยหลักๆ แล้วก็จะมีแนวทางอยู่เพียง 2 แบบ ได้แก่

1.ระบบเทอร์โบคู่ขนาน คือ ระบบเทอร์โบ 2 ลูก ซึ่งมีขนาดเท่ากัน โดยมากระบบเทอร์โบแบบนี้จะนิยมติดตั้งในเครื่องยนต์บางแบบ เช่นเครื่องวี เนื่องจากสูบมี 2 ฝั่ง ทำให้ไม่สามารถติดตั้งเทอร์โบเพียงลูกเดียวได้

2.ระบบเทอร์โบแบบ  Sequential  ระบบเทอร์โบแบบนี้บางทีก็เรียกว่า เทอร์โบต่อเนื่อง โดยจะติดตั้งเทอร์โบลูกเล็ก และลูกใหญ่ มีขนาดต่างกัน โดยลุกเร่งทำงานช่วยเร่งรอบเครื่องยนต์ เพื่อให้รอบเครื่องมีกำลังเพียงพอจะผลักแรงดันให้เทอร์โบใหญ่กว่าทำงาน

บ้างอาจจะทำงานโดยการเอาแรงดันลูกเล็กไปหมุนลูกใหญ่ ก็แล้วแต่วิศวกรจะออกแบบระบบ แต่ที่เหมือนกันคือ ระบบนี้จะมีเทอร์โบลูกเล็ก พ่วงกับลูกใหญ่  เสมอ

ตัวอย่างเช่น  การทำงานของเทอร์โบในเครื่องยนต์ดีเซล 2.2 ลิตร ในรถยนต์   Mazda CX-5   ใหม่ จะมีเทอร์โบ 2 ลูก โดยจะให้ลูกเล็กทำงานก่อนเพื่อลดการรอรอบก่อนที่เทอร์โบใหญ่ จะมีการทำงานเพื่อสร้างแรงดันเพิ่มเติมต่อไป

อย่างไรก็ดี ระบบเทอร์โบคู่มีข้อเสียสำคัญ คือ มันมีความซับซ้อนมากในการทำงาน ทำให้ในการตรวจสอบปัญหาการทำงานของเทอร์โบเป็นไปได้ยากกว่าด้วย

ขณะเดียวกันเทอร์โบเดี่ยวในปัจจุบัน ก็มีหลายสิ่งมาช่วยลดการรอรอบ เช่น ระบบเทอร์โบแปรผัน หรือระบบวาล์วแปรผันช่วยในการทำงาน

ปัจจุบันเทอร์โบเดี่ยวและเทอร์โบคู่ ถูกแบ่งเพียงกำลังเครื่องยนต์ที่แตกต่างกัน เช่น Ford   นำเสนอเครื่องยนต์ดีเซล 180 แรงม้า ในรุ่นเทอร์โบเดียวส่วนเทอร์โบคู่มีกำลัง 213 แรงม้าเท่านั้น

แต่ถ้ากล่าวโดยสรุปแล้ว เทอร์โบเดี่ยวเทอร์โบคู่ ต่างกันที่การตอบสนองจากเทอร์โบ ถ้าเครื่องยนต์เท่ากัน เทอร์โบรวมบูสต์เท่ากัน การตอบสนองจากเทอร์โบคู่จะดีกว่า อย่างไม่ต้องสงสัย