เมื่อพูดถึงเทคโนโลยีเทอร์โบชาร์จเจอร์ ผู้ชื่นชอบรถยนต์จำนวนมากคุ้นเคยกับหลักการทำงานของมัน โดยจะใช้ก๊าซไอเสียของเครื่องยนต์เพื่อขับเคลื่อนใบพัดกังหัน ซึ่งจะขับเคลื่อนเครื่องอัดอากาศ ส่งผลให้อากาศเข้าของเครื่องยนต์เพิ่มมากขึ้น ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการเผาไหม้และกำลังส่งออกของเครื่องยนต์สันดาปภายในในที่สุด
เทคโนโลยีเทอร์โบชาร์จเจอร์ช่วยให้เครื่องยนต์สันดาปภายในสมัยใหม่สามารถผลิตกำลังได้อย่างน่าพอใจ ในขณะเดียวกันก็ลดปริมาตรกระบอกสูบของเครื่องยนต์และเป็นไปตามมาตรฐานการปล่อยมลพิษ ในขณะที่เทคโนโลยีได้พัฒนาไป ระบบบูสต์หลายประเภทก็ได้เกิดขึ้น เช่น เทอร์โบเดี่ยว เทอร์โบคู่ ซูเปอร์ชาร์จเจอร์ และเทอร์โบชาร์จเจอร์ไฟฟ้า
วันนี้เราจะมาพูดถึงเทคโนโลยีซูเปอร์ชาร์จเจอร์อันโด่งดัง
เหตุใดการซูเปอร์ชาร์จจึงมีอยู่? เหตุผลหลักในการพัฒนาระบบซูเปอร์ชาร์จเจอร์คือเพื่อแก้ไขปัญหา "ความล่าช้าของเทอร์โบ" ที่พบบ่อยในเทอร์โบชาร์จเจอร์ทั่วไป เมื่อเครื่องยนต์ทำงานที่ RPM ต่ำ พลังงานไอเสียไม่เพียงพอที่จะสร้างแรงดันบวกในเทอร์โบ ส่งผลให้อัตราเร่งล่าช้าและการส่งกำลังไม่สม่ำเสมอ
เพื่อแก้ไขปัญหานี้ วิศวกรยานยนต์จึงได้คิดวิธีแก้ปัญหาต่างๆ ขึ้นมา เช่น การติดตั้งเครื่องยนต์ด้วยเทอร์โบสองตัว เทอร์โบขนาดเล็กจะช่วยเพิ่มกำลังที่ RPM ต่ำ และเมื่อความเร็วของเครื่องยนต์เพิ่มขึ้น มันจะเปลี่ยนไปใช้เทอร์โบที่ใหญ่กว่าเพื่อให้มีกำลังมากขึ้น
ผู้ผลิตรถยนต์บางรายได้เปลี่ยนเทอร์โบชาร์จเจอร์แบบเดิมที่ใช้ไอเสียเป็นเทอร์โบไฟฟ้า ซึ่งปรับปรุงเวลาตอบสนองได้อย่างมากและกำจัดความล่าช้า ช่วยให้เร่งความเร็วได้เร็วและราบรื่นยิ่งขึ้น
ผู้ผลิตรถยนต์รายอื่นๆ เชื่อมต่อเทอร์โบเข้ากับเครื่องยนต์โดยตรง ทำให้เกิดเทคโนโลยีซูเปอร์ชาร์จเจอร์ วิธีการนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าบูสจะถูกส่งได้ทันที เนื่องจากเครื่องยนต์ขับเคลื่อนด้วยกลไก จึงขจัดความล่าช้าที่เกี่ยวข้องกับเทอร์โบแบบเดิม
เทคโนโลยีซูเปอร์ชาร์จเจอร์ที่เคยรุ่งโรจน์มาในสามประเภทหลัก ได้แก่ Roots superchargers, Lysholm (หรือสกรู) superchargers และ centrifugal superchargers ในรถยนต์นั่งส่วนบุคคล ระบบซูเปอร์ชาร์จส่วนใหญ่ใช้การออกแบบซูเปอร์ชาร์จเจอร์แบบแรงเหวี่ยงเนื่องจากประสิทธิภาพและคุณลักษณะด้านสมรรถนะ
หลักการของซุปเปอร์ชาร์จเจอร์แบบแรงเหวี่ยงนั้นคล้ายคลึงกับหลักการของเทอร์โบชาร์จเจอร์ไอเสียแบบดั้งเดิม เนื่องจากทั้งสองระบบใช้ใบพัดกังหันหมุนเพื่อดึงอากาศเข้าสู่คอมเพรสเซอร์เพื่อเพิ่มกำลัง อย่างไรก็ตาม ข้อแตกต่างที่สำคัญก็คือ แทนที่จะอาศัยก๊าซไอเสียในการขับเคลื่อนกังหัน ซูเปอร์ชาร์จเจอร์แบบแรงเหวี่ยงจะขับเคลื่อนโดยตรงจากตัวเครื่องยนต์เอง ตราบใดที่เครื่องยนต์ยังทำงานอยู่ ซูเปอร์ชาร์จเจอร์สามารถส่งกำลังได้อย่างต่อเนื่อง โดยไม่ถูกจำกัดด้วยปริมาณก๊าซไอเสียที่มีอยู่ วิธีนี้จะช่วยขจัดปัญหา "เทอร์โบแล็ก" ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
ย้อนกลับไปในสมัยนั้น ผู้ผลิตรถยนต์หลายราย เช่น Mercedes-Benz, Audi, Land Rover, Volvo, Nissan, Volkswagen และ Toyota ต่างก็แนะนำรถยนต์ที่มีเทคโนโลยีซูเปอร์ชาร์จเจอร์ อย่างไรก็ตาม ไม่นานก่อนที่การอัดบรรจุอากาศจะถูกยกเลิกไปเป็นส่วนใหญ่ ด้วยเหตุผลสองประการหลัก
เหตุผลแรกก็คือซูเปอร์ชาร์จเจอร์ใช้พลังงานของเครื่องยนต์ เนื่องจากขับเคลื่อนด้วยเพลาข้อเหวี่ยงของเครื่องยนต์ จึงต้องใช้กำลังส่วนหนึ่งของเครื่องยนต์จึงจะทำงานได้ ทำให้เหมาะสำหรับเครื่องยนต์ที่มีความจุขนาดใหญ่เท่านั้น โดยที่การสูญเสียกำลังจะสังเกตเห็นได้น้อยลง
ตัวอย่างเช่น เครื่องยนต์ V8 ที่มีกำลังพิกัด 400 แรงม้า สามารถเพิ่มกำลังเป็น 500 แรงม้าได้ผ่านซูเปอร์ชาร์จ อย่างไรก็ตาม เครื่องยนต์ 2.0 ลิตร 200 แรงม้าจะต้องดิ้นรนเพื่อให้มีกำลัง 300 แรงม้าโดยใช้ซูเปอร์ชาร์จเจอร์ เนื่องจากการสิ้นเปลืองพลังงานของซูเปอร์ชาร์จเจอร์จะชดเชยกำไรที่ได้รับได้มาก ในภาพรวมของยานยนต์ในปัจจุบัน ซึ่งเครื่องยนต์ที่มีความจุขนาดใหญ่เริ่มหายากมากขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากกฎระเบียบด้านการปล่อยมลพิษและความต้องการด้านประสิทธิภาพ พื้นที่สำหรับเทคโนโลยีซูเปอร์ชาร์จเจอร์จึงลดลงอย่างมาก
เหตุผลที่สองคือผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงไปสู่การใช้พลังงานไฟฟ้า ยานพาหนะหลายคันที่แต่เดิมใช้เทคโนโลยีซูเปอร์ชาร์จเจอร์ได้เปลี่ยนมาใช้ระบบเทอร์โบชาร์จเจอร์ไฟฟ้าแล้ว เทอร์โบชาร์จเจอร์ไฟฟ้าให้เวลาตอบสนองที่เร็วขึ้น มีประสิทธิภาพมากขึ้น และสามารถทำงานโดยอิสระจากกำลังของเครื่องยนต์ ทำให้เป็นตัวเลือกที่น่าสนใจยิ่งขึ้นในบริบทของแนวโน้มการเติบโตไปสู่รถยนต์ไฮบริดและรถยนต์ไฟฟ้า
ตัวอย่างเช่น รถยนต์อย่าง Audi Q5 และ Volvo XC90 และแม้แต่ Land Rover Defender ซึ่งครั้งหนึ่งเคยติดตั้งในรุ่นซุปเปอร์ชาร์จ V8 ก็ได้เลิกใช้การซูเปอร์ชาร์จแบบกลไกแล้ว ด้วยการติดตั้งเทอร์โบด้วยมอเตอร์ไฟฟ้า งานในการขับเคลื่อนใบพัดกังหันจึงถูกส่งต่อไปยังมอเตอร์ไฟฟ้า ทำให้สามารถส่งกำลังเต็มของเครื่องยนต์ไปยังล้อได้โดยตรง สิ่งนี้ไม่เพียงแต่ช่วยเร่งกระบวนการเร่งเครื่องเท่านั้น แต่ยังขจัดความจำเป็นที่เครื่องยนต์ต้องเสียสละกำลังให้กับซุปเปอร์ชาร์จเจอร์ ซึ่งให้ประโยชน์สองประการคือการตอบสนองที่เร็วขึ้นและการใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น
สรุป
ปัจจุบัน รถยนต์ซุปเปอร์ชาร์จเริ่มหายากมากขึ้นในตลาด อย่างไรก็ตาม มีข่าวลือว่า Ford Mustang อาจมีเครื่องยนต์ 5.2 ลิตร V8 และระบบซูเปอร์ชาร์จอาจกลับมาอีกครั้ง แม้ว่ากระแสนิยมจะเปลี่ยนไปสู่เทคโนโลยีไฟฟ้าและเทอร์โบชาร์จเจอร์ แต่ก็ยังมีความเป็นไปได้ที่จะซูเปอร์ชาร์จเจอร์ทางกลไกที่จะกลับมาในรุ่นสมรรถนะสูงบางรุ่น
การซูเปอร์ชาร์จแบบกลไกซึ่งครั้งหนึ่งเคยได้รับการพิจารณาว่าเป็นรุ่นพิเศษเฉพาะสำหรับรุ่นท็อปเอนด์ ดูเหมือนว่าจะเป็นสิ่งที่บริษัทรถยนต์เพียงไม่กี่แห่งยินดีที่จะกล่าวถึงอีกต่อไป และเมื่อรุ่นที่มีรางขนาดใหญ่สิ้นสุดลง การซูเปอร์ชาร์จแบบกลไกก็อาจจะไม่มีอีกต่อไปในเร็วๆ นี้
เวลาโพสต์: Sep-06-2024
