สวัสดีเพื่อนๆ คนรักรถ! เราทุกคนรู้เกี่ยวกับเครื่องยนต์ V6 และ V8 ยอดนิยม แต่คุณรู้ไหมว่ามีเครื่องยนต์รถที่แปลกประหลาดจำนวนหนึ่งที่ท้าทายแบบแผน? ตั้งแต่เครื่องยนต์โรตารีไปจนถึงกังหันแก๊ส นักประดิษฐ์และวิศวกรใช้เวลาหลายทศวรรษในการคิดค้นวิธีการขับเคลื่อนยานพาหนะที่ไม่เหมือนใครอย่างแท้จริง ดังนั้น เตรียมตัวให้พร้อมในขณะที่เราดูเครื่องยนต์รถยนต์ที่แปลกและน่าสนใจที่สุดเท่าที่เคยมีการออกแบบมา เตรียมตัวให้พร้อมที่จะทำให้ใจคุณปลิว!
1. เครื่องยนต์โรตารี Wankel: หมุน ไม่ใช่การดันลูกสูบ
ก่อนอื่น เรามีเครื่องยนต์โรตารี Wankel แทนที่จะใช้ลูกสูบเหมือนเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบดั้งเดิม เครื่องยนต์ Wankel ใช้โรเตอร์รูปสามเหลี่ยมที่หมุนรอบเพลากลาง การออกแบบนี้เรียบง่าย เบากว่า และกะทัดรัดกว่าเครื่องยนต์ลูกสูบ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมผู้ชื่นชอบสมรรถนะจึงเป็นที่ชื่นชอบ Mazda RX-7 และ RX-8 เป็นรถยนต์ชื่อดังสองคันที่ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์ Wankel แต่ถึงแม้จะมีความสามารถในการหมุนรอบสูง เครื่องยนต์เหล่านี้ก็มีชื่อเสียงในด้านประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงต่ำและปัญหาความน่าเชื่อถือ
2. เครื่องยนต์กังหัน: กำลังไอพ่นบนล้อ
ใช่ คุณอ่านถูกแล้ว มีรถยนต์หลายคันที่ขับเคลื่อนด้วยกังหันไอพ่น! ตัวอย่างที่มีชื่อเสียงที่สุดคือ รถกังหันไครสเลอร์ จากทศวรรษปี 1960 ซึ่งใช้เครื่องยนต์กังหันแบบเดียวกับที่พบในเครื่องบิน มันสามารถวิ่งด้วยเชื้อเพลิงเกือบทุกชนิดตั้งแต่น้ำมันเบนซินไปจนถึงน้ำมันเครื่องบิน และสร้างเสียงคล้ายเครื่องบินไอพ่นที่เป็นเอกลักษณ์เมื่อวิ่ง อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีนี้มีราคาแพงในการผลิต และเครื่องยนต์กังหันขาดแรงบิดรอบต่ำที่จำเป็นสำหรับการขับขี่ในชีวิตประจำวัน แม้ว่าแนวคิดนี้ไม่ได้เกิดขึ้น (ตั้งใจเล่นสำนวน) แต่ก็ยังเป็นหนึ่งในแนวคิดที่เจ๋งที่สุดในประวัติศาสตร์ยานยนต์
3. เครื่องยนต์ลูกสูบตรงข้าม: เพิ่มลูกสูบเป็นสองเท่า ไม่มีฝาสูบ
ต่อไปนี้คือสิ่งที่กวนใจคุณ: จะเกิดอะไรขึ้นถ้าเครื่องยนต์มีลูกสูบสองตัวต่อสูบ แต่ไม่มีฝาสูบล่ะ? นั่นคือการทำงานของเครื่องยนต์ลูกสูบตรงข้ามนั่นเอง! เครื่องยนต์เหล่านี้มีลูกสูบสองตัวเคลื่อนที่เข้าหากันในกระบอกสูบเดียวกัน ทำให้เกิดการเผาไหม้ในระหว่างนั้น การออกแบบนี้ถูกนำมาใช้ในทุกสิ่งตั้งแต่ยานพาหนะทางทหารไปจนถึงรถไฟ และล่าสุดในการใช้งานยานยนต์สมัยใหม่ เช่น อาชาเทส พาวเวอร์ เครื่องยนต์ซึ่งสัญญาว่าจะเพิ่มประสิทธิภาพและลดการปล่อยมลพิษ
4. เครื่องยนต์สองจังหวะ: ความเรียบง่ายอย่างดีที่สุด
โดยทั่วไปแล้วเครื่องยนต์สองจังหวะจะพบได้ในรถจักรยานยนต์ สกู๊ตเตอร์ และเลื่อยไฟฟ้า แต่ก็ถูกนำมาใช้ในรถยนต์ด้วยเช่นกัน ต่างจากเครื่องยนต์สี่จังหวะซึ่งต้องมีการเคลื่อนไหวสี่ครั้ง (ไอดี การบีบอัด การเผาไหม้ และไอเสีย) เครื่องยนต์สองจังหวะจะรวมการเคลื่อนไหวเหล่านี้เป็นสองการเคลื่อนไหว ทำให้ง่ายและเบากว่า ตัวอย่างที่มีชื่อเสียง ได้แก่ จะ92แล้ว และ ทราบานต์ซึ่งขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์สองจังหวะ แม้ว่าเครื่องยนต์สองจังหวะจะมีประสิทธิภาพและน้ำหนักเบา แต่ขึ้นชื่อในเรื่องการปล่อยมลพิษสูง ส่งผลให้การใช้งานในยานยนต์ลดลง
5. เครื่องยนต์สเตอร์ลิง: เงียบ มีประสิทธิภาพ และเย็นสบาย
ที่ เครื่องยนต์สเตอร์ลิง เป็นผลงานทางวิศวกรรมที่น่าทึ่งที่ไม่ต้องใช้การเผาไหม้ภายในเลย แต่จะทำงานจากแหล่งความร้อนภายนอกโดยใช้ลมร้อนและเย็นเพื่อเคลื่อนลูกสูบ มันเงียบและมีประสิทธิภาพอย่างไม่น่าเชื่อ ทำให้เป็นรถยอดนิยมสำหรับรถทดลองและรถสมัครเล่นบางรุ่น เครื่องยนต์สเตอร์ลิงไม่เคยได้รับความนิยมกระแสหลักในอุตสาหกรรมยานยนต์เนื่องจากมีเวลาตอบสนองที่ช้าและกำลังไฟฟ้าต่ำ แต่ถูกนำมาใช้ในการใช้งานต่างๆ เช่น เรือดำน้ำและการผลิตพลังงาน
6. เครื่องยนต์แบบเรียบ (เครื่องยนต์บ็อกเซอร์): ต่ำ กว้าง และสมดุล
คุณอาจเคยได้ยินเกี่ยวกับเครื่องยนต์ทรงแบนหรือที่รู้จักในชื่อ เครื่องยนต์บ็อกเซอร์ซึ่งใช้ใน ซูบารุ และ พอร์ช ยานพาหนะ ในเครื่องยนต์แบบเรียบ ลูกสูบจะเคลื่อนที่ในแนวนอนโดยวางราบซึ่งกันและกัน ซึ่งแตกต่างจากการจัดเรียงแนวตั้งแบบดั้งเดิมในเครื่องยนต์ส่วนใหญ่ การออกแบบนี้ลดจุดศูนย์ถ่วงลง ซึ่งช่วยเพิ่มการควบคุมและเสถียรภาพ เครื่องยนต์ Boxer ยังทำงานได้อย่างราบรื่นมากขึ้นเนื่องจากการออกแบบที่มีความสมดุลโดยธรรมชาติ แม้จะมีข้อดีเหล่านี้ แต่เครื่องยนต์แบบเรียบก็อาจมีราคาแพงกว่าในการผลิตและบำรุงรักษา
7. เครื่องยนต์เรเดียล: สิ่งมหัศจรรย์รูปดาว
โดยทั่วไปแล้วเครื่องยนต์เรเดียลจะพบได้ในเครื่องบิน แต่คุณรู้หรือไม่ว่าเครื่องยนต์เรเดียลก็ถูกนำมาใช้ในรถยนต์เช่นกัน ในเครื่องยนต์เรเดียล ลูกสูบจะถูกจัดเรียงเป็นวงกลมรอบเพลาข้อเหวี่ยงตรงกลาง ทำให้เครื่องยนต์มีลักษณะคล้ายดาว การกำหนดค่านี้ช่วยให้ระบายความร้อนและส่งออกพลังงานได้ดีเยี่ยม ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงเป็นที่นิยมในการบินยุคแรกๆ รถทดลองบางคันเช่น รัศมีถนน Belcher Bitsเคยใช้เครื่องยนต์แนวรัศมี แม้ว่าความซับซ้อนและขนาดทำให้ไม่สามารถนำมาใช้อย่างแพร่หลายในรถยนต์ได้
8. เครื่องยนต์ Atkinson Cycle: ประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงที่ยอดเยี่ยม
เครื่องยนต์ Atkinson Cycle เป็นอีกรุ่นหนึ่งจากเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบดั้งเดิม แต่มีข้อแตกต่างที่สำคัญประการหนึ่ง นั่นคือ จะทำให้ช่วงชักขยายยาวขึ้น และทำให้ช่วงจังหวะอัดสั้นลง การออกแบบนี้ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิง ทำให้เป็นตัวเลือกยอดนิยมสำหรับรถยนต์ไฮบริดเช่น โตโยต้า พริอุส– เครื่องยนต์ Cycle ของ Atkinson เสียสละกำลังบางส่วนเพื่อประสิทธิภาพ แต่พวกเขาพบช่องทางเฉพาะในตลาดที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม หากคุณกำลังขับรถไฮบริด มีโอกาสที่ดีที่คุณจะมีเครื่องยนต์ Atkinson อยู่ใต้ฝากระโปรง
9. เครื่องยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยอากาศ: ทำงานโดยไม่มีอะไรนอกจากอากาศ
เชื่อหรือไม่ว่ารถยนต์สามารถขับเคลื่อนด้วยลมอัดได้! ที่ มอเตอร์อัดอากาศ (MAC) พัฒนาโดย Guy Nègre นักประดิษฐ์ชาวฝรั่งเศส ใช้อากาศอัดเพื่อขับเคลื่อนลูกสูบในเครื่องยนต์ขนาดเล็กและน้ำหนักเบา เครื่องยนต์เหล่านี้ไม่ปล่อยมลพิษ และในทางทฤษฎีสามารถเติมเชื้อเพลิงได้อย่างรวดเร็วโดยการชาร์จถังอากาศอัด แม้ว่าเครื่องยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยลมจะเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมอย่างไม่น่าเชื่อ แต่พิสัยการบินและกำลังที่จำกัดทำให้เครื่องยนต์ไม่กลายเป็นกระแสหลัก อย่างน้อยก็ในตอนนี้
10. เครื่องยนต์ OPOC (ลูกสูบตรงข้าม-สูบตรงข้าม): กำลังสองเท่า น้ำหนักเบาเพียงครึ่งหนึ่ง
ในที่สุดเราก็มี เครื่องยนต์โอพอคซึ่งย่อมาจาก Opposed-Piston Opposed-Cylinder การออกแบบเชิงนวัตกรรมนี้ประกอบด้วยลูกสูบคู่ตรงข้ามในกระบอกสูบตรงข้าม ทำให้เครื่องยนต์มีน้ำหนักเบาและมีประสิทธิภาพสูงโดยใช้ชิ้นส่วนน้อยลง เครื่องยนต์ OPOC ได้รับการขนานนามว่าเป็นผู้เปลี่ยนเกมในด้านอัตราส่วนกำลังต่อน้ำหนักและการประหยัดเชื้อเพลิง แม้ว่าจะยังอยู่ในการพัฒนา แต่เครื่องยนต์นี้สามารถปฏิวัติวิธีคิดของเราเกี่ยวกับเครื่องยนต์ของรถยนต์ได้ในอนาคต
คุณก็มีเครื่องยนต์ที่ไม่ธรรมดา 10 ตัวที่พิสูจน์ได้ว่าวิศวกรรมยานยนต์นั้นเต็มไปด้วยความคิดสร้างสรรค์และนวัตกรรม ตั้งแต่เครื่องยนต์โรตารีไปจนถึงยานพาหนะที่ขับเคลื่อนด้วยอากาศ ประวัติศาสตร์ของเครื่องยนต์ในรถยนต์เป็นเครื่องพิสูจน์ถึงความเฉลียวฉลาดของมนุษย์ และการแสวงหาหนทางอันไม่มีที่สิ้นสุดของเราในการขับเคลื่อนยานพาหนะของเราให้ดีขึ้น เร็วขึ้น และมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น ใครจะรู้ว่าการออกแบบเครื่องยนต์สุดล้ำรูปแบบใดจะเกิดขึ้นต่อไป? อยากรู้อยากเห็น สำรวจต่อไป และมาดูกันว่าถนนนำไปสู่ทางไหน!
