เรื่องเทอร์โบนี่ผมเจ็บปวดมาเยอะจนทุกวันนี้อยากจะเอาเทอร์โบไปทำโคมไฟประดับบ้านเสียยิ่งกระไร
เดี๋ยวก่อนจะเหลาๆ ขออารัมภบทเรื่องเทอร์โบซักหน่อย เอาเป็นว่าเหมือนเราให้ฟังสนุกๆขำๆ พิมพ์กันสดๆ
เท่าที่ จะพอจำได้แล้วกัน เรื่องสเป็ค เรื่องตัวเลขเป๊ะๆอย่าคาดหวังนะครับ ผมพิมพ์ออกมาจากความจำในสมอง ถ่าย
ทอดลงหัตถ์ระรัวเลยนะครับ เทอร์โบเนี่ย หรือที่คนชอบเรียกว่า หอยพิษ จริงๆแล้วจะบอกว่าเจ้าเทอร์โบหรือหอยพิษเนี่ย
ยามที่หล่อนประเภทตัวดีๆ เป็นหอยที่อยู่ในกรอบในร่องกับรอยเนี่ยใครก็อยากจะมีหอยไว้ในครอบครอง คราวนี้
เวลาที่หล่อนงอแง ขึ้นบางครั้งมันก็สมชื่อ หอย(เป็น)พิษ จริงๆครับ เพราะนอกจากค่าซ่อมราคาค่างวดที่มันแพงแสนแพงแล้ว
บางครั้งยังต้องมานั่งทอยหัว ก้อยอีกว่า ซ่อมออกมาแล้วหอยมันจะไม่ทำพิษใส่เจ้าของรถอีก จริงๆแล้วเทอร์โบ
หลักการของมัน คร่าวๆคือเป็นการเอาสิ่งปฎิกูลที่มันกำลังจะถูกถีบหัวส่ง ออกไปจากท้ายรถ
นำมันกลับมาใช้ประโยชน์อีกครั้งหนึ่ง ซึ่งกลับกลายเป็นว่าเทอร์โบมันกลับเอาสิ่งปฎิกูลคือไอเสียมาสร้างคุณอนันต์ให้
กับวงการรถยนต์เลยทีเดียว ทุกวันนี้เปิดฝากระโปรงทุกครั้งเมื่อมองไปที่เจ้าหอยหรือเทอร์โบ ผมก็จะนึก
ถึงคุณงามความดีของหล่อนเสมอๆครับ
เทอร์โบในสากลโลก หลักๆทุกวันนี้แบ่งออกเป็น 2 ประเภทใหญ่ๆคือ
1. เทอร์โบ แบบบู้ชชิ่ง หรือ ใช้Journal Bearing
เทอร์โบประเภทนี้มีมานานมากแล้วครับ เทอร์โบปรเภทนี้ เขาว่ากันว่า
เป็นเทอร์โบที่มีความทนทานสูง สามารถซ่อมบำรุงได้ง่าย เมื่อยามหล่อนเจ็บไข้ได้ป่วย
ส่วนประกอบหลักๆ ของเทอร์โบชนิดนี้นั้นจะมี ส่วนประกอยคร่าวๆดังนี้
โข่งหน้า(Compressor Housing) ,โข่ง หลัง(Exhaust Housing), เสื้อกลาง(Cartridge)
อวัยวะภายในของเสื้อกลางนั้น หลักๆจะประกอบไป ด้วย ซีลกันน้ำมันที่ ใบเทอร์ไบน์หรือใบฝั่งไอเสียนั่นแหละ(Turbine wheel)
กันรุน(Thrust Bearing), บู้ชทองเหลือง บู้ชประคองแกน(Thrust Collar), ซีลกันน้ำมันตัวหน้า หรือฝั่งใบคอมเพรซเซอร์หรือใบฝั่ง
ไอดีนั่นเอง(compressor wheel) ส่วนตัวอื่นปลีกย่อยนั้นไม่ค่อยมีผลมากนัก
2. เทอร์โบแบบBall Bearing หรือแบบลูกปืน ภาษาชาวบ้านเขาเรียกกัน
เทอร์โบลักษณะนี้ จะมีส่วนประกอบที่เหมือนกับ แบบที่1 แทบทุกทุกประการ ส่วนจุดที่แตกต่าง
ชัดๆคือ เจ้าตัวบู้ชประคอง หรือ Thrust collar มันมาแบบไฮโซคือ เป็นคล้ายตลับลูกปืนเล็กๆ ใครเคยเปลี่ยน
ลูกปืนล้อจักรยาน น่าจะนึกออกลักษณะคล้ายๆกัน ข้อดีของเจ้าเทอร์โบแบบBall Bearing นั้น คือมันลื่นกว่าแบบที่ 1
นั่นเอง มันเกิดless friction ทำให้มันสามารถติดบูสต์ได้เร็วขึ้น เจอไอเสียนิดหน่อย พาลจะปั่นจะหมุนอย่างเดียว แต่ข้อเสีย
ของมันคือ มีหลายๆคนบอกว่า เจ้าแบบนี้ มันไม่ค่อยทนทาน นานปีดีดัก แถมเวลาเสียหาย มันไม่สามารถที่จะซ่อมแซมได้ ถึงแม้ว่า
ปัจจุบันจะมีคนออกมาโฆษณาว่าเจ้าตัวเสื้อกลาง(Cartridge)มันสามารถ ซ่อมได้แล้ว มีRebuild Kits ออกมา แต่ใน
ความเห็นของผมเองเจ้า เสื้อกลางแบบCHRA ผมว่ามันไม่คุ้มจะซ่อม เพราะราคาค่าซ่อมมันก็ไม่ได้ถูกสตางค์เสียด้วยมีหลักหมื่นขึ้น
ในขณะที่เทอร์โบ ติดเครื่องรถในบางรุ่น ยกตัวอย่างเช่นSR20 เป็นBall Bearing ซึ่งผมว่าหากเกิดความเสียขึ้นมา โละทิ้งหามือสอง
ถือเสียว่าเล่นเกมส์วัดดวงไปเลยน่าจะคุ้มกว่า เจ้าของต้นตำรับ ถ้าความจำผมยังไม่เลอะเลือน Garrett น่าจะเป็นเจ้าแรกที่มีเทอร์โบ
ประเภทนี้ออกมา จะอยู่ใน อนุกรม GT-series ทั้งหลายแหล่ สนนราคามือ1 อย่างตัวเล็กเช่นGT28RS หรือเป็นที่เรียกติดปากกันว่า
Disco Potato สนนราคาก็ต้องมีครึ่งแสน แล้วแต่ลูกเล่นว่าคุณพี่อยากจะได้แบบไหน เช่นโข่งหน้า แบบ Anti Surge ,Bell mouth
ในส่วนตรงไหน ผมไม่ขอลงลึกนะครับ(ขี้เกียจอธิบาย) เอาเป็นว่าเจ้าอาการturbo surge เนี่ย หากรุนแรงมากๆ เทอร์โบจะวอดวาย
ก่อนวัยอันควร วิธีแก้ไขมีได้หลายวิธีครับ การแก้ไขที่ง่ายที่สุดเช่น การจัดboost profile ใหม่ ไม่ให้มันกระปรี้กระเปร่า เกินไปก็ช่วยได้
ครับ
หลักการทำงานของเทอร์โบ
ผมจะพยายามอธิบายให้มันง่ายที่สุดนะครับ ยิ่งทฎษฎียิ่งเยอะอ่านไปพาลปวดตับเสียเปล่าๆ
เทอร์โบเนี่ยมันทำงานเหมือนกังหันลม สองอัน เชื่อมต่อกันด้วยแกนAxle ตรงกลาง เจ้าแกนเนี้ย หรือ
เอาง่ายก็แกนเทอร์โบเนี่ยจะเป็นตัวส่งต่อกำลัง ระหว่าง ไอเสีย(เรียกว่าHotside)และ ฝั่งไอดี(เรียกว่าColdside)
ด้านไอเสีย กังหันมันจะโดนถีบให้ปั่นโดยไอเสียที่มันกำลังจะออกไปสร้างสภาวะให้โลกร้อนมากขึ้น เมื่อ
แกนเกิดการเคลื่อนตัวในขณะเดียว กังหันอีกฝั่ง ก็จะหมุนในทิศทางกลับกัน คือฝั่งหนึ่งพ่นไอเสียออกไป
อีกฝั่งก็ทำหน้าที่หมุนเพื่อดูดเอาไอดีหรืออากาศที่ยังไม่ผ่านการเผาไหม้ ให้เข้าไปผสมกับละอองน้ำมัน
ที่ฉีดออกมาจากหัวฉีดให้เข้าไปในห้องเผาไหม้(combustion chamber) เมื่อเรามีน้ำมันแล้ว อากาศก็มีแล้ว
กระบวนการสันดาปจะเกิดขึ้น ก็ต่อเมื่อมี ไฟ ซึ่งจะต้องมีจังหวะจะโคนที่ถูกต้อง นั่นก็คือองศาไฟ นั่นเอง
หัวเทียน จุด ใช้เวลา ณ จุดหนึ่ง ในการระเบิด เกิดเป็นflame front ลามไปเผาไหม้ อากาศที่มีน้ำมันผสม
ระเบิดตู้ม ถีบลูกสูบ ลง เข้าจังหวะ ดูด อัด ระเบิด คาย เปลี่ยนสถานะเป็นพลังงานกลในที่สุด เอาแค่นี้แล้วกัน
เดี๋ยวจะยาวไปกันใหญ่
การเลือกใช้เทอร์โบ สเป็คหรือคุณสมบัติของเทอร์โบนั้น จริงๆจะมีการคำนวณ จาก
ขนาดของยอดใบ และฐานใบ เรียกว่า Inducer กับ Exducer เทอร์โบ1ลูก จะมีค่าตัวนี้ทั้งหมด
4ค่า เพราะเรามีกังหัน 2อัน คือ turbine wheel และ compressor wheel
จากรูปสีน้ำเงินคือ ด้านไอดี สีแดงคือด้านไอเสีย ค่าต่างๆพวกนี้ จะมาคำนวณออกมาเป็นค่า
A/R ออกมา พวกนี้จะเป็นสเป็คบอกว่า เทอร์โบ ลูกนั้นๆ ปั่นม้าได้เท่าไหร่ มีลักษณะการติดบูสต์เยี่ยงไร
คือมันจะเป็นตัวบ่งบอกคาแรคเตอร์ได้นระดับหนึ่งเท่านั้น แต่เอาเข้าจริงๆเราไม่สามรถเอาค่าตรงนี้
มาเป็นBenchmark ในการเลือกใช้แบบเอาแน่เอานอนไม่ได้เพราะยังมีปัจจัยอื่นๆอีกมากมาย
ซึ่งมีผลต่อประสิทธิภาพการทำงานของเทอร์โบ เช่น ขนาดของเครื่องยนต์ จำนวนลูกสูบ ท่อไอเสีย
องศาไฟ พวกนี้ล้วนเกี่ยวข้องกับการทำงานของเทอร์โบล้วนแล้วทั้งนั้นครับ
อย่าลืมว่า รถจะแรง รถจะวิ่ง นอกจากสิ่งศักดิ์สิทธิ์แล้วยังมี ปัจจัยอย่างอื่นอีกเยอะเชียว
ใครที่คิดจะรื้อเทอร์โบซ่อมเอง หากไม่กลัว หรือมีเทอร์โบสำรองแบบผมเป็นกุรุสๆแบบผมเอาเลยครับ ของผม
เนี่ยมันเริ่มจากมีที่มาที่ไปตั้งแต่สมัยกระโน้น เริ่มจากเทอร์โบเนี่ยมันเริ่มมีปัญหา ที่มีคำติดปากที่เรียกว่าควันไหล
จริงๆแล้ว หากมีอาการเริ่มแรก มันจะไม่ค่อยรู้สึกอะไร โดยเฉพาะพวกรถดีเซลเพราะมันผสมปนเปไปกับควันดำปี้ดปี๋
ยิ่งพวกกระบะสมัยนี้ ยกหัวฉีด ดันราง เหยียบออกจากท้ายซอย จนหัวรถโผล่ออกไปปากซอย ควันท้ายซอยยังไม่หมด
เลยด้วยซ้ำไปครับ แต่อย่างไรก็ตาม เทอร์โบระหว่างรถดีเซลเองนั้นหากมาพินิจพิเคราะห์กันจริงๆ
เราจะรู้ว่าเทอร์โบมันถูกออกแบบ มาให้ใช้งานต่างกันเพราะ? รถเบนซินจะมีการใช้งานในรอบที่สูงกว่า
นั่นหมายความว่า การสึกหรอของชิ้นส่วนในอุปกรณ์ต่างๆนั้นมันย่อม วิ่งตามมาเป็นเงาตามตัว
ในขณะที่รถดีเซลนั้นใช้ในรอบที่ต่ำกว่า เทอร์โบจึงมีอายุการใช้งานที่ยาวนานกว่าเสียส่วนใหญ่
ทั้งนี้ทั้งนั้ สิ่งที่ผมยกตัวอย่างขึ้นมา ผมอ้างอิงจากรถสแตนดาร์ด จากโรงงานทั้งคู่โดยที่มีการใช้งานปกติ
มีการถอด ใส่และดูแลกรองอกาศอย่างถูกต้อง คุณจะเห็นว่าเทอร์โบรถเบนซินโดยมากมักจะมีปัญหาก่อน
รถดีเซลครับ ระบบการทำงานภายในของเทอร์โบอย่างที่ผมกล่าวไว้ข้างต้นแล้ว แน่นอนว่าเจ้าตัวเทอร์โบเองนั้น
ต้องทนแบกรับภาระ ทั้งแรงดัน ความร้อน เพราะฉะนั้นระบบการหล่อเย็น และหล่อลื่นเป็นสิ่งสำคัญมากที่สุด
หากระบบระบายความร้อน หรือ ระบบหล่อลื่น ขาดช่วงไปแค่เสี้ยววินาทีในช่วงที่
มีการเรียกสมรรถนะ เทอร์โบสามารถขาดใจตายได้ในเสี้ยววินาทีเลยครับ โดยปกติ เทอร์โบทั่วไปนั้น
จะมีอยู่2แบบคือ มีทั้งระบายความร้อนด้วยน้ำโดยน้ำจะผ่านเข้าไปในระหว่างผนังของตัวเสื้อเทอร์โบ
และในขณะที่จะมีอีกพอร์ท ให้น้ำมันเครื่องเข้าไปเลี้ยง แกนเทอร์โบ เพื่อหล่อลื่นและระบายความร้อนในขณะเดียวกัน
ใครนึกไม่ออก ให้นึกถึงระบบ การทำงานของเครื่องยนต์ครับ เหมือนกันเปี๊ยบ น้ำไหลผ่านระหว่างผนังในเสื้อสูบ
พัดพาเอาความร้อน น้ำมันเครื่องหล่อลื่น ไม่ให้เกิดการสึกหรอในระยะเวลาอันสั้น(premature wear) หรือ
เทอร์โบบางรุ่นก็จะมีเฉพาะพอร์ทน้ำมันเครื่อง ซึ่งต้องการแค่น้ำมันเครื่องไปเลี้ยงแกนและระบายความร้อนพอ
ผมเคยเห็นช่างบางคนมีความมักง่าย คือเทอร์โบบางลูกนั้น ตามapplication
มันจำเป็นจะต้องต่อท่อน้ำเลี้ยงเอาไว้ แต่ช่างบางคนมักจะโอ้อวดเก่งกว่าวิศวกร โดยมักจะบอกกับลูกค้าว่า
โถ พี่ไม่ต้องต่อหรอก ไม่จำเป็น แค่ต่อท่อน้ำมันก็เหลือๆแล้ว 3วัน7วัน มันคงไม่พัง แต่ถ้า3เดือน7เดือน มันไม่แน่ครับ
อีก2รูที่เหลือ มันไม่ได้เหนือบ่ากว่าแรงครับ เสียบๆต่อๆมันให้ครบๆเถิด เหมือนเราห้อยพระเครื่องเด่นเรื่องแคล้วคลาด
ยิงเข้าไม่เข้าไม่รู้แต่ห้อยอยู่ แล้วสบายใจ
สาเหตุของการเสียหายของเทอร์โบ โดยหลักๆแล้ว มักจะมาจากการที่ผู้ขับขี่ละเลย
และใช้งานเทอร์โบอย่างไม่ถูกวิธีอย่างที่ผมบอกไปว่า เรื่องความร้อน และระบบหล่อลื่นเป็นตัวแปรสำคัญ
ในการที่เทอร์โบจะใช้งานได้ยาวนาน หรือเสียหายในระยะเวลาอันสั้นๆ โดยปกติอุณหภูมิของเทอร์โบเองมีมากถึง
1000C เลยทีเดียว ระบบการระบายความร้อนและระบบหล่อลื่นทุกอย่างของเทอร์โบ ล้วนแล้วแต่พึ่งกุศลบุญจาก
เครื่องยนต์ทั้งนั้น นั่นก็คือปั๊มน้ำมันเครื่อง และปั๊มน้ำ เมื่อไหร่ก็ตามที่ อุปกรณทั้ง2ตัวบกพร่อง หรือ
ไม่มีการลดความร้อนของเทอร์โบ ก่อนที่จะดับเครื่อง บ่อยๆเข้า ชิ้นส่วนภายในเทอร์โบเอง
ก็จะเสียหายชำรุดได้ในระยะเวลาอันสั้นครับ เพราะฉะนั้นเราถึงมักได้ยินเสมอๆว่า ให้ปล่อยให้เครื่องเดินเบา
ทิ้งไว้สักพักหลังจากที่ขับรถมาเป็นระยะเวลานานๆหรือเดินทางไกลหรือ มีการขับขี่แบบรุนแรง เพราะความร้อนที่สะสม
กับตัวเทอร์โบต้องมีการลดอุณหภูมิลงมา ลองจินตนาการเอาว่า ในขณะที่คุณดับเครื่องหลังจากขับมาเป็นระยะเวลา
นานๆ ในขณะที่ดับเครื่องน้ำมันเครื่องและน้ำหม้อย้ำจะหยุดการหมุนเวียน เพราะฉะนั้นการระบายถ่ายเทความร้อนจะหยุดทันที
ความร้อนสะสมพวกนี้จะไปทำให้ น้ำมันเครื่องซึ่งหล่อลื่นและค้างอยู่ในแกนกลางเทอร์โบก็ความร้อนสูงจนถึง
จุดที่มันกลายเป็นตะกรันคราบเหนียวๆเกาะอยู่ตามแกน ตามบู้ช ตามซีลของเทอร์โบ พวกนี้จะเปนคราบไปเกาะตามแกน
หนักเข้าก็ไหม้เป็นก้อนแข็งๆ ซีลเทอร์โบเองนั้น ปกติจะทำงานโดยลักษณะที่เรียกว่าDynamic seal คือ
มันจะทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นหากมีการเคลื่อนที่ หรือแกนเทอร์โบหมุนนั่นเอง
พวกคราบพวกนี้จะไป เกาะตามขอบของซีลเทอร์โบ(ring land) ทำให้ซีลเทอร์โบไม่สามรถขยายตัวได้เต็มที่
ทำให้มีน้ำมันเครื่องเล็ดลอผ่านซีลและเผาออกมาเป็นควัน เรียกว่า "ควันไหล"นั่นเอง ในระยะแรกๆนั้น จะไม่สังเกต
เห็นควันออกมามากเท่าไหร่ จนเมื่อระยะสุดท้ายหาก ซีลเทอร์โบสูญเสียสภาวะการยืดตัว ที่เรียกว่า แหวนตาย
(จากรูปจะสังเกตเห็นว่าปากแหวนของซ๊ลเทอร์โบห่างไม่เท่ากัน นี่คืออาการของแหวนตายครับ)
(เสื้อกลางหากสึกหรอกต้อง ทำการHoning ให้อยู่ในสภาพดังเดิมครับ)
(แหวนซีลเทอร์โบชัดๆ)
เมื่อนั้น น้ำมันเครื่องก็จะเล็ดลอดผ่านออกมาได้มากขึ้นๆๆ จนในที่สุด ก็ต้องรื้อเอาเทอร์โบมาซ่อมแซม
"ควันไหล อย่าปักใจเชื่อว่าเทอร์โบเสียหายเสมอไป" หลายๆครั้ง ที่เรามักพบว่า
โดยแท้จริงๆ สาเหตุของควันไหลไม่ได้เกิดมาจากตัวเทอร์โบเองก็มีให้พบเห้นมากครับ
ตัวเครื่องยนต์เองก็สามารถทำให้ เกิดอาการ ควันไหลได้เช่นกัน ตรงนี้ผมขออนุญาตขยายความ
จากบทความของพี่แพน จากเรื่องท่อไหลคืนน้ำมันเครื่องจากเทอร์โบ หากท่อเส้นนี้ตันหรือมีขนาดเล็กจนไม่
สามารถที่จะระบายน้ำมันเครื่องออกมาทัน แรงดันน้ำมันเครื่องขนาด60อนด์ก็สามรถที่จะดันเอาน้ำมันเครื่อง
ทะลักผ่านซีลเทอร์โบออกมาได้เช่นกัน หรือในรถยนต์ที่มีระบบเทอร์โบชาร์จ หากเครื่องยนต์ไม่สมบูรณ์ สูญเสีย
กำลังอัดหรือ ที่เราเรียกว่าเครื่องหลวม โดยปกติแล้ว ในอ่างน้ำมันเครื่องเรา จะสามรถมีกำลังอัดรั่วผ่านทางร่องแหวน
ลูกสูบได้ในจำนวนหนึ่ง โดยปกติแล้ว แรงดันที่รั่วไหลออกมาจาก จากทั้งฝาสูบ และอ่างน้ำมันเครื่อง ซึ่งปกติ มันจะแรง
กำลังอัดรั่วออกมาแล้วในรถยนต์ทุกคัน มาก น้อย หรือแม้กระทั่งรถใหม่ป้ายแดงเอง ในระบบของรถยนต์จะมีวิธีระบาย
แรงดันตัวนี้ผ่าน ระบบPCV (Positive Crankcase Ventilation system) ซึ่ง หากเครื่องยนต์มีอาการสูญเสียกำลังอัดมาก
จะเกินขีดความสามารถที่ระบบPCV จะระบายออกได้กำลังอัดส่วนหนึ่งจะค้างอยู่ในอ่างน้ำมันเครื่องและกลายเป็นแรงดัน
ซึ่งไปส่งผลให้ น้ำมันเครื่องที่ไหลคืนมาจากเทอร์โบ ไหลเวียนไม่สะดวก ทำให้ ไปดันน้ำมันเครื่องรั่วซึมผ่านซีลเทอร์โบได้เช่นกันครับ
คร่าวๆ สาเหตุของควันไหล,การทำงาน,การใช้งานของเทอร์โบอย่างถูกวิธีก็จะมีเท่านี้ จริงๆอยากจะร่ายยาวๆไปเรื่อยๆ
แต่เพิ่งรู้ว่าการจะเขียนบทความอะไรสักอันนี่มันยากชะมัด ยากจริงๆครับ