สิทธิบัตรใหม่ Honda เตรียมถ่ายทอดเทคโนโลยี F1 สู่รถมอเตอร์ไซค์ Superbike

ค่อนข้างชัดเจนแล้วว่า Honda ผู้ผลิตยักษ์ใหญ่จากประเทศญี่ปุ่นจะยุติบทบาทในซีรี่ส์ที่โด่งดังที่สุดอย่าง Formula 1 หลังจบฤดูกาล 2021 หลังจากที่อยู่ในซีรี่ส์มาอย่างยาวนานตั้งแต่ปี 1984 ซึ่งก่อให้เกิดเทคโนโลยีเครื่องยนต์มากมายและในหลายๆ ฟีเจอร์ของรถมอเตอร์ไซค์ที่เราใช้อยู่ในปัจจุบันก็มีจุดกำเนิดมาจากรถแข่ง F1

ในปัจจุบัน Honda ใช้เครื่องยนต์ V6 1.6 ลิตรเทอร์โบชาร์จเจอร์ ซึ่งเป็นเครื่องยนต์สันดาปภายในที่มีความล้ำหน้าที่สุด รุ่นหนึ่งในวงการ F1 โดยล่าสุดหลังจากชัดเจนแล้วว่าจะถอนตัวจากรายการแข่งขันอย่างเป็นทางการ ก็มีการพิจารณาความเป็นไปได้ที่จะนำเอาเทคโนโลยีในหลายๆ ด้านมาใช้งานกับรถมอเตอร์ไซค์

หลายมองแบบง่ายๆ แล้ว เราอาจจะรู้สึกได้ว่ารถยนต์น่าจะได้รับผลประโยชน์จากเทคโนโลยี F1 มากกว่ามอเตอร์ไซค์ แต่ในหลายๆด้านเครื่องยนต์ของรถมอเตอร์ไซค์นั้นใกล้เคียงกับการออกแบบกำลังสูงของเครื่องยนต์ F1 ที่มีการหมุนรอบสูงๆ และอย่างน้อยหนึ่งในเทคโนโลยีสำคัญจาก F1 ยุคล่าสุดอย่างระบบ pre-chamber ignition กำลังจะถูกพิจารณาให้ใช้งานบนรถมอเตอร์ไซค์ในระดับ Superbike ของ Honda

โดยระบบ pre-chamber ignition หรือระบบการจุดระเบิดนอกห้องเผาไหม้นั้น ช่วยให้เครื่องยนต์ใช้ส่วนผสมระหว่างอากาศและน้ำมันเชื้อเพลิงที่น้อยลง ทำให้ได้อัตราส่วนกำลังอัดที่สูงขึ้น ให้กำลังมากขึ้น ในขณะที่ใช้เชื้อเพลิงน้อยลง ซึ่งการได้รับส่วนผสมของอากาศและเชื้อเพลิงที่เหมาะสมในเครื่องยนต์ถือเป็นความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดอย่างหนึ่งในการเพิ่มประสิทธิภาพ

ในทางทฤษฎีมีอัตราส่วน stoichiometric – 14.7: 1 – ของอากาศต่อเชื้อเพลิงแต่โดยทั่วไปแล้วเครื่องยนต์จะทำงานได้ดีกว่านั้น เพื่อรักษาอุณหภูมิของกระบอกสูบให้ต่ำลงและเพื่อลดโอกาสในการน็อคหรือที่เรียกว่า ping, pinking หรือ detonation โดยอาการเหล่านี้เกิดขึ้นเมื่อส่วนผสมในห้องเผาไหม้เกิดการระเบิดแทนที่จะเผาไหม้ด้วยวิธีควบคุมตามระบบของเครื่องยนต์ ซึ่งก่อให้เกิดการสูญเสียกำลัง และในกรณีที่ร้ายแรงที่สุดก็คือลูกสูบแตกจนทำให้เครื่องยนต์ได้รับความเสียหาย

ซึ่งระบบ pre-chamber ignition นั้นถูกใช้ในเครื่องยนต์สำหรับรถแข่ง F1 เป็นวิธีการแก้ปัญหาที่ช่วยให้หัวเทียนสามารถจุดชนวนส่วนผสมที่มีขนาดเล็กมาก เพื่อให้มีเชื้อเพลิงในส่วนผสมมากที่สุด จากนั้นจึงปล่อยให้เกิดการเผาไหม้ก่อนการเดินทางเข้าสู่ห้องเผาไหม้หลัก ผลลัพธ์ที่ได้คือเครื่องยนต์ที่ทรงพลังกว่า ทำงานสะอาดและประหยัดเชื้อเพลิงมากขึ้น

แต่ด้วยกติกาข้อบังคับของการแข่งขัน F1 ระบบ pre-chamber ignition มีความซับซ้อนที่อนุญาตให้นักออกแบบใช้หัวฉีดเชื้อเพลิงเพียง หนึ่งหัว ต่อลูกสูบเท่านั้น ซึ่งทำให้ยากที่จะมีส่วนผสมที่ลงตัวสำหรับการทำงานของระบบ ซึ่งทาง Honda เองได้แก้ปัญหานี้อย่างลงตัวในภาพเอกสารสำหรับจดสิทธิบัตรใหม่ล่าสุด ที่มีการติดตั้งหัวฉีดแบบคู่ในเครื่องยต์สำหรับรถมอเตอร์ไซค์ (ภาพด้านบน)

หัวฉีดตัวแรกเป็นแบบธรรมดาโดยจะยิงเชื้อเพลิงเข้าไปในอากาศใต้ปีกผีเสื้อ ดังนั้นมันจึงเข้าสู่กระบอกสูบผ่านวาล์วทางเข้าเช่นเดียวกับเครื่องยนต์มอเตอร์ไซค์สมัยใหม่ทั่วๆไป แต่ยังมีหัวฉีดตัวที่สองติดตั้งอยู่ในห้อง pre-chamber ขนาดเล็กเหนือห้องเผาไหม้หลัก นอกจากนี้หัวเทียนยังโผล่ออกมาในห้อง pre-chamber และมี rotating shield driven ที่ควบคุมด้วยแคมป์ลูกเบี้ยวที่จะปรับการไหลเวียนระหว่างห้อง pre-chamber และห้องเผาไหม้หลัก

ส่วนหลักของ rotating shield driven ซึ่งสร้างส่วนตรงกลางด้านบนของห้องเผาไหม้หลักได้อย่างมีประสิทธิภาพ มีรูขนาดใหญ่อยู่ด้านหนึ่งก่อนไหลเวียนไปยังห้องเผาไหม้หลัก ผ่านในช่วงจังหวะไอเสียและไอดี ช่วยให้การจุดระเบิดก่อนห้องเผาไหม้หลักแยกส่วนประกอบที่ไม่ต้องการออกและสามารถเติมส่วนผสมที่สะอาดและใหม่กว่าเข้าไปแทนที่ได้ ในระหว่างจังหวะการบีบอัด rotating shield driven จะเปลี่ยนเส้นทางไปยังห้องเผาไหม้หลัก ในช่วงเวลาของการจุดระเบิด รูขนาดใหญ่จะอยู่ที่ด้านบนของ rotating shield driven จะเปิดส่วนผสมที่มีอยู่ ในจังหวะนี้ หัวเทียนด้านบนและรูเล็กๆ จะเรียงกันเป็นแนวเดียวกับด้านบนของห้องเผาไหม้หลัก เมื่อมีการจุดระเบิดหัวเทียนจะยิงส่วนผสมที่เข้มข้นในห้อง pre-chamber และส่วนผสมที่ขยายตัวนั้นจะยิงออกมาผ่านรูเล็กๆ ซึ่งแพร่กระจายผ่านส่วนผสมแบบลีนภายในห้องเผาไหม้หลักเพื่อจุดระเบิดด้วยวิธีที่ควบคุมได้

แม้ว่าการยื่นขอสิทธิบัตรใหม่ของ Honda จะไม่ได้ระบุไว้เป็นพิเศษว่ามันมีจุดประสงค์เพื่ออะไร แต่ภาพประกอบนั้นแสดงให้เห็นโครงร่างของ Honda CBR1000RR-R รุ่นล่าสุดอย่างชัดเจน ซึ่งบ่งบอกว่ามอเตอร์ไซค์ที่มีประสิทธิภาพสูงน่าจะเป็นเป้าหมายหลักของเทคโนโลยีนี้ และไม่แน่ว่าอนาคตเราได้ใช้เทคโนโลยี pre-chamber ignition ใน Fireblade รุ่นต่อไปก็เป็นไปได้

ทดสอบขับขี่ All New Honda CBR1000RR-R SP Fire Blade 2021

ขอบคุณข้อมูลและรูปภาพจาก www.bennetts.co.uk

ปั้ม GreatBiker

Keattisak Ngamkham – Writer, automotive journalist with experience The whole motorcycle industry and the motorsport industry Expert in doing reviews of all types of motorcycles.