เครื่องยนต์แบบ V4 คืออะไร

เพื่อนๆ หลายๆ คนอาจจะเคยสงสัยว่าทำไมคนส่วนใหญ่ถึงได้ตื่นเต้นกับรถมอเตอร์ไซค์ที่ใส่เครื่องยนต์แบบ V4 บนตัวรถกันมากมายนัก มันคืออะไร มีที่มาที่ไปอย่างไร ข้อดี ข้อเสียมันเป็นอย่างไร ในบทความนี้เราจะมาหาคำตอบไปพร้อมๆ กันครับ

Vmax engine

เครื่องยนต์ V4 คืออะไร

เครื่องยนต์แบบ V4 นั้นถ้าจะให้อธิบายกันอย่างง่ายๆ ก็คือ การที่เราเอาเครื่องยนต์แบบ 2 ลูกสูบคู่ขนาน 2 ชุด มาทำการจัดวาง ทำมุมองศาที่แตกต่างกันตามลักษณะของบุคคลิกของเครื่องยนต์ตามที่เราต้องการ โดยส่วนมากจะมีการวางองศา 35, 60 และ 90 องศา โดยที่การวางองศาของชุดลูกสูบสองชุดนั้นจะเป็นการกำหนดคาแรกเตอร์ของเครื่องยนต์แบบกร่ายๆ ว่าจะเป็นเครื่องยนต์ที่เน้น แรงบิด หรือ แรงปลาย ซึ่งส่วนมากแล้วการวางเครื่องยต์แบบ V4 นั้นจะเลือกวางตามแนวยาวของตัวรถ แต่ก็มีผู้ผลิตบางรายที่บิดแนวคิด ด้วยการวางตำแหน่งให้หัวลูกสูบเอียงออกด้านข้างขวางกับตัวรถ ตัวอย่างเช่น Honda ST1100 Pan European ที่เลือกใช้เครื่องยนต์แบบ V4 และวางเครื่องยนต์ในแนวขวางกับตัวรถ

จุดเริ่มต้นของเครื่องยนต์ V4

17 06 2015 1930 Matchless Silverhawk 01
1930 Matchless Silver Hawk

เครื่องยนต์แบบ V4 นั้นเกิดขึ้นมาพร้อมๆ กับอุตสาหกรรมรถมอเตอร์ไซค์ แต่มีโมเดลที่ถูกผลิตออกมาวางจำหน่ายเป็นเจ้าแรกอย่างจริงจังก็คือ Matchless Silver Hawk แบรนด์รถมอเตอร์ไซค์จากประเทศอังกฤษในปี 1930 โดยที่ความจุดเครื่องยนต์จะอยู่ที่ 592 ซีซี โดยสามารถทำความเร็วสูงสุดได้ 129-137 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ซึ่งนับว่าเป็นรถมอเตอร์ไซค์ที่รวดเร็วมากๆในช่วงเวลานั้น โดยที่เครื่องยนต์จะมีการวางองศาของลูกสูบ 2 ชุดที่ 16 องศา และในปี 1936 บริษัท Puch ผู้ผลิตรถมอเตอร์ไซค์สัญชาติออสเตรีย ก็ได้ผลิตเจ้า P800 รถมอเตอร์ไซค์ที่ขายให้กับพลเรือนและกองทัพ ด้วยเครื่องยนต์แบบ V4 ที่มีการวางองศาที่กว้างถึง 170 องศา เกือบจะเป็นเส้นตรงเลยทีเดียว ส่วนเครื่องยนต์ V4 แบบ 90 องศาที่เราคุ้นเคยนั้น ผู้ผลิตรายแรกที่ผลิตเครื่องยนต์แบบนี้ออกมาก็คือ Honda และยังมีการเสริมด้วยระบบระบายความร้อนด้วยน้ำ และมันก็ถูกนำไปใช้ในการแข่งขัน WorldGP มาตั้งแต่ปี 1984 จนพัฒนามาจนถึงยุคปัจจุบัน

20 09 2017 Puch P800 Austria Moto of War Pipeburn Classic Moto 02
1936 Puch P800

ข้อดีของเครื่องยนต์ V4

พื้นที่ว่างและการกระจายน้ำหนักที่ดีกว่า

ตามหลักการแล้วเพื่อนๆ หลายๆ คนอาจจะเข้าใจว่าเครื่องยนต์แบบ 4 ลูกสูบเรียงนั้นจะใช้พื้นที่ในการวางเครื่องยนต์ในห้องเครื่องที่น้อยกว่า ซึ่งมันก็ใช่ครับแต่พื้นที่ที่น้อยกว่านั้นคือการวางตามแนวขวางตัวรถเหมือนที่เราๆ ท่านๆ คุ้นเคยกันดี แต่เครื่องยนต์จะไปกระจุกกันอยู่ในส่วนหน้าทำให้น้ำหนักของตัวรถเกิดจุดสมดุลย์เทไปด้านหน้าเสียเป็นส่วนใหญ่ แต่สำหรับเครื่องยนต์แบบ V4 นั้นเป็นหลักการที่ง่ายกว่า เพราะด้วยการออกแบบห้องเครื่องนั้นจะมีการกำหนดพื้นที่ที่จำกัด ซึ่งเมื่อเรายัดเอาเครื่อง V4 ใส่เข้าไป จะเกิดพื้นที่ว่างที่สามารถใส่อุปกรณ์ อย่างกล่องเกียร์ หรืออะไรก็ตามได้ และการกระจายน้ำหนักของเครื่องยนต์ต่อโครงสร้างก็จะดีกว่า ทำให้สามารถสร้างสมดุลย์ในเรื่องของน้ำหนักได้ดีกว่านั้นเอง

2020 Ducati Streetfighter V4 72

การรับแรงตึงที่เหนือกว่า

แรงตึงหรือ Tensile นั้นนับว่าเป็นปัจจัยสำคัญในการออกแบบเครื่องยนต์ของยานพาหนะ โดยแรงตึงนี้จะมีบทบาทสำคัญต่อการทำงานของเครื่องยนต์ โดยที่เครื่องยนต์แบบ V4 นั้นจะสามารถทนรับแรงตึงการทำงานของเครื่องยนต์ได้ดีกว่า เครื่องยนต์แบบ 4 ลูกสูบเรียง หรือแม้แต่แบบ 2 ลูกสูบ V-Twin ทำให้เราสามารถสังเกตได้ว่ารถที่ใช้เครื่องยนต์แบบ V4 นั้นจะสามารถรักษาระดับความเร็วได้อย่างคงที่ ไม่ว่าจะเป็นทางตรงหรือทางโค้ง รวมไปถึงการเปิดใช้งาน Engine Brake ก็จะมีประสิทธิภาพที่สูงกว่า เพราะเครื่องยนต์นั้นสามารถทนทานต่อแรงตึงได้สูงกว่านั่นเอง

L 0101vfr12f201003

แรงบิดที่สูงในรอบที่ต่ำ

นี้คือเอกลักษณ์ของเครื่องยนต์แบบ V4 ข้อดีที่เห็นได้อย่างชัดเจนมากที่สุดก็คือในช่วงของการออกตัวเครื่องยนต์แบบ V4 นั้นจะใช้รอบเครื่องยนต์ที่ต่ำกว่า เครื่องยนต์แบบ 4 สูบเรียง โดยที่แรงบิดนั้นจะมาไวกว่า ทำให้ออกตัวได้ง่ายกว่า ซึ่งนั้นก็หมายความถึงในย่านความเร็วต่ำถึงกลางนั้น เครื่องยนต์แบบ จะทำได้ดีกว่าแบบ 4 สูบเรียง แต่ในทางกลับกัน ในการทำความเร็วสูงสุดนั้นเครื่องยนต์แบบ 4 ลูกสูบเรียงจะสามารถรีดได้สูงกว่า แต่ก็ต้องใช้ระยะเวลาในการรีดเค้นออกมาที่สูงกว่าเช่นกัน ดังนั้นเราจึงไม่ค่อยเห็นใครนำเอาเครื่องยนต์แบบ V4 มาทำเป็นรถแข่งทางตรงกันสักเท่าไหร่

ข้อเสียของเครื่องยนต์ V4

Motus Motorcycle Engine

เมื่อมีข้อดีก็ต้องมีข้อเสีย แน่นอนว่าเครื่องยนต์ V4 เองก็มีข้อด้อยที่ไม่สามารถสูงกว่าเครื่องยนต์แบบ 4 ลูกสูบเรียงได้ อย่างแรกเลยก็คือเรื่องของความร้อน โดยความร้อนสะสมส่วนใหญ่จะตกไปอยู่ที่ชุดลูกสูบคู่หลังของเครื่องยนต์ เพราะต้องรับภาระในการจุดระเบิดที่ไล่เลี่ยกัน แตกต่างกับคู่หน้าที่จะจุดระเบิดที่ต่างกัน ถึงแม้ว่าจะใช้ระบบระบายความร้อนด้วยน้ำหรืออะไรก็ตาม เครื่องยนต์จะอยู่ในอุณหภูมิที่สูงกว่าเครื่องยนต์แบบ 4 ลูกสูบเรียง อีกหนึ่งส่วนที่เรียกได้ว่าอาจจะเป็นข้อเสียได้ก็คือเรื่องของระบบไอเสีย ที่จะมีความซับซ้อนกว่าเครื่องยนต์ทั่วไป เพราะต้องมีการคำนวนค่าจากตำแหน่งของการวางคอท่อไอเสียที่แตกต่างกันและต้องหาจุดรวมไอเสียเพื่อทำการกรองก่อนปล่อยสู่อากาศภายนอก นอกจากนั้นยังต้องมีการเพิ่มจำนวนของอุปกรณ์ที่มากกว่าเครื่องยนต์แบบอื่นๆ เพราะต้องแยกชุดหัวสูบ ระบบวาล์วระบายน้ำ เพลาลูกเบี้ยว ท่อรวมไอเสีย ซึ่งนั้นทำให้เครื่องยนต์แบบ V4 มีราคาที่แพงกว่าเครื่องยนต์แบบอื่นๆ นั่นเอง

ขอบคุณข้อมูลและรูปภาพจาก www.visordown.com

e3c5f26071a692f52c0a0ae44a03ec71.gif
a96bf05e3e035d09368c2ad5994a7a2d.gif
a5033c0952508ef29648d510d1a24ad6.gif