Fly Wheel ตัวกลางถ่ายทอดกำลังจากเครื่องยนต์

Fly Wheel Weight หนักหรือเบา...มีผลอะไรบ้าง? (นักเลงรถ)

          หนึ่งชิ้นส่วนที่เป็นตัวกลางในการส่งพลังงานจากฝั่งเครื่องยนต์มาสู่ฝั่งชุดกลไกขับเคลื่อน นั่นก็คือฟลายวีล หรือชื่อภาษาไทยอย่างเป็นทางการ เรียกว่า "ล้อช่วยเร่ง" หรือ "ล้อช่วยแรง" ซึ่งหน้าที่ของมันนั้นมีผลต่อการเคลื่อนที่ของตัวรถอย่างแน่นอน

          Fly Wheel ชื่อนี้ไม่ได้แปลว่า "ล้อบิน" วัสดุทรงกลมที่เหมือนกับล้อนี้มันไม่ได้สัมผัสอยู่กับพื้น แต่มันก็เป็นตัวกลางในการถ่ายทอดกำลังขับเคลื่อนด้วยเช่นกัน เนื่องจากจะต้องรับพลังงานมาจากเครื่องยนต์โดยตรงก่อนที่จะส่งผ่านมายังแผ่นผ้าคลัตช์ เพื่อที่จะให้มันส่งกำลังไปสู่ชุดเกียร์อีกทีหนึ่งด้วย

          ส่วนมากเรามักจะเห็นชุดฟลายวีลนี้ติดมากับชุดคลัตช์ทำให้คิดว่าเป็นชุดเดียวกัน ซึ่งจริง ๆ แล้วมันทำงานร่วมกัน ชุดคลัตช์แต่งบางเจ้าจะมีฟลายวีลติดมาด้วยเป็นเซ็ท เนื่องจากน้ำหนักทั้งหมดในโมเมนตั้มของมันจะต้องอยู่ร่วมกันนั่นเอง

          มาดูชื่อไทยของมันกันก่อนจะเข้าเรื่องล้อช่วยเร่งเนี่ยมันช่วยเร่งตรงไหน


          จริง ๆ แล้วมันไม่ได้ช่วยเร่งตามชื่อแต่มันช่วยให้เครื่องยนต์มีอัตราเร่งรอบอย่างต่อเนื่องตัวมันเองที่ติดอยู่กับเพลาข้อเหวี่ยงช่วยในการสร้างโมเมนตั้มให้กับชุดที่สร้างกำลังเครื่องยนต์ที่รับแรงมาจากห้องเผาไหม้ นั่นก็คือ บรรดาลูกสูบ ก้านสูบและข้อเหวี่ยง

          ซึ่งเมื่อมันทำหน้าที่ให้ข้อเหวี่ยงหมุนแล้ว ก็จะทำให้ฟลายวีลหมนุตามไปด้วย น้ำหนักของตัวมันเอง (ลูกสูบก้านสูบก็จะทำให้เกิดโมเมนตั้มส่วนหนึ่ง แต่อีกส่วนหนึ่งก็คือน้ำหนักจากของฟลายวีลและพูลเลย์หน้าเครื่องยนต์)

          วัสดุที่มีโมเมนตั้มในตัวค่อนข้างสูง เมื่อมันเคลื่อนที่แล้วจะหยุดช้าลงหรือหยุดได้ยากหน่อย จะต้องใช้แรงในการหยุดที่มากตามน้ำหนักตัวไปด้วย ส่วนวัสดุที่น้ำหนักน้อยก็จะเป็นในทางตรงกันข้าม ตัวอย่างง่าย ๆ คือรถใหญ่ หรือรถที่บรรทุกหนัก ๆ การจะหยุดรถให้ได้ในระยะเบรกสั้น ๆ ไม่ใช่เรื่องง่าย เพราะน้ำหนักตัวที่มีมาก เบรกจะต้องมีประสิทธิภาพ และยางก็ต้องมีประสิทธิภาพเท่าเทียมกันด้วย

          เช่นเดียวกับการเคลื่อนตัวให้ถึงความเร็วที่ต้องการก็จะต้องใช้แรงมากในการที่จะฉุดให้ออกตัวไปได้ ฟลายวีลก็ไม่ต่างกัน เมื่อรวมกับบรรดาชิ้นส่วนที่เกี่ยวข้องแล้วไม่ว่าจะเป็นพูลเลย์หน้า ชุดหวีกด ผ้าคลัตช์เฟืองเกียร์ และฟลายวีลแล้ว หากสามารถลดน้ำหนักได้โดยเฉพาะ ฟลายวีลที่มีน้ำหนักมาก ก็จะช่วยให้การเร่งเครื่องขึ้นไปยังรอบที่ต้องการนั้นทำได้อย่างรวดเร็ว

          อัตราการเร่งรอบนี้จะทำได้เร็วหรือช้าขึ้นอยู่กับส่วนประกอบทั้งหมดที่บอกมา เราจึงได้เห็นชุดคลัตช์แต่งที่มีฟลายวีลน้ำหนักเบาติดมาด้วย และบางตัวที่ใช้ชุดหวีและผ้ากดที่หลายชุดหลายชั้น จึงต้องลดน้ำหนักฟลายวีลเพื่อชดเชยในจุดนั้นเข้าไปอีก

          แต่ฟลายวีลนี้จะตั้งหน้าตั้งตาทำให้มันเบาอย่างเดียวไม่ได้ น้ำหนักของมันจะต้องสอดคล้องกับกำลังอัดที่จะเกิดขึ้นในกระบวนการจุดระเบิดในห้องเผาไหม้ เช่นขั้นตอนการจุดระเบิดที่มี 4 จังหวะคือ ดูด-อัด-ระเบิด-คาย จังหวะอัดจะทำให้เกิด Pumping Loss เยอะที่สุด

          แม้จังหวะระเบิดจะให้กำลังงานที่มากก็ตามที แต่อย่าลืมว่าในจังหวะระเบิดนั้นเมื่อระเบิดจะได้พลังงานไปแล้วหากเป็นเครื่องยนต์ 4 สูบจะต้องเอากำลังไปขับเคลื่อนลูกสูบที่กำลังทำงานอยู่อีก 3 ชุดด้วย

          จุดนี้โมเมนตั้มของฟลายวีลที่เก็บแรงจากการทำงานในจังหวะระเบิดจะช่วยรักษากำลังของการเคลื่อนที่เพื่อให้ลูกสูบที่กำลังจะเข้าสู่จังหวะอัดมีกำลังไปบีบอัดอากาศในกระบอกสูบเพื่อให้ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ ไม่เสียกำลังในจังหวะนี้หรือเกิด Pumping Loss ที่มาเกินงาม

          กรณีที่เครื่องยนต์ติดอยู่ในรอบเดินเบาหรือไม่มีภาระในการขับเคลื่อน อาการตอบสนองของรถที่ฟลายวีลเบาจะดีและเห็นอย่างเด่นชัด แต่หากจะต้องเจอกับภาระในการเคลื่อนตัวก็อาจจำเป็นต้องใช้รอบสูงเพื่อให้เกิดกำลังมากเพียงพอในการขับเคลื่อน

          ในมุมกลับกัน หากต้องเจอกับทางขึ้นเนินทางลาดชัน เครื่องยนต์ต้องสู้กับแรงโน้มถ่วงของโลกอีกด้วยฟลายวีลที่เบานี้จะไม่มีโมเมนตั้มไปช่วยในการสะสมกำลัง มันก็จะเหมือนกับกรณีโมเมนตั้มของรถใหญ่ดังที่กล่าวมาเพียงแต่ว่ามันเป็นมุมกลับกัน

          หนึ่งส่วนที่สำคัญกับเรื่องนี้ก็คือกำลังอัดของเครื่องยนต์ เมื่อเครื่องยนต์มีกำลังอัดที่สูงมาก น้ำหนักฟลายวีลจะต้องมีพอเหมาะกันอีกด้วย อย่างเช่นบรรดาเครื่องยนต์ดีเซลที่กำลังอัดค่อนข้างสูงแถมยังพ่วงระบบอัดอากาศเข้าไปอีก

          ทำให้ต้องต่อสู้กับแรงของการบีบอัดปกติและแรงการบีบอัดในรอบที่เครื่องยนต์เริ่มมีอัตราการทำลมจากเทอร์โบดันอากาศเข้ามาในกระบอกสูบให้มีปริมาตรมากกว่าปกติอีกด้วยน้ำหนักจึงมีผลต่อเรื่องของอัตราเร่งอยู่มากมาย

          นอกจากนี้ยังมีส่วนอื่นที่เกี่ยวข้องกับมันอีกด้วยนั่นคือ น้ำหนักที่สัมพันธ์กันระหว่างพูลเลย์หน้าเครื่อง ซึ่งเจ้าพูลเลย์ตัวนี้ก็มีน้ำหนักเช่นกัน ถ้าพูลเลย์ตัวนี้มีน้ำหนักที่เบากว่าฟลายวีลมาก ๆ ผลที่ตามมาจะเห็นได้ชัดและนึกเปรียบเทียบได้ไม่ยากคือทั้ง 2 อย่างนี้ติดอยู่ที่ปลายข้อเหวี่ยงทั้งคู่

          ตัวหนึ่งอยู่ด้านหน้าเครื่อง อีกตัวหนึ่งอยู่ด้านท้ายเครื่อง หากตัวหน้าเครื่องมีน้ำหนักเบาและท้ายเครื่องมีน้ำหนักมาก เมื่อเกิดการหมุนและมีแรงเหวี่ยงหนีศูนย์ วัตถุที่มีน้ำหนักก็จะมีโมเมนตั้มน้ำหนักมากและน้อยก็จะมีต่างกัน


          ถ้านึกไม่ออกก็ให้นึกถึงรถในประสิทธิภาพเบรกและยางที่เท่ากัน (สมมติว่ารถคันเดียวกันก็ได้ เอาแบบที่มีน้ำหนักบรรทุกกับไม่ได้บรรทุก) รถที่น้ำหนักเบากว่าจะหยุดได้ดีกว่าคันที่มีน้ำหนักมากกว่า เช่นกันเมื่อด้านใดด้านหนึ่งเบากว่าโดยการไม่ได้เพิ่มน้ำหนักให้อัตราส่วนเพิ่มขึ้นจากของเดิมแล้ว เมื่อมีแรงกระทำให้หมุนหรือหยุดหมุน มันก็จะมีโมเมนตั้มที่ต่างกัน ซึ่งนอกจากจะต้องรับแรงจากการจุดระเบิดของห้องเผาไหม้แล้วยังต้องรับภาระนี้เพิ่มขึ้นไปอีกด้วยมันจึงทำให้เกิดความเสียหายได้ง่ายนั่นเอง

          หากเลือกขนาดน้ำหนักได้เหมาะสมกับการใช้งาน เหมาะสมกับสนามแข่ง เหมาะสมกับน้ำหนักรถ และกำลังอัดของเครื่องยนต์แน่นอนว่าเราจะมีกำลังเครื่องยนต์ให้ใช้งานได้อย่างต่อเนื่อง สำหรับการจะเน้นทางไหนนั้น น้ำหนักของฟลายวีลนี้เองจะเป็นตัวเลือกที่ทำให้การขับขี่เปลี่ยนไป เช่น สนามทางราบรถเบา เครื่องยนต์กำลังอัดต่ำ หากใช้ฟลายวีลเบาแน่นอนว่าเรียกรอบมาได้ไม่ยาก แต่ถ้าเป็นทางลาดชันสลับทางราบ เครื่องกำลังอัดสูง น้ำหนักรถเยอะ ก็จำเป็นต้องเลือกว่าจะเอาดีกับแบบไหนเป็นหลัก ระหว่างทางรากับทางลาดชันหรือจะเลือกแบบกลาง ๆ ก็ว่ากันไป

          หากทำรถไปแข่งก็ควรลองในวันซ้อมจัดชุดฟลายวีลไปเลือกเลยว่าสนามไหน เหมาะกับแบบไหนได้ผลออกมาเป็นอย่างไร ช่างคงเหนื่อยหน่อยแต่ก็คุ้ม จะเห็นได้เลยว่าขับแบบเดียวกันจะได้เวลาต่างกันชัดเจนกว่าที่จะมานั่งคุยเฉย ๆ เยอะ
 




ขอขอบคุณข้อมูลจาก
นักเลงรถ
ปีที่ 31 ฉบับที่ 371 กุมภาพันธ์ 2557