ใน ,

เจาะลึกเครื่องยนต์ Atkinson Cycle เคล็ดลับความประหยัดของรถยนต์ไฮบริดจาก Toyota และ Honda

เครื่องยนต์ Atkinson Cycle กลายเป็นหัวใจสำคัญที่ช่วยให้รถยนต์ไฮบริดยอดนิยมอย่าง Toyota Prius และ Honda Accord Hybrid ประหยัดน้ำมันได้อย่างยอดเยี่ยม โดยยอมลดพละกำลังสูงสุดลงเพื่อแลกกับประสิทธิภาพการเผาไหม้ที่คุ้มค่าทุกหยดน้ำมัน ก่อนเสริมแรงด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าเพื่อชดเชยกำลังในจังหวะเร่งแซง

เจาะลึกเครื่องยนต์ Atkinson Cycle เคล็ดลับความประหยัดของรถยนต์ไฮบริดจาก Toyota และ Honda

เครื่องยนต์เบนซินทั่วไปมักได้รับการออกแบบมาเพื่อสร้างพละกำลังให้ได้มากที่สุดจากน้ำมันเชื้อเพลิงทุกหยด แต่สำหรับระบบขับเคลื่อนไฮบริด ผู้ผลิตกลับเลือกแนวทางที่แตกต่างออกไปอย่างสิ้นเชิง โดยยอมสละแรงม้าบางส่วนเพื่อรีดประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงให้ได้สูงสุดผ่านการทำงานของเครื่องยนต์แบบ Atkinson Cycle ซึ่งเป็นเหตุผลสำคัญที่ทำให้รถยนต์อย่าง Toyota Prius และ Honda Accord Hybrid มีอัตราสิ้นเปลืองน้ำมันที่น่าประทับใจ

เจาะลึกเครื่องยนต์ Atkinson Cycle เคล็ดลับความประหยัดของรถยนต์ไฮบริดจาก Toyota และ Honda

วัฏจักร Atkinson Cycle มีจุดเริ่มต้นจากวิศวกรชาวอังกฤษ James Atkinson ที่จดสิทธิบัตรการออกแบบไว้ตั้งแต่ปี 1882 แตกต่างจากเครื่องยนต์แบบ Otto Cycle ทั่วไปที่มีระยะการอัดและการขยายตัวเท่ากัน โดยในยุคปัจจุบันผู้ผลิตยานยนต์ปรับใช้ระบบวาล์วแปรผัน (Variable Valve Timing) เพื่อควบคุมให้วาล์วไอดีเปิดค้างไว้นานขึ้นเล็กน้อยในขณะที่ลูกสูบเริ่มเคลื่อนที่ขึ้น

เจาะลึกเครื่องยนต์ Atkinson Cycle เคล็ดลับความประหยัดของรถยนต์ไฮบริดจาก Toyota และ Honda

ส่งผลให้อากาศบางส่วนไหลย้อนกลับไปยังท่อร่วมไอดี จึงช่วยลดกำลังอัดจริงภายในกระบอกสูบลง แต่ยังคงระยะชักในการจุดระเบิดเพื่อสร้างกำลังที่ยาวเท่าเดิม ทำให้เครื่องยนต์ดึงพลังงานความร้อนจากการเผาไหม้มาใช้งานได้คุ้มค่ามากขึ้นและสูญเสียพลังงานความร้อนทิ้งไปน้อยลง

ข้อได้เปรียบหลักของ Atkinson Cycle คืออัตราส่วนการขยายตัวที่สูงกว่าอัตราส่วนกำลังอัดจริง จึงช่วยลดการสูญเสียกำลังจากการดูดไอดี (Pumping Losses) ได้เป็นอย่างดี ทว่าการลดกำลังอัดจริงก็มีข้อแลกเปลี่ยนคือ เครื่องยนต์จะผลิตแรงม้าและแรงบิดได้น้อยกว่าเครื่องยนต์ขนาดความจุเท่ากัน โดยเฉพาะในช่วงรอบความเร็วรอบต่ำ ทั้งนี้ยังมีวัฏจักร Miller Cycle ที่ทำงานใกล้เคียงกัน แต่จะเพิ่มระบบอัดอากาศอย่างเทอร์โบชาร์จเจอร์หรือซูเปอร์ชาร์จเจอร์เข้ามาช่วยเสริมปริมาณไอดี

เจาะลึกเครื่องยนต์ Atkinson Cycle เคล็ดลับความประหยัดของรถยนต์ไฮบริดจาก Toyota และ Honda

ข้อจำกัดด้านพละกำลังในรอบต่ำถูกแก้ไขอย่างลงตัวเมื่อนำมาจับคู่กับระบบขับเคลื่อนไฮบริด เนื่องจากมอเตอร์ไฟฟ้าสามารถส่งแรงบิดมหาศาลได้ตั้งแต่จังหวะออกตัว ช่วยชดเชยจุดด้อยของเครื่องยนต์ Atkinson Cycle ได้ทันที ทำให้เครื่องยนต์เบนซินสามารถทำงานอยู่ในช่วงรอบที่มีประสิทธิภาพสูงสุดได้อย่างต่อเนื่อง

เจาะลึกเครื่องยนต์ Atkinson Cycle เคล็ดลับความประหยัดของรถยนต์ไฮบริดจาก Toyota และ Honda

โดย Toyota ได้นำแนวคิดนี้มาใช้งานใน Toyota Prius ตั้งแต่เปิดตัวครั้งแรกในปี 1997 เช่นเดียวกับระบบไฮบริดมอเตอร์คู่ของ Honda ที่ผสานการทำงานร่วมกับเครื่องยนต์ Atkinson Cycle เช่นกัน

เจาะลึกเครื่องยนต์ Atkinson Cycle เคล็ดลับความประหยัดของรถยนต์ไฮบริดจาก Toyota และ Honda

อย่างไรก็ตาม เครื่องยนต์ Atkinson Cycle ไม่ได้ถูกนำไปใช้งานกับรถยนต์ไฮบริดทุกรุ่น เนื่องจากระบบส่งกำลังไฮบริดในปัจจุบันมีความหลากหลายสูง โดยเครื่องยนต์บางรุ่นสามารถสลับการทำงานระหว่าง Otto Cycle และ Atkinson Cycle ได้ตามสภาพการขับขี่ผ่านระบบวาล์วแปรผัน เพื่อมอบความประหยัดเมื่อขับขี่ด้วยความเร็วคงที่ และพร้อมเรียกพละกำลังกลับมาเมื่อต้องการเร่งแซง

ที่มา: Motor1.com

แสดงความคิดเห็น

เขียนโดย Sakura P.