ช่วงหลายปีที่ผ่านมา เราคงต้องยอมรับว่า ราคาน้ำมันที่แพงสูงขึ้นอย่างต่อเนื่องทำให้ค่ายผู้ผลิตรถยนต์มองหาแนวทางใหม่ๆ ออกมาตอบโจทย์การใช้งานของผู้บริโภค และในแนวทางหนึ่ง คงไม่พ้นในเรื่องของการแนะนำเครื่องยนต์ที่ใช้พลังงานทางเลือก หรือไม่ก็หันไปสู่โลกอนาคต แบบรถไฮบริด หรือ ไฟฟ้าแต่ค่ายรถยนต์ Mazda กลับแตกต่างกว่าที่เราคิด
แนวทางต่างๆที่มากมาย แต่ข้อคำถามที่สำคัญคือเราทำสิ่งที่ดีที่สุดออกมาวางจำหน่ายรึยัง ทำให้ ค่ายรถยนต์ Mazda มองเห็นถึงความเป็นไปได้ที่จะนำเทคโนโลยีใหม่ๆมาสู่ตลาด เพิ่มสมรรถนะทุกอย่างผสานเป็นองค์รวมที่ก่อให้เกิดเป็นรถยนต์สักคัน
อภิมหาโครงการพัฒนาที่เรียกว่าท้าทายและใหญ่ที่สุดของค่ายรถยนต์ Mazda ที่พวกเขามองหาความสามารถในการพัฒนาเครื่องปัจจุบันรวมถึงทุกอย่างที่ก่อร่างสร้างเป็นรถยนต์ หนึ่งคันให้ตอบโจทย์มากยิ่งขึ้น และนั่นคือนำไปสู่อีกขั้นของความสามารถที่ไม่เหมือนใครในนาม Mazda Sky active technology
Mazda Skyactiv Body
อะไรคือส่วนที่สำคัญที่สุดที่ก่อเกิดเป็นรถยนต์สักคัน นั่นคงไม่มีอะไรมากกว่าโครงสร้างตัวถังจุดเริ่มต้นของทุกอย่างจนก่อเกิดเป็นรถยนต์ขึ้นมาสักคันหนึ่ง ซึ่งในความเป็นจริงแล้วโครงสร้างตัวถังมักจะถูกให้ความสำคัญไม่มากนัก เรียกว่าขายได้ ผ่านความปลอดภัยก็โอเค แต่ Mazda มองว่า การจะทำรถที่ดีไม่ใช่แข็งแรงเข้าว่า แต่ต้องชาญฉลาดทั้งยังน้ำหนักเบาไปพร้อมกัน
ความตั้งใจจริงทำให้ Mazda มุ่งสู่เป้าหมายที่เริ่มจากการที่รถยนต์ Mazda ภายใต้ Skyactiv ใหม่ จะมาพร้อมเหล็กความทนทานสูง High tensile steel ซึ่งทั้งแข็งแกร่งและมีน้ำหนักเบาในการใช้งาน ทำให้มีความแข็งแกร่งที่มากขึ้น ซึ่งเพิ่มขึ้นจากรุ่นปัจจุบันที่ใช้ไปกว่า ร้อยละ 40 จนมาอยู่ที่ร้อยละ 60 เป็นครั้งแรกที่เหล็กแบบนี้ถูกนำมาใช้มากกว่าครึ่งหนึ่งของโครงสร้างตัวถังทั้งหมด โดยเฉพาะเหล็กที่ให้ความทนทานสูงเช่นเหล็ก 1500 MPa ถูกใช้เป็นโครงสร้างหลักๆของตัวรถ ในขณะที่โครงสร้างอื่นๆนั้น หัวมาพึ่งความทานทานระดับกลางมากขึ้นไปพร้อมกันด้วย
เมื่อได้เหล็กที่ต้องการแล้วการออกแบบโครงสร้างใหม่ให้แข็งแรงก็เป็นสิ่งที่จำเป็นเช่นกัน โดยเริ่มจากโครงสร้างหลักที่ลดความซับซ้อนแล้วใช้การวางโครงสร้างใหม่ ซึ่งเน้นการวางเป็นแนวเส้นตรงเพื่อช่วยเพิ่มความแข็งแรง และพร้อมกันนั้นยังพัฒนาวิธีการก่อโครงสร้างโดยเพิ่มจุดเชื่อมต่อต่างๆให้มาอยู่ร่วมกันเพื่อเสริมความแข็งแรงมากขึ้นในการขับขี่ และยังพัฒนาโครงสร้างทางด้านหน้าใหม่ที่ช่วยกระจายแรงจากการปะทะขณะเกิดการชนเพิ่มมากยิ่งขึ้น โดยแบ่งให้มีเส้นทางที่ต่างกันเพื่อลดความเสียหายที่อาจจะเกิดต่อโครงสร้างหลักและยังลดความรุนแรงที่จะเป็นค่าใช้จ่ายต่อการซ่อมรถน้อยลง
จากความพยายามดังกล่าว Mazda ได้ตัวถังที่เบาลงอีกกว่า 8% เช่นเดียวกันกลับได้ความแข็งแรงมากขึ้นถึง 30% ที่สำคัญมันน่าจะผ่านตามมาตรฐานทดสอบชนใหม่ๆ มากมาย
SkyActiv Chassis
โครงสร้างตัวถังที่ยอดเยี่ยมต้องมาพร้อมกับโครงสร้างวิศวกรรมที่ยอดเยี่ยมเช่นกัน ส่วนหนึ่งในการพัฒนาแชสซีนี้ คือการพยายามทำให้รถมีความสามารถในการขับขี่ที่ดีขึ้น และตรงประเด็นต่อจุดประสงค์ 3 ข้อใหญ่ๆ คือ
1.ให้ความคล่องตัวและความมั่นใจมากยิ่งขึ้นในเสถียรภาพการขับขี่
2.สร้างความสมดุลระหว่างความนุ่มนวลในการขับขี่และความคล่องตัว
3.สร้างความเป็นไปได้ระหว่างการให้น้ำหนักบากับความมั่นคงแข็งแรง
โจทย์ทั้งสามข้อดังกล่าวนี้ ไม่ใช่เรื่องง่ายๆเลยต่อการพัฒนาตัวรถให้ตอบโจทย์ได้ครบครัน เนื่องด้วยทั้งสามข้อนั้นเป็นคู่ที่ต่างขั้วกันมาตั้งแต่ไหนแต่ไร ทว่า Mazda ไม่ได้มองว่ามันเป็นไปไม่ได้ แต่ต้องอาศัยความรู้ทางด้านวิศวกรรมเข้ามาประกอบสร้างก็เท่านั้น
Mazda Sky Active Chassis จึงเป็นเหมือนดั่งอีกเสาเอกที่ปักลงในการสร้างความแตกต่างกับรถยนต์ที่วางจำหน่าย ซึ่งแง่หนึ่งก็ต้องยอมรับว่ามันเป็นส่วนสำคัญ โดยเริ่มจากการปรับตั้งค่าต่างๆ ก่อน โดยเฉพาะการเซทมุมล้อ ซึ่งจะส่งผลโดยตรงต่อการทำงานของระบบช่วงล่าง ซึ่งเน้นที่การให้ความกระชับมากขึ้น แต่ไม่กระด้างในการขับขี่
จุดยึดใหม่ๆ ที่สามารถให้อารมณ์ที่ลงตัวทั้งความนิ่มนวลและความสปอร์ต ถูกสร้างสรรค์ขึ้น โดยเฉพาะด้านหลังที่มีการปรับชุดจุดยึด Trailing Arm ใหม่ ทำให้มุมต่างๆเปลี่ยนไป รวมถึงแรงกระทำที่จะมีผลต่อโครงสร้างรถ ที่ถูกปรับให้ถ่ายทอดลงสู่พื้นไม่ใช่ตัวถัง
ท้ายที่สุดในหมวดของแชสซี ยังให้ความสำคัญต่อการลดน้ำหนักในองค์รวม โดยลดความซับซ้อนของชุดจุดยึดระบบช่วงล่าง ซึ่งมีมากมาย แล้ว ขยายความยาว และความกว้างของชุดจุดยึดเหล่านั้น เพื่อลดการใช้เหล็กลง นอกจากนี้ การเชื่อมเหล็กแบบเดิมๆที่มันจะเหลือขอบข้าง ซึ่งเป็นน้ำหนักที่เปล่าประโยชน์ก็แทนที่ด้วยการประกบแล้วเชื่อมที่ให้ความแข็งแรงกว่าอีกด้วย
Sky Activ Engine G
เครื่องยนต์เบนซิน นับว่าเป็นนวัตกรรมที่มีมาตั้งแต่รถยนต์เพิ่งเดขึ้นครั้งแรกในโลก และมันก็ได้รับการพัฒนามาอย่างต่อเนื่องจวบจนปัจจุบัน แม้การเปลี่ยนแปลงทางด้านความก้าวหน้าทางวิศวกรรมจะมีมากขึ้น แต่เครื่องยนต์เบนซินกลับไม่ได้รับการพัฒนามากมายนักอย่างที่คิด หรือเครื่องยนต์ที่มีความก้าวหน้าสูงก็มักจะอยู่ในเพียงสามแข่งเท่านั้น
ข้อเท็จจริงเหล่านี้เป็นเรื่องที่บ่งชี้ชัดและ Mazda ก็ตัดสินใจในการนำเครื่องยนต์เบนซินมาพัฒนาใหม่ โดยยังใช้พื้นฐานการทำงานเดิมที่ใครก็สามารถเข้าใจได้แต่พัฒนาให้มีความสามารถสูงขึ้น ซึ่งให้สมรรถนะที่ดีขึ้น และเช่นเดิมมันยังต้องมาพร้อมความประหยัดไปในตัวของมันเองด้วย
อะไรคือจุดที่จะพัฒนานับเป็นโจทย์ที่ไม่ง่าย แต่แล้ววิศวกร Mazda ก็นึกถึงกำลังอัด ซึ่งหมายถึงอัตรากำลังที่เกิดขึ้นจากการจุดระเบิด ยิ่งแรง เครื่องยิ่งมีกำลังที่มากขึ้นและนั่นหมายถึงแรงบิดที่มากขึ้น และเมื่อมีแรงบิดมากขึ้นหมายถึงผู้ใช้รถสามารถขับขี่ได้อย่างสนุกสนานและพร้อมกันก็ให้ความประหยัดเพราะไม่จำเป็นต้องเร่งมากมายนัก
ไม่บ่อยนักที่เราจะได้ยินกำลังอัด 14 :1 ในเครื่องยนต์สำหรับรถยนต์ที่วางจำหน่ายที่ใครก็สามารถเป็นเจ้าของได้ ด้วยกำลังอัดสูงจะส่งผลต่อการจุดระเบิดที่อาจจะทำให้เกิดการจุดระเบิดที่มิบังควรก่อนที่จะถึงเวลาของมันจริงๆ ส่งผลให้เครื่องยนต์สามารถทำงานผิดพลาดแลอาจจะนำมาสู่ความเปราะบางของระบบได้
วิศวกร Mazda คิดไม่ตกในเรื่องนี้ และท้ายที่สุดพวกเขาก็เจอสาเหตุที่ทำให้ความเป็นไปไม่ได้เกิดขึ้น ด้วยส่วนหนึ่งไอเสียที่เกิดจากการเผาไหม้จะยังตกค้างบางส่วนในห้องเผาไหม้ ก่อให้เกิดความร้อนสะสมอยู่จำนวนหนึ่ง และท้ายที่สุดโจทย์สำคัญนี้ก็ถูกขจัดด้วยการระบายความร้อนที่รวดเร็วกับครั้งแรกที่ท่อไอเสียรถยนต์จากโรงงาน จะมาพร้อม ท่อร่วมไอเสียแบบ 4-2-1 เหมือนที่รถแข่งใช้กัน
การใช้ท่อเฮดเดอร์แบบ 4-2-1 นี้ ช่วยให้การระบายไอเสียเป็นไปได้อย่างรวดเร็วและง่าย ทั้งยังช่วยลดการที่ไอเสียไหลย้อนไปยังห้องเผาไหม้อีกห้องหนึ่ง ซึ่งทำให้เกิดความร้อนสะสมเพิ่มและการที่ปรับให้ไอเสียแต่ละห้องออกจากการกันอย่างอิสระจะช่วยให้มีการะบายความร้อนที่ดีและรวดเร็วยิ่งขึ้น และระยะที่ยาวจากท่อไอเสียปกติ 600 ม.ม. ก็ยังส่งผลต่อการทำงานของเครื่องยนต์โดยเฉพาะการใช้เครื่องยนต์ในรอบสูง
นอกจากการพัฒนาการระบายความร้อนแล้ว Mazda ยังพัฒนาการออกแบบลูกสูบรวมถึงวัสดุของชุดลูกสูบใหม่ด้วย ที่ให้ทั้งความทนทานและมีน้ำหนักเบา เมื่อผสานกับระบบหัวฉีดหลายทิศทาง ที่ให้การผสานอัตราส่าวนผสมที่สมบูรณ์แบบมากยิ่งขึ้น เพิ่มการเผาไหม้ที่สมบูรณ์มากยิ่งขึ้น
แม้การเพิ่มสมรรถนะเครื่องยนต์ใน Mazda Sky active G ดูจะเป็นเรื่องที่สำคัญอย่างมาก แต่ Mazda ก็มีออพชั่นที่ช่วยในการประหยัดน้ำมันมาเสริมทัพ เช่นระบบ i-Stop หยุดการทำงานเครื่องยนต์อัตโนมัติ รวมถึงระบบ i-Eloop ที่เตรียมพร้อมการทำงานของเครื่องยนต์เมื่อหยุดการทำงานทำให้ยามหลับใหลก็พร้อมตื่นมาขยันขันแข็งเช่นเคย
Mazda SkyActiv Engine D
ถึงที่ผ่านมาบ้านเราจะคุ้นเคยกับรถยนต์ Mazda ในรูปแบบเครื่องยนต์เบนซินเสียมาก แต่ในอนาคตด้วยความนิยมของเครื่องยนต์ดีเซลที่เพิ่มขึ้น ก็อาจจะมีความเป็นไปได้ที่เราจะได้เห็นค่ายรถยนต์รายนี้มีรถยนต์ที่น้ำเสนอเครื่องยนต์ดีเซลออกมาวางจำหน่ายในตลาด
ภายใต้การแนะนำเทคโนโลยี Sky Activ ใหม่ นี้ยังมาพร้อมกับความน่าสนใจอย่างมาก เมื่อมีการพูดถึงเครื่องยนต์ดีเซล Sky Activ D ซึ่งนั่นหมายความว่าค่ายรถยนต์ zoom-Zoom อาจจะมาทำตลาดในกลุ่มนี้ ซึ่งยังมีคู่แข่งไม่มากนัก เมื่อเทียบจากค่ายรถยนต์ในกลุ่มเดียวกัน ที่เป็นรถยนต์ที่ไม่ว่าใครก็จับต้องได้
ในการพัมนาคึรื่องยนต์ดีเซลใหม่นี้ แม้จากเครื่องยนตืเบนซินจะมีการเพิ่มสมรรถนะมากขึ้น แต่ดีเซล เป็นเหมือนการปรุงแต่งให้มันสมบูรณ์มากยิ่งขึ้น เริ่มต้นจากการขบคิดว่าจะทำอย่างไรให้เครื่องยนต์ดีเซลมีมลภาวะต่ำ หลังจากที่หลายประเทศทั่วโลกกำลังจะก้าวสู่มาตรฐานทางด้านมลพิษใหม่ เช่นเดียวกันในไทยที่น่าจะบังคับใช้ในอีกไม่ช้า
การทำให้ดีเซลมีมลพิษต่ำนั้นก็ไม่ใช่เรื่องง่ายเช่นเดียวกันกับสมรรถนะการขับขี่ที่ขาดไม่ได้ จนเรียกว่า เป็นอีครั้งที่เจอคู่ตรงข้ามคนละขั้ว แต่ Mazda ก็ท้าทายด้วยกฎการออกแบบใหม่ ที่สร้างสรรค์ด้วยกรลดกำลังอักของเครื่องยนต์ดีเซลลงจากเดิมที่เฉลี่ยแล้วมีกำลังอัดที่ 16 :1 ลงมาอยู่ที่ 14 :1 เท่ากับที่พัฒนาและใช้ใน Sky Activ G
แนวทางที่เน้นลดกำลังอัดนี้อาจจะดูแล้วแปลก แต่กำลังอัดที่น้อยลงก็หมายถึงการประวิงเวลามาขึ้นเพื่อเพิ่มความสมบูรณ์ในการเผาไหม้มากยิ่งขึ้น จากเดิมที่เน้นการจุดระเบิดอย่างรวดเร็ว ซึ่งทำให้เกิดควันดำหลงเหลือจากการเผาไหม้อยู่บ้าง แต่เครื่องดีเซล Sky Activ สำเร็จในการลดการเกิดควันดำ
นอกจากการลดกำลังอัดแล้ว วิธีการจุดระเบิดก็ยังมีการเปลี่ยนแปลงไปจากเดิมด้วยเช่นกัน จากที่ทั่วไปการจ่ายน้ำมันเพื่อให้เกิดการเผาไหม้ในเครื่องยนต์ดีเซลจะเกิดขึ้นตอนลูกสูบเริ่มหมุนลงจากจุดศูนย์ตายบนเล็กน้อย Mazda ก็มองว่า ทำไมไม่จุดที่มันอยู่ ณ จุดศูนย์ตายบนเลย ทำให้ได้กำลังแรงถีบจากการจุดระเบิดที่มากกว่า ทำให้มีแรงบิดสู่ข้อเหวี่ยงที่มากขึ้น โดยไม่ต้องยุ่งยากอะไรนัก
นอกจากการพัฒนาปรับเปลี่ยนจังหวะและ Mazda Sky Activ D ยังลดน้ำหนักของเครื่องยนต์ไปพร้อมกันด้วยโดยเมื่อเทียบกับเครื่องยนต์ทั่วไปแล้ว มันเบากกว่า 25 ก.ก. โดยได้อานิสงค์จากการออกแบบชิ้นส่วนใหม่ โดยเฉพาะเพลาข้อเหวี่ยงที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางลดลงจาก 60 ม.ม. ลงมาเหลือเพียง 52 ม.ม. หรือหาไปราวๆ 1 ใน 4 และนั่นทำให้ Mazda Sky Activ Diesel มีค่าเฉลี่ยน้ำหนักเครื่องยนต์ใกล้เคียงกับขุมพลังเบนซิน และการลดแรงเสียดทานจากกลไก ทำให้ สามารถเร่งรอบได้ง่ายขึ้น โดยมีรอบเครื่องยนต์สูงสุดถึง 5200 รอบต่อนาที
อย่างไรก็ดี ระบบเครื่องยนต์ดีเซลแบบใหม่นี้อาจจะสร้างปัญหาได้ในตอนสตาร์ท โดยเฉพาะในที่ซึ่งมีความเย็นอาจจะเกิดการจุดระเบิดที่ไม่สมบูรณ์ Mazda จึงเริ่มด้วยการนำระบบหัวฉีดใหม่ล่าสุดจาก Piezo สามารถจ่ายน้ำมันได้ถึง 9 ครั้ง ต่อการจุดระเบิดเพียงครั้งเดียว และเช่นเดียวกันการอุ่นเครื่องยังต้องอาศัยการกักเก็บความร้อนไว้บางส่วนจึงมีการออกแบบระบบ VVL ทางฝั่งไอเสียเพื่อตอบสนองในเรื่องนี้ และท้ายสุดแรงบิดและการประหยัดน้ำมันก็เป็นเรื่องสำคัญ ระบบเครื่องยนต์ Sky Activ D จึงมาพร้อมระบบเทอร์โบชาร์จคู่ ทำงานในลักษณ์ต่อเนื่องระหว่างหันหรือ Sequential ทำให้ได้ทั้งสมรรถนะ ความประหยัด และลดการรอรอบลงได้พอสมควร
Sky Activ Drive
แม้เครื่องยนต์จะมีความสมบูรณ์แบบและลงตัวมากยิ่งขึ้น แต่สิ่งที่ดูเหมือนจะขาดไม่ได้ก็ดูท่าว่าจะเป็นระบบส่งกำลังหรือชุดเกียร์ ซึ่งจะรับกำลังไปถ่ายทอดลงชุดเพลาต่างๆ ขับเคลื่อนไปข้างหน้าตามที่ผู้ขับขี่ต้องการ
ปัจจุบัน ระบบเกียร์มีมากมายหลากหลายแบบตามความเชื่อของผู้ผลิตที่มองถึงปัญหาและปัจจุบัน ของกลุ่มผู้บริโภคต่างกันออกไป แต่ว่าระบบส่งกำลังแต่ละแบบก็ยังมีข้อดีข้อเสียต่างกัน ทว่า Mazda มองถึงระบบส่งกำลังที่มีดีทุกด้านมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้
การรวมเอาข้อดีของระบบเกียร์ทุกแบบมาอยู่ในระบบเดียวคงไม่ใช่เรื่อง่าย แต่มันก็เป็นไปได้ใน Mazda Skyactiv Drive ที่เน้นหนักในการพัฒนาให้มันมีความลงตัว ซึ่งยังต้องทิ้งความสนุกสนานในการขับขี่และเช่นกันเรื่องความประหยัดก็เป็นหัวข้อที่ทิ้งไม่ได้
อะไรคือปัญหาสำคัญในระบบเกียร์อัตโนมัติปัจจุบัน และคำตอบนั้นนำมาซึ่งการเชื่อต่อซึ่งระบบเกียร์อัตโนมัติมักจะมีการลื่นไถลในช่วงจังหวะหนึ่ง ซึ่งทำให้ชุดเกียร์ส่งกำลังจากเครื่องยนต์ไม่ได้เต็มที่ และ Sky Activ drive จึงพัฒนาจุดสำคัญของระบบเกียร์อัตโนมัติ torque Converter ให้มีความสามารถมากขึ้น เริ่มจากการใช้คลัทช์หลายแผ่นซ้อนเพื่อลดการลื่นช่วงจังหวะทำงานน้อยลง ลั่น ทำให้ เมื่อเทียบกับระบบเกียร์อัตโนมัติธรรมดาทั่วไป ระบบเกียร์ Sky active drive จะมีอัตราการล็อคกำลังส่งลงชุดเกียร์มากกว่าร้อยละ 89 จากระบบเกียร์ทั่วไปที่ทำได้ดีสุดเพียงร้อยละ 64
เคียงข้างจากระบบดังกล่าวแล้วยังมีการพัฒนาชุดเกียร์ในระบบอื่นๆไปพร้อมกัน แต่ข้อมูลดังกล่าวไม่ได้เปิดเผยออกมา ทว่านอกจากเรื่องดังกล่าวแล้วยังเป็นครั้งแรกที่ชุดควบคุมระบบส่งกำลังถูกติดตั้งในชุดเกียร์โดยตรงเพื่อใช้พื้นที่ให้ง่าย ทั้งต่อการดูแลรักษาและจัดวาง
เมื่อมองภาพรวมของเทคโนโลยี Sky Activ ของ Mazda แล้ว เราคงปฏิเสธไม่ได้ว่า นี่คือที่สุดของที่สุด เทคโนโลยีจากค่ายรถยนต์ ที่บ้านเราจะเป็นชาติแรกๆในภูมิภาคที่ได้สัมผัสระบบดังกล่าวก่อนใคร โดยตามมาการเปิดเผยของมาสด้ารถยนต์รุ่นแรกที่จะมาพร้อมเทคโนโลยีใหม่นี้คือ Mazda CX-5 ใหม่ ซึ่งจะวางจำหน่ายในเดือนตุลาคมนี้
เรื่อง โดย ณัฐยศ ชูบรรจง
ขอบคุณข้อมูลจาก Mazda Motor จาก Mazda Sky Activ Technology Forum
จัดโดย บริษัท มาสด้า เซลล์ (ประเทศไทย) จำกัด
ภาพวีดีโอจาก Mazda Motor บน youtube
LINE
ความคิดเห็น