ย้อนกลับไปยังช่วงเวลาแห่งการกำเนิดสิ่งที่น่าสนใจอย่างมอเตอร์ไซค์แข่งจากทีม Elf Honda ที่มาพร้อมดีไซน์ช่วงหน้าแบบ Forkless ในยุค 80s ซึ่งมีจุดเด่นที่ระยะเบรกสั้นกว่ารถแข่งของทีมอื่นๆนั้น เป็นนำไปสู่การพัฒนาช่วงหน้าแบบต่างๆในเวลาต่อมา เพื่อต่อสู้กับระยะเบรกที่สั้นลงทีมงานวิศวกรของผู้ผลิตระบบกันสะเทือนหลายแบรนด์เลือกที่จะใช้การเพิ่มค่า hardness และ smoothness ของผิวที่เคลือบช่วงหน้าของรถเอาไว้ ซึ่งจะสังเกตได้ว่าช่วงหน้าของมอเตอร์ไซค์รุ่นใหม่ๆ จะมีการเคลือบด้วยผงไทเทเนียมไนไตรด์จนมีระดับค่าความแข็งสูงมากๆ กระทั่งช่วงเวลาที่มอเตอร์ไซค์ต้องการช่วงหน้าที่มีความแข็งแกร่งมากขึ้น และด้วยขนาดที่ใหญ่ขึ้น แข็งแกร่งขึ้น อีกทั้งยังมีให้ตัวเลือกติดตั้งทั้งแบบมาตรฐาน และแบบ upside-down ทำให้มอเตอร์ไซค์ช่วงหน้า Telescopic ก็เข้ายึดครองตลาดมอเตอร์ไซค์ทั่วโลกในที่สุด

รวมถึงเมื่อไม่นานมานี้อลูมิเนียมถูกนำมาใช้งานอย่างแพร่หลายในวงการอุตสาหกรรมมอเตอร์ไซค์ เพราะน้ำหนักของรถนั้นเป็นหนึ่งในองค์ประกอบสำคัญของมาตรฐานใหม่สำหรับการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิง ซึ่งโลหะที่มีความหนาแน่นเพียงหนึ่งในสามของเหล็ก แต่มีความทนทานใกล้เคียงกันอย่างอลูมิเนียมจึงกลายเป็นคำตอบของโจทย์ข้อนี้ อย่างไรก็ตามอุตสาหกรรมโลหะก็ตอบโต้ด้วยการพัฒนาโลหะผสมความแข็งแรงสูง HSLA (high-strength, low-alloy steel) ที่มีคุณสมบัติต้านทานต่อการกัดกร่อนสูงกว่าเหล็กคาร์บอน พร้อมกับอาศัยหลักทุนนิยมด้วยการโฆษณาสรรพคุณว่าเป็นโลหะน้ำหนักเบาชนิดใหม่ลงในนิตยสารทางวิศวกรรม อีกทั้งยังพัฒนากระบวนการผลิตให้โลหะที่มีความแข็งแกร่งสูงชนิดนี้สามารถขึ้นรูปตามต้องการได้อย่างง่ายดายด้วยต้นทุนที่ต่ำกว่า ทำให้โลหะชนิดนี้หยุดยั้งกระแสนิยมอันรุนแรงของอลูมิเนียมลงได้ในที่สุด

มอเตอร์ไซค์แข่งจากทีม Elf Honda ที่มาพร้อมดีไซน์ช่วงหน้าแบบ Forkless ในยุค 80s

เช่นเดียวกับเครื่องยนต์สันดาปภายในที่ได้รับการพัฒนาสมรรถนะ พร้อมกันกับแสดงถึงความสามารถในการผ่านมาตรฐานกฎหมายควบคุมมลพิษอย่างต่อเนื่อง ซึ่งความเข้มงวดของกฎหมายควบคุมมลพิษนี้เองทำให้เกิดเทคโนโลยีเครื่องยนต์ไร้หัวเทียน Homogeneous charge compression ignition (HCCI) ขึ้น ด้วยการผสมผสานแนวคิดระหว่างเครื่องยนต์ดีเซลและเครื่องยนต์เบนซินเข้าด้วยกัน โดยสร้างส่วนผสมที่มีน้ำมันเชื้อเพลิงปะปนบางๆในเนื้ออากาศก่อนจะส่งเข้าสู่ห้องเผาไหม้ จากนั้นลูกสูบจะทำการอัดอากาศที่เข้าสู่ห้องเผาไหม้ (คล้ายกับกระบวนการทำงานของเครื่องยนต์ดีเซล) จนเกิดการจุดระเบิดด้วยตัวเอง (Auto Ignition) เป็นกำลังผลักลูกสูบในห้องเผาไหม้ขณะที่ไอเสียอยู่ในจังหวะคาย และเตรียมพร้อมส่งต่อไปยังกระบวนการต่อไป ซึ่งทำให้สามารถลดการปล่อยก๊าซไนโตรเจนออกไซด์ (NOx) ลงได้อย่างมาก

แต่ปัญหาใหญ่ของระบบ HCCI ในอดีตคือ เป็นเครื่องยนต์ที่ต้องการตัวช่วยในการจุดระเบิดหากอยู่ในสภาวะที่อุณหภูมิไม่สูงพอ และควบคุมตัวแปรยากกว่าเนื่องจากกระบวนการทำงานของเครื่องยนต์ใช้การจุดระเบิดเองทั้งหมด และไม่สามารถควบคุมการทำงานของหัวฉีดเชื้อเพลิงได้ จึงมีความพยายามในการแก้ปัญหาหลากลายวิธี เช่น การควบคุมปริมาณการหมุนเวียนของก๊าซไอเสียร้อน ปรับเปลี่ยนอัตราส่วนการบีบอัด และอื่นๆอีกหลากหลายวิธี แต่ก็ยังไม่ได้คำตอบที่ชัดเจน นอกจากนี้ ตัวแปรของเครื่องยนต์ HCCI คือความไวปฏิกริยาของน้ำมันเชื้อเพลิง ขณะที่น้ำมันเบนซินนั้น ก็ได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อให้ทนต่อการจุดระเบิดด้วยตัวเอง จึงทำให้มีความไวปฏิกิริยาของน้ำมันเชื้อเพลิงค่อนข้างต่ำ ต่างจากน้ำมันดีเซลที่มีค่าซีเทนสูง จึงมีความไวปฏิกิริยาของน้ำมันเชื้อเพลิงสูง ทั้งยังสามารถจุดระเบิดด้วยตัวเองค่อนข้างง่าย เมื่อมีปรับสัดส่วนและพัฒนาการฉีดเชื้อเพลิงผ่านทางช่องไอดี (port injection) รวมถึงระบบจ่ายน้ำมันเพลิงแบบรางร่วมขึ้นมาใช้งาน การควบคุมความไวปฏิกิริยาของน้ำมันเชื้อเพลิงจึงง่ายขึ้น

การพัฒนาเครื่องยนต์ใช้เบนซินร่วมกับดีเซลด้วยระบบ (RCCI:Reactivity -Controlled Compression Ignition) จึงเป็นอีกหนึ่งคำตอบของอุตสาหกรรมยานยนต์ โดยเครื่องยนต์ระบบ RCCI ที่มีการทำงานแบบเครื่องยนต์ดีเซล โดยจะมีการฉีดน้ำมันเบนซินเข้าไปผสมกับอากาศในห้องเผาไหม้ที่มีอัตราส่วนกำลังอัดสูงราวๆ 16:1 โดยอาศัยนำมันดีเซลทำหน้าที่เป็นตัวจุดระเบิดแทนหัวเทียน ด้วยอัตราส่วนผสมที่ใช้น้ำมันดีเซลซึ่งน้อยกว่าน้ำมันเบนซิน และช่วงเวลาของการจุดระเบิดที่เหมาะสม จึงทำให้ปริมาณการปล่อยมลพิษลดลง

ภาพแสดงกระบวนการทำงานภายในห้องเผาใหม่ของเครื่องยนต์ระบบ RCCI

ซึ่งเป็นกรณีที่ใกล้เคียงกับที่พบได้ทั่วไปสำหรับมอเตอร์ไซค์เครื่องยนต์ scavenged สองจังหวะในยุค 60s และ 70s ที่ใช้การดึงไอเสียจากท่อไอเสียกลับมาหมุนเวียน เผาไหม้ร่วมกับอากาศดีเพื่อให้มีไอเสียที่ดีขึ้นและลดปริมาณแก๊สไนโตรเจนออกไซด์ ซึ่งระบบเครื่องยนต์สันดาปดังกล่าว เผยแพร่โดยทีมวิจัยของมหาวิทยาลัย University of Wisconsin นำโดย Rolf Reitz ซึ่งชี้ให้เห็นว่า กระบวนการสันดาปของเครื่องยนต์ระบบ RCCI มีประสิทธิภาพสูงกว่าเครื่องยนต์ดีเซลปกติถึง 20 เปอร์เซ็นต์ เนื่องจากความแตกต่างที่สำคัญคืออุณหภูมิการเผาไหม้ต่ำของเครื่องยนต์ระบบ RCCI ที่จะระบายความร้อนออกมาได้น้อยกว่าการหล่อเย็น

อย่างไรก็ตาม ข้อจำกัดของเครื่องยนต์ระบบ RCCI ที่ต้องการน้ำมันเชื้อเพลิงสองประเภทในการทำงาน ซึ่งเป็นอีกหนึ่งข้อพิสูจน์ถึงศักยภาพในการยืดชีวิตของเครื่องยนต์สันดาปภายในให้อยู่รอดปลอดภัยในช่วงเวลาที่ทั่วโลกหันมาให้ความสนใจกับสิ่งแวดล้อมอย่างจริงจังไปอีกแสนนาน ทั้งยังแสดงความเป็นเทคโนโลยีที่เปี่ยมไปด้วยพลังในการต่อสู้กับตัวเลือกทางเศรษฐกิจ และข้อบังคับทางสังคมได้เป็นอย่างดี

------
เรียบเรียงโดย HD-Playground
ที่มา... cycleworld.com