โรตารี มิติใหม่ ?

ในงานมหกรรมยานยนต์โตเกียวครั้งล่าสุดที่เพิ่งผ่านพ้นไป หลายคนมุ่งความสนใจไปยังรถยนต์แนวคิดจากบรรดาค่ายรถยนต์ต่างๆ ที่พร้อมใจกันเดินตามกระแสยานยนต์อัตโนมัติ ที่วิ่งได้โดยไม่ต้องอาศัยคนขับ (AUTONOMOUS VEHICLE) ไม่ว่าจะค่าย นิสสัน หรือ เมร์เซเดส-เบนซ์ ซึ่งจะว่าไปแล้วหากเป็นไปได้จริงตามที่ การ์โลส โกส์น (CARLOS GHOSN) ประธานผู้เปี่ยมไปด้วยวิสัยทัศน์ของ นิสสัน ทำนายไว้ คือ เราจะได้เห็นรถยนต์กลุ่มแรกๆ ที่วิ่งได้โดยไม่ต้องอาศัยคนขับในปี 2020 ซึ่งก็คือ ในอีก 5 ปีเท่านั้น นับว่าเป็นเรื่องท้าทายไม่น้อยสำหรับผู้ผลิต และสำหรับผู้โดยสารเองที่จะไว้วางใจเทคโนโลยีใหม่นี้ ซึ่งหากมันสามารถพัฒนาขึ้นมาจนเชื่อใจได้แล้วล่ะก็ โลกของรถยนต์จะเปลี่ยนไปอย่างสิ้นเชิงแน่นอน

แต่สำหรับคนที่ยังชื่นชอบจะมีส่วนร่วมไปกับ “การขับ” ทางค่าย มาซดา ได้เผยรถแนวคิดคันใหม่ มาซดา อาร์เอกซ์-วิชัน สู่สายตาสาธารณชน พร้อมประกาศว่า นี่คือ การกลับมาของเครื่องยนต์โรตารี ในชื่อ “สกายแอคทีฟ อาร์” หลังจากที่ได้หยุดการผลิตรถยนต์รุ่น อาร์เอกซ์-8 ที่ใช้เครื่องยนต์โรเตอร์สามเหลี่ยม อันเป็นเครื่องยนต์คู่บุญรุ่นสุดท้ายไปตั้งแต่ปี 2012 หลังจาก 45 ปี ของการฟันฝ่าอุปสรรคนานาชนิดมาด้วยกันนับตั้งแต่ปี 1967 กับรถยนต์คันแรกของพวกเขา มาซดา คอสโม เครื่องยนต์โรตารีแม้จะเป็นเครื่องยนต์คู่บุญของค่าย มาซดา แต่ก็เป็นนวัตกรรมที่คิดค้นโดยวิศวกรชาวเยอรมนี ชื่อ เฟลิกซ์ วันเคล (FELIX WANKEL) โดยถือกำเนิด และจดสิทธิบัตรการประดิษฐ์ขึ้นในช่วงต้นทศวรรษที่ 30 ดังนั้นหลายคนจึงเรียกชื่อเครื่องยนต์โรตารีแบบเต็มยศว่า “วันเคล โรตารี” จุดเด่นของการออกแบบเครื่องยนต์พิสดารนี้ คือ ความเรียบง่าย และกะทัดรัด เนื่องด้วยเป็นเครื่องยนต์ที่มีชิ้นส่วนเคลื่อนไหวน้อยกว่าเครื่องยนต์สันดาปภายในชนิดอื่นๆ เพราะไม่มีวาล์ว ไม่มีก้านสูบ ไม่มีข้อเหวี่ยง ไม่มีแคมชาฟท์ เหมือนอย่างเครื่องยนต์แบบลูกสูบ การทำงานที่เรียบง่าย และงดงาม เกิดขึ้นจาก “โรเตอร์” รูปทรงสามเหลี่ยมที่ป่องนิดๆ (REULEAUX TRIANGLE) คล้ายกับพิคของกีตาร์ ที่หมุนเบียดอยู่ภายในเสื้อเครื่องรูปทรงแคพซูล ที่เรียกเป็นภาษาคณิตศาสตร์ว่า เอปิทโรคอยด์ (EPITROCHOID) และในการหมุน ของข้อเหวี่ยงแบบเยื้องศูนย์ (ECCENTRIC DRIVESHAFT) ส่งให้โรเตอร์สามเหลี่ยม หมุนไปจนก่อให้เกิดการจุดระเบิดในแบบ 4 จังหวะ โดยในระหว่างที่โรเตอร์สามเหลี่ยมหมุนเยื้องศูนย์ไปนั้น ความสัมพันธ์ของตัวมันเองกับผนังเสื้อสูบ จะเกิดการเปลี่ยนแปลงปริมาตรตลอดเวลา และนำมาซึ่งการไล่ไอเสีย และดูดไอดีเข้าสู่ห้องเผาไหม้อัตโนมัติ โดยไม่ต้องอาศัยกลไกกระเดื่องวาล์วเลย รวมถึงส่งให้เกิดการหมุนต่อเนื่องในที่สุด (สามารถหาดูคลิพภาพเคลื่อนไหวได้จากในยูทูบเพื่อความเข้าใจเพิ่มเติม) เครื่องยนต์ต้นแบบของ เฟลิกซ์ วันเคล นั้นพัฒนาขึ้นใช้กับรถยนต์ยี่ห้อ เอนเอสยู (หนึ่งในรถยนต์ของเครือ เอาดี ในปัจจุบัน) มีชื่อว่า ดีเคเอม ย่อมาจาก DREHKOLBENMOTOR ในภาษาเยอรมัน ซึ่งแปลตรงตัวว่าเป็น “เครื่องยนต์เสื้อสูบหมุน” นั่นเอง การทำงานของเครื่องยนต์ ดีเคเอม ดูเผินๆ คล้ายกับเครื่องโรตารี แต่ก็ต่างไปจากเครื่องโรตารีที่เรารู้จักกันในปัจจุบัน เพราะเสื้อเครื่องของ ดีเคเอม นั้นหมุนไปด้วยกัน ส่วนเครื่องโรตารีแบบที่เรารู้จักกันในปัจจุบัน เป็นเครื่องที่มีพื้นฐานมาจากเครื่อง เคเคเอม หรือ KREISKOLBENMOTOR ซึ่งแปลได้ว่า “ลูกสูบหมุน” พัฒนาขึ้นโดยวิศวกรของ เอนเอสยู อีกคนหนึ่งชื่อ ฮันน์ส์ ดีเทร์ พัสค์เค (HANNS DIETER PASCHKE) แต่เราก็ยังให้เกียรติแก่ เฟลิกซ์ วันเคล ในฐานะผู้ริเริ่มเครื่องยนต์ชนิดนี้ ด้วยการเรียกมันว่า “วันเคล โรตารี” อยู่นั่นเอง (ข้อมูลจากวิกิพีเดีย) นอกเหนือจากข้อดีเรื่อง ความเรียบง่ายของกลไกแล้ว เครื่องยนต์โรตารียังมีขนาดกะทัดรัด เพียง 1 ส่วน 3 ของเครื่องยนต์ที่ให้กำลังเท่าๆกัน นอกจากนั้นยังมีความสั่นสะเทือนต่ำมาก มีจุดศูนย์ถ่วงต่ำ อีกทั้งยังให้กำลังได้มาก เมื่อเทียบกับเครื่องแบบลูกสูบ เร่งรอบได้สูงกว่าเครื่องยนต์ลูกสูบทั่วไป ผลิตได้ง่ายมีชิ้นส่วนน้อย ในช่วงทศวรรษที่ 60 จึงได้เห็นความต้องการในการซื้อสิทธิบัตรไปพัฒนาเครื่องยนต์จากผู้ผลิตหลายๆ ค่าย อาทิ มาซดา โตโยตา โพร์เช เมร์เซเดส-เบนซ์ (รถยนต์แนวคิด ซี 111 อันโด่งดัง) ไปจนถึงกระทั่ง โรลลส์-รอยศ์ ก็ยังสนใจที่จะใช้พัฒนาเครื่องยนต์โรตารี (โดยเป็นการพัฒนาเครื่องยนต์ดีเซลแบบ โรตารี 2 สเตจ ในชื่อรหัสว่า R6) ทั้งนี้ คือ ทุกๆ คนต่างก็สนใจในมุมมองที่ว่า นี่คือ เครื่องยนต์แห่งอนาคต     แต่ในที่สุด ดูเหมือนทุกคนได้พบว่า เครื่องยนต์โรตารี แม้จะมีจุดเด่น แต่ก็มีจุดด้อยที่ชัดเจน ไม่ว่าจะเป็นปัญหาเรื่องอุณหภูมิที่ไม่สมดุล และแตกต่างกันในส่วนต่างๆ ของเสื้อสูบ ปัญหาเรื่องซีลน้ำมัน ปัญหารอยร้าวของตัวเครื่อง ปัญหาด้านการบริโภคเชื้อเพลิง (การเร่งและชะลอ ไม่เป็นผลดีต่อการบริโภคเชื้อเพลิงของเครื่องโรตารี ซึ่งเหมาะกับการทำงานที่รอบคงที่มากกว่า) ปล่อยมลพิษสูง ฯลฯ จนทำให้ทุกค่ายต่างหมดความศรัทธาในเครื่องยนต์ชนิดนี้เหลือเพียง มาซดา เท่านั้นที่พยายามสู้จนกระทั่งค้นพบวิธีการแก้ปัญหา ไม่ว่าจะเป็นการมุ่งมั่นที่จะใช้วัสดุศาสตร์ โลหะศาสตร์ คิดค้นวัสดุใหม่ๆ คิดค้นวิธีการแก้ปัญหาเรื่องอุณหภูมิ ฯลฯ ตลอด 45 ปี ของการพัฒนารถยนต์ที่ใช้เครื่องยนต์โรตารี นับตั้งแต่ปี 1967 จนถึงปี 2012 แม้ว่าคนส่วนใหญ่จะรู้จักรถของ มาซดา ที่ใช้เครื่องยนต์โรตารีเพียงไม่กี่รุ่น อาทิ อาร์เอกซ์-7 และ อาร์เอกซ์-8 แต่หากนับกันจริงๆ แล้วก็มีจำนวนไม่น้อย และไม่ได้จำกัดการใช้งานอยู่เพียงรถสปอร์ทเท่านั้น มีทั้งแบบครอบครัว ไปจนถึงแบบหรูหราอย่างรุ่น คอสโม แต่สิ่งที่ถือเป็นความสำเร็จสูงสุด ก็คือ การเป็นผู้เดียวในประวัติศาสตร์ที่สามารถนำเครื่องยนต์โรตารีเข้าเส้นชัยเป็นอันดับ 1 ด้วยรถแข่งรุ่น 787 บี ที่ใช้เครื่องยนต์ชนิด 4 โรเตอร์ ในการแข่งขันสุดโหด รายการ เลอ มองส์ 24 ชั่วโมง ในปี 1991 ได้อีกด้วย (และยังเป็นผู้ผลิตจากญี่ปุ่นเพียงหนึ่งเดียวที่สามารถชนะในรายการนี้ได้จนถึงปัจจุบัน)   ความสำเร็จของ มาซดา ในการพัฒนาเครื่องยนต์โรตารี จนสามารถใช้งานได้ดีในชีวิตประจำวันนั้น ยังดีไม่พอสำหรับกฏหมายควบคุมมลพิษในอนาคต อีกทั้งอัตราการบริโภคเชื้อเพลิงที่ค่อนข้างสูงสำหรับการใช้งานในชีวิตประจำวัน ทำให้ต้องเสียภาษีมลพิษในระดับสูง จึงส่งผลกระทบกับการตัดสินใจซื้อของผู้บริโภคเป็นอันมาก มาซดา จึงตัดสินใจหยุดสายพานการผลิตรถยนต์ที่ใช้เครื่องโรตารีลงในปี 2012 อย่างไรก็ตาม เครื่องยนต์โรตารียังมีข้อดีหลายประการ และเราจะพบว่าได้รับความนิยมในการสร้างเป็นเครื่องยนต์สำหรับเครื่องบินเล็ก เนื่องจากเบา สั่นสะเทือนต่ำ อีกทั้งไม่ค่อยเกิดปัญหาเครื่องสะดุด และทนทานกับการหมุนที่รอบสูง ซึ่งสอดคล้องกับการใช้งานที่ส่วนใหญ่อยู่ที่รอบคงที่ ไม่มีการเร่ง หรือลดความเร็วกะทันหันเหมือนรถยนต์ และเครื่องยนต์รหัส 13B แบบ 2 โรเตอร์ของ มาซดา เองก็ได้รับความนิยม และความเชื่อถือในการนำไปดัดแปลงใช้เป็นเครื่องยนต์เครื่องบินไม่น้อย แม้ มาซดา จะหยุดผลิตรถยนต์ที่ใช้เครื่องยนต์โรตารีไปแล้ว แต่พวกเขาก็ยังมีการทดลองใช้เครื่องยนต์โรตารีในรูปแบบอื่นๆ ที่น่าสนใจนั่นคือ การใช้เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในระบบรถยนต์แบบไฮบริด (SERIES HYBRID) เพราะเครื่องโรตารีจะบริโภคเชื้อเพลิงมากเฉพาะในภาวะที่มีการเร่ง และลดความเร็วบ่อยๆ แต่หากนำมาใช้ในรอบหมุนที่ค่อนข้างคงที่ในช่วงรอบเครื่องยนต์ที่มีประสิทธิภาพสูงสุด เช่น ในการทำหน้าที่เป็นเครื่องปั่นไฟ หรือที่เรียกกันว่า เรนจ์ เอกซ์เทนเดอร์ ก็สามารถที่จะเป็นเครื่องยนต์ที่ทำงานได้ดี เนื่องจากมีความสั่นสะเทือนต่ำ และการบริโภคเชื้อเพลิงก็อยู่ในเกณฑ์ที่ไม่เป็นปัญหา ในปี 2013 ได้มีการทดลองสร้างแนวคิดนี้ขึ้น โดยติดตั้งในรถยนต์รุ่น มาซดา 2 อีวี เป็นเครื่องยนต์โรตารีขนาดความจุ 330 ซีซี มีกำลัง 30 แรงม้าที่ 4,500 รอบ ทำงานได้เงียบมากจนแทบไม่ได้ยินเสียง และสามารถผลิตกำลังไฟฟ้าได้ถึง 20 กิโลวัตต์ (26.8 แรงม้า) เพื่อป้อนเข้าเก็บไว้ในแบทเตอรี สำหรับรถต้นแบบคันล่าสุดที่เปิดตัวในงานมหกรรมยานยนต์โตเกียว 2015 มาซดา ยังไม่เปิดเผยข้อมูลใดๆ ของเครื่องยนต์กับระบบส่งกำลัง แต่ผู้เขียนเชื่อว่าทิศทางที่กำลังเดินไปสู่โลกของรถยนต์อีวี (EV) และสิ่งที่ มาซดา ได้ทดลองเกี่ยวกับ เรนจ์ เอกซ์เทนเดอร์ รวมไปถึงรูปร่างของ อาร์เอกซ์-วิชัน ที่ทำให้นึกถึงรถ จีที ที่ใช้เครื่องยนต์แบบ วี 8 สูบ อย่าง เมร์เซเดส-เอเอมจี จีที เอส จะก่อให้เกิดคำถามว่า ภายใต้ฝากระโปรงที่ยาวมากของรถแนวคิดคันนี้ ซุกซ่อนอะไรอยู่กันแน่ ? มาซดา กล่าวไว้เป็นนัยว่า เราจะได้เห็นเครื่องยนต์แบบไหนที่จะมาอยู่ในรถยนต์ อาร์เอกซ์ คันต่อไป อย่างเร็วก็คือ อีก 2 ปีข้างหน้า แต่ผู้เขียนขอฟันธงทำนายไว้ตรงนี้ว่า มีความเป็นไปได้สูงว่าเครื่องยนต์ สกายแอคทีฟ อาร์ ที่ประจำการ จะเป็นเครื่องยนต์โรตารีแบบใหม่ที่มีประสิทธิภาพสูง และทำงานในระบบแบบไฮบริด ซึ่งแก้ปัญหาเดิมๆ ของโรตารีได้ทั้งหมด รวมถึงยังมอบสมรรถนะที่ดีของรถยนต์พลังไฟฟ้า และความสะดวกในแบบรถยนต์เครื่องยนต์สันดาปภายในให้อีกด้วย จะทำนายอนาคตถูก หรือผิดประการใด จับตามองให้ดี !?!