รถยนต์ฟิกซ์ด์เกียร์

เมื่อพูดถึงฟิกซ์ด์เกียร์ (FIXED GEAR) เชื่อว่าผู้อ่านจำนวนไม่น้อยจะนึกไปถึงจักรยานรูปแบบหนึ่งที่บ้านเราฮิทกันมากในช่วง 3-4 ปีที่แล้ว เป็นจักรยานที่มีอัตราทดเดียว ต่างจากจักรยานเด็ก หรือจักรยานแม่บ้าน ที่อาจเรียกรวมๆ ว่า SINGLE SPEED ตรงที่ฟิกซ์ด์เกียร์นั้นไม่มีการปล่อยฟรี กล่าวคือ ฟรีขาไม่ได้ และการหยุดขา คือ การเบรคนั่นเอง จากคุณลักษณะนี้หากเซียนพอก็สามารถขี่ถอยหลังได้ด้วย

ในวงการจักรยานแบ่งฟิกซ์เกียร์ออกเป็น 2 รูปแบบ ได้แก่ “สายทริค” (TRICK) นิยมขี่แบบโชว์ท่าสวยงาม ขี่ถอยหลัง หยุดนิ่ง ยกล้อ ไปจนถึงเอามาเล่นตีคลี หรือกีฬาโพโลบนจักรยาน กับแบบดั้งเดิม นั่นคือ “สายแข่ง” เน้นเรื่องความเร็ว ขี่ในสนามเวโลดโรม ซึ่งเป็นทางเรียบยกขอบโค้งเอียง   ส่วนโลกของการพนันขันต่อในประเทศญี่ปุ่นก็มีการแข่งจักรยานที่เรียกว่า “ไคริน” (KEIRIN) ที่แข่งกันอย่างจริงจังเหมือนกับการแข่งม้านั่นเอง   “ไคริน” ในประเทศญี่ปุ่นเป็นเรื่องของการพนัน จักรยานที่ใช้ในการแข่งขันจึงเป็นจักรยานตัวถังเหล็กรูปทรงดั้งเดิม เพื่อให้เกิดความยุติธรรมว่ารถไม่ต่างกัน นักกีฬาคนไหนแข็งแรงกว่าก็ชนะไป (ต่างจากที่แข่งขันในโอลิมปิคที่ใช้จักรยานตัวถังคาร์บอนไฟเบอร์ เพื่อเป็นการแข่งขันของทั้งคนและเทคโนโลยี)   สาเหตุที่ได้รับความนิยมในหมู่หนุ่มสาวทั่วโลก ก็เพราะจักรยานแบบฟิกซ์ด์เกียร์นั้นเรียบง่าย ไม่มีเบรค ไม่มีระบบเกียร์ซับซ้อน รถจึงดูสวยสะอาดตา ไม่มีอะไรรุงรัง แต่ต้องยอมรับว่า ขี่ยาก และอันตราย   ที่ว่าขี่ยากนั้นนอกจากจะต้องฝึกฝนประสาทให้ดี เพราะว่ารถฟิกซ์เกียร์หยุดขาทันทีไม่ได้ รวมถึงการไม่มีเบรคทำให้ต้องอาศัยทักษะในการขี่ไม่น้อย และอีกส่วน คือ การมีอัตราทดเดียว จึงต้องเลือกว่าจะเน้นขี่ง่าย หรือขี่เร็ว   จักรยานที่เลือกว่าขี่ง่ายนั้น จะต้องเลือกอัตราทดที่น้อย (เฟืองท้ายมีขนาดใหญ่) กล่าวคือ ทุกๆ รอบที่ขาเราควงไป ล้อหลังก็จะหมุนในรอบหมุนที่ไม่มากนัก แน่นอนว่าที่ความเร็วต่ำจะขี่เบาสบายๆ ออกแรงน้อย เหมาะกับการขี่ในเขตชุมชน หรือขึ้นเนินเตี้ยๆ แต่หากจะขี่ที่ความเร็วสูง เราจะต้องควงขาด้วยรอบหมุนที่สูงจนเหนื่อยหอบ   ในทางกลับกัน รถที่มีอัตราทดสูง (เฟืองท้ายมีขนาดเล็ก) เราควงขาไป 1 รอบ ล้อจะหมุนด้วยรอบที่สูงกว่า ทำให้ในช่วงความเร็วสูงนั้น เราไม่ต้องควงขาจนเหนื่อยหอบ ส่วนที่ความเร็วต่ำจะพบว่า บันไดถีบหนักอึ้ง ออกตัวช้า ไม่ว่องไวเหมือนรถที่มีอัตราทดน้อยกว่า ตอนขึ้นเนิน ยิ่งไม่ต้องพูดถึง แต่หากออกตัวได้สักพัก จะสามารถควงขาทำความเร็วชนะไปได้ในที่สุด   การทำความเร็วของจักรยานที่มีอัตราทดสูงนั้น ต้องอาศัยสิ่งที่เรียกว่า “แรงบิด” เป็นอย่างมาก เพราะแรงบิด คือ แรงที่จะใช้เอาชนะแรงต้านของอัตราทดนั่นเอง ดังนั้น นักขี่จักรยานเวโลดโรม ซึ่งรูปแบบเป็นการแข่งขันในระยะเวลาสั้นๆ ใช้รถที่มีอัตราทดสูงมาก แต่สามารถขี่จนได้ความเร็วสูงสุดเกินกว่า 60 กม./ชม. จะมีต้นขาต่างจากต้นขาของนักขี่จักรยานทางไกลมาก โดยต้นขาของนักขี่ฟิกซ์เกียร์ในเวโลดโรม จะอุดมด้วยมัดกล้ามขนาดใหญ่ที่พร้อมสร้างแรงบิดมหาศาล เพื่ออัตราเร่งอย่างรวดเร็ว ส่วนต้นขาของนักขี่ทางไกลจะไม่ได้ใหญ่โตนัก เพราะใช้แรงบิดพอประมาณ อาศัยการช่วยของระบบเกียร์ที่มีอัตราทดหลากหลายให้เหมาะสมกับสภาพถนนที่แตกต่างกันไป   จึงอาจจะสรุปได้ว่า หากจะขี่ฟิกซ์ด์เกียร์ให้ได้รวดเร็ว ขาของคนขี่ต้องมีกล้ามเนื้อที่แข็งแกร่ง สร้างแรงบิดที่ดี เพื่อให้ออกตัวได้เร็ว และหัวใจ รวมถึงปอดต้องแข็งแรง เพื่อสูบฉีดเลือดไปยังกล้ามเนื้อที่ปั่นช่วงรอบสูงได้เพียงพอ     สำหรับในรถยนต์ อัตราทดที่จักรยานฟิกซ์ด์เกียร์มีนั้นเปรียบได้กับเราเลือกได้อัตราทดเดียว หรือเกียร์เดียวจากจำนวนเกียร์ทั้งหมดที่มี ตัวอย่างเช่น ระบบเกียร์ธรรมดาทั่วไป ถ้าเราเลือกมาแค่เกียร์ 2 เกียร์เดียว การออกตัวอาจจะยากนิดหน่อย แต่ก็สามารถวิ่งในเมืองได้สบาย เร่งได้คล่องแคล่วว่องไว เปรียบได้กับรถจักรยานฟิกซ์ด์เกียร์ที่วัยรุ่นนิยมเอามาใช้กันทั่วไป แต่สำหรับพวกที่แข่งในเวโลดโรม ต้องการความเร็วสูงสุด จะต้องเลือกเกียร์สุดท้าย หรือเกียร์ 5 นั่นเอง   ถ้ารถเรามีแรงบิดดีพอ ก็จะสามารถออกตัวจากจุดหยุดนิ่งที่เกียร์ 5 และค่อยๆ ไต่ความเร็วขึ้นช้าๆ จนได้ความเร็วสูงสุด แต่ในโลกความเป็นจริง เครื่องยนต์สันดาปภายในของเราจะผลิตแรงบิดสูงสุดได้ที่รอบสูง ดังนั้น ที่รอบต่ำ พอถอนคลัทช์เครื่องยนต์ก็จะสะดุดและดับไป เพราะแรงบิดไม่พอ ออกตัวไม่ไหว ดังนั้น รถที่ใช้เครื่องสันดาปภายในจึงต้องมีเกียร์ 1 ซึ่งมีอัตราทดที่เหมาะสมสำหรับความเร็วต่ำ แล้วไล่สเตพขึ้นไปทีละนิดจนถึงเกียร์ 5 นั่นเอง   ในโลกของรถยนต์พลังงานไฟฟ้านั้น นิยมใช้ระบบเกียร์เดียวเพื่อความเรียบง่ายของระบบ เนื่องจากมอเตอร์ไฟฟ้ามีแรงบิดที่อุดมสมบูรณ์มาตั้งแต่แรก เหมือนกับกล้ามเนื้อขามัดโต ของนักปั่นฟิกซ์ด์เกียร์สายแข่ง ที่กำลังของกล้ามเนื้อสามารถเอาชนะความเฉื่อยในการออกตัวได้สบาย แต่ในทางกลับกัน มอเตอร์ไฟฟ้าก็มีข้อจำกัดเรื่องรอบหมุน คล้ายกับการที่ขาของนักปั่นซอยเร็วเกินไปจนเสียประสิทธิภาพนั่นเอง   ดังนั้น จึงได้มีการคิดค้นระบบไฮบริด ซึ่งนำเอาข้อดีของ 3 สิ่งนี้มารวมกัน นั่นคือ แรงบิดสูงที่รอบต่ำของมอเตอร์ไฟฟ้า แรงบิดสูงที่รอบสูงของเครื่องยนต์ และความเรียบง่ายของระบบเกียร์เดียว และรถที่เป็นตัวอย่างของแนวคิดนี้ ก็คือ ไฮเพอร์คาร์จากสวีเดน “เคอนิกเซกก์ เรเกรา” (KOENIGSEGG REGERA)   “เคอนิกเซกก์” รถชื่อแปลกนี้อาจจะไม่คุ้นหู คุ้นตา นักเลงรถบ้านเรานัก แต่ในเวทีโลก นี่เป็นหนึ่งในไฮเพอร์คาร์ ระดับหัวกะทิ แม้จะไม่ได้มีเพดดีกรีจากการแข่งขัน แต่บริษัทเล็กๆ ที่ตั้งอยู่บนฐานทัพอากาศเก่าของสวีเดนนี้ ได้สร้างชื่อเสียงจากการเป็นบริษัทของวิศวกรระดับหัวกะทิ รังสรรค์รถสปอร์ทที่มีแนวคิดแปลกใหม่ ไม่ว่าจะเป็น ผู้ผลิตรถซูเพอร์คาร์ที่เติม อี 85 ที่ผลิตจากอ้อย แถมได้แรงม้ามากกว่ารุ่นที่เติมเบนซินออคเทน 95 ไปจนถึงการสร้างสรรค์เทคโนโลยีใหม่ๆ อาทิ ระบบควบคุมการเปิด/ปิดของวาล์วแบบไร้แคมชาฟท์ (CAMLESS VALVE) ที่เรียกกันในชื่อของเครื่องยนต์ “ฟรีวาล์ว” ซึ่งมีจังหวะ และระยะเวลาในการเปิด/ปิดวาล์วเหมาะสมกับโหลดของเครื่องยนต์   “เคอนิกเซกก์ เรเกรา” ที่ผลิตจำนวนจำกัดเพียง 80 คัน ราคาเกือบ 2 ล้านเหรียญสหรัฐฯ (เกือบ 70 ล้านบาท) คือ อีกก้าวหนึ่งของ คริสเตียน ฟอน เคอนิกเซกก์ (CHRISTIAN VON KOENIGSEGG) ประธานบริษัทหัวก้าวหน้าในการแสวงหาความเป็นไปได้ใหม่ๆ ในโลกของไฮเพอร์คาร์ ด้วยการสร้างระบบที่เรียกว่า KOENIGSEGG DIRECT DRIVE (KDD) หรือระบบขับตรง ซึ่งเป็นการผสมผสานเครื่องยนต์เบนซินแบบ วี 8 สูบ ขนาด 5.0 ลิตร เทอร์โบคู่ พละกำลังสูงสุดถึง 1,100 แรงม้า ที่ 7,800 รตน. แรงบิดสูงสุด 130.5 กก.-ม. ที่ 4,100 รตน. กับมอเตอร์ไฟฟ้า 3 ตัว ที่ผลิตจากบริษัท ยาซา (YASA) แห่งสหราชอาณาจักร โดยมอเตอร์ไฟฟ้าทั้ง 3 ตัวนี้ให้กำลังรวม 697 แรงม้า กับแรงบิดสูงสุด 91.8 กก.-ม. พลังไฟฟ้านั้นมาจากแบทเตอรีสมรรถนะสูงที่ระบายความร้อนด้วยของเหลวผลิตโดยบริษัท ไรแมค ออโทโมบิลี (RIMAC AUTOMOBILI) จากโครเอเชีย ที่ให้กำลังมากถึง 4.5 กิโลวัตต์/ชั่วโมง และมีแรงเคลื่อนไฟฟ้าสูงถึง 800 โวลท์ และมีน้ำหนักเพียง 75 กก. เท่านั้น ถือว่าเป็นแบทเตอรีที่มีพลังเข้มข้นที่สุดเท่าที่เคยใช้กันในวงการรถยนต์ก็ว่าได้   อย่างไรก็ตาม แม้เราอาจคิดว่า เคอนิกเซกก์ เรเกรา น่าจะมีแรงม้ารวมของเครื่องยนต์และมอเตอร์ไฟฟ้าถึง 1,800 แรงม้า แต่ในความเป็นจริงไฮเพอร์คาร์คันนี้ มีพละกำลังสูงสุดอยู่ที่ 1,500 แรงม้ากับแรงบิดสูงสุด 204 กก.-ม. เนื่องจากช่วงที่เครื่องยนต์ได้ประสิทธิภาพสูงสุดนั้น เป็นช่วงที่มอเตอร์ไฟฟ้าเริ่มจะมีสมรรถนะด้อยลง แต่ 1,500 แรงม้า ก็ใช่ว่าจะน่าเบื่อแต่อย่างใด และแรงบิด 204 กก.-ม. ก็เกินกว่าคำว่า “ทรงพลัง” ไปหลายขั้นด้วยเช่นกัน     การทำงานของ เคอนิกเซกก์ เรเกรา ต้องชาร์จไฟ จากการเสียบปลั๊กเข้าที่ด้านท้ายของรถ โดยรถคันนี้สามารถทำงานในแบบ อีวี (EV) ล้วนๆ ได้เช่นกัน แต่ถ้าต้องการสมรรถนะสูงสุดจะต้องทำงานดังนี้   1. เครื่องยนต์ 5.0 ลิตรเทอร์โบคู่ ทำงาน แต่ขณะที่อยู่ในรอบต่ำไม่ได้ส่งกำลังไปยังล้อ   2. ในการวิ่งที่ความเร็วต่ำเป็นหน้าที่ของมอเตอร์ไฟฟ้า 3 ตัว โดยตัวแรกติดตั้งพ่วงเข้ากับตัวเครื่องยนต์ทำหน้าที่ในการช่วยกระตุ้นรอบเครื่องยนต์ รวมถึงยังทำหน้าที่ปั่นไฟเข้าไปเก็บยังแบทเตอรีอีกด้วย มอเตอร์ตัวแรกนี้มีกำลัง 215 แรงม้า   3. มอเตอร์ไฟฟ้าอีก 2 ตัว แยกกันขับล้อหลังทั้ง 2 ข้าง มอเตอร์ไฟฟ้าสมรรถนะสูงที่ผลิตจาก บาซา ให้กำลัง 241 แรงม้า ทำงานโดยไม่ต้องผ่านเฟืองท้าย มอเตอร์สามารถหมุนและจ่ายแรงบิดที่แตกต่างกันให้ล้อหลังทั้ง 2 ด้านอย่างเป็นอิสระจากกัน (TORQUE VECTORING)   4. เมื่อรถทำความเร็วถึง 50 กม./ชม. ระบบจะสั่งงานให้ชุดคลัทช์ไฮดรอลิคส่งผ่านกำลังของเครื่องยนต์ลงไปยังเฟืองท้าย ที่มีอัตราทด 2.73:1 หรือแปลง่ายๆ คือ เครื่องยนต์หมุน 2.73 รอบ ล้อจะหมุน 1 รอบนั่นเอง ซึ่งหมายความว่า หลังช่วงความเร็ว 50 กม./ชม. ขึ้นไป จะไม่มีการเปลี่ยนเกียร์ใดๆ จนถึง ความเร็วสูงสุด 410 กม./ชม. (จากการคำนวณ)     แม้ยังไม่มีตัวเลขความเร็วปลายอย่างเป็นทางการ แต่ได้รับพิสูจน์มาแล้วว่า ด้วยระบบ KDD สามารถทำอัตราเร่งจาก 0-100 กม./ชม. ได้ในเวลา 2.8 วินาที และพุ่งทะลุความเร็ว 300 กม./ชม. ในเวลาเพียง 10.9 วินาที และเชื่อว่าจะทะลุ 400 กม./ชม. ในเวลา 20 วินาทีเท่านั้น ส่วนอัตรายืดหยุ่นช่วง 150-250 กม./ชม. ผู้ผลิตแจ้งว่าใช้เวลาเพียง 3.9 วินาทีเท่านั้น   การใช้เทคนิค “เกียร์เดียว” มีเห็นกันในรถยนต์ที่ออกแบบสำหรับแข่งสร้างสถิติความเร็วปลายสูงสุดในทะเลเกลือ แต่รถเหล่านั้นไม่สามารถวิ่งออกตัวได้ ต้องอาศัยรถดันท้ายจนได้ความเร็วที่เหมาะสม จึงสามารถพาตัวรถวิ่งไปได้ด้วยกำลังของตัวเอง เทคนิคที่ได้แรงบันดาลใจจากรถแข่งความเร็วปลายแบบนี้ ถ้าวิ่งกดไล่ความเร็วไปเรื่อยๆ คงไม่มีปัญหาข้องใจอะไร แต่ในสถานการณ์บนถนนจริง หากต้องเร่งแซงกะทันหัน ขณะที่แรงบิดที่มีอยู่ในตอนนั้นไม่เพียงพอระบบ KDD จะแก้ปัญหานี้อย่างไร   ในรถปกติเราจะใช้การเปลี่ยนเกียร์ลง เพื่อให้รอบอยู่ในช่วงที่เครื่องยนต์สามารถสร้างแรงบิดสูงสุดได้ทันท่วงที แต่ใน เคอนิกเซกก์ เรเกรา วีดีโอสาธิตโดย คริสเตียน ฟอน เคอนิกเซกก์ แสดงให้เห็นว่าเขาใช้เทคนิคที่คล้ายคลึงกับการเปลี่ยนเกียร์ลง 1 จังหวะ ด้วยการตบแป้นด้านขวาหลังพวงมาลัย ซึ่งกระตุ้นให้คลัทช์ไฮดรอลิค แยกตัวออกจากเครื่องยนต์เล็กน้อย ทำให้เครื่องยนต์หมุนขึ้นสู่รอบเครื่องที่สูงขึ้นคล้ายกับการเปลี่ยนเกียร์ลงนั่นเอง ฉะนั้นจึงไม่ต้องเป็นห่วงปัญหาดังกล่าว   อีกปัญหาหนึ่งที่มีคนสงสัยกันมาก คือ เทคนิคการออกแบบลักษณะนี้ จะทำให้เสียงเครื่องยนต์ของ โคนิกเซกก์ เรเกรา น่าเบื่อหรือไม่ เมื่อเทียบกับเครื่องยนต์แบบดั้งเดิมที่เราจะได้ยินเสียงแผดร้องเป็นช่วงๆ ในแต่ละสเตพของอัตราทดเกียร์   จากการได้ชมคลิพวีดีโอพบว่ามีอาการดังกล่าวจริง การตอบสนองของเครื่องยนต์คล้ายกับที่เราคุ้นเคยกับการทำงานของรถยนต์ที่ใช้เกียร์อัตโนมัติ ซีวีที นั่นเอง แต่ถึงอย่างไรนี่ก็เป็นจุดเริ่มต้นที่น่าสนใจ   ด้วยเทคนิคนี้ เราอาจจะมีรถยนต์ไฮบริดที่ช่วยแก้ปัญหาการทำงานในรอบสูงของมอเตอร์ไฟฟ้า โดยไม่จำเป็นต้องพันธนาการตัวเองด้วยระบบเกียร์ที่ซับซ้อน ทำให้ระบบโดยรวมเบาลงได้ และสิ่งที่ได้มา คือ สมรรถนะและต้นทุนที่ดีขึ้นนั่นเอง   อะไรๆ ในรถคันนี้ถือเป็นของที่สุดยอด และแปลกใหม่ทั้งสิ้น อาทิ ระบบควบคุมที่ใช้ไฮดรอลิคทั้งระบบที่ เคอนิกเซกก์ เรียกว่า ออโทสกิน (AUTOSKIN) ที่ใช้ไฮดรอลิคควบคุมการทำงานของพื้นผิวด้านนอกทั้งหมด ไม่ว่าจะเป็น เปิดประตู เปิดฝากระโปรง หรือควบคุมระบบอากาศพลศาสตร์แบบอัตโนมัติล้วนๆ ทำให้ราคาของมันพุ่งไปถึงเกือบ 2 ล้านเหรียญสหรัฐฯ ซึ่งสูงจนน่าตกใจ แต่พวกเขาแจ้งว่ามีลูกค้าที่ “เงินไม่ใช่ปัญหา” จับจองกันไปเกือบจะหมดโควตาแล้ว   จริงครับ การเป็นเจ้าของรถสุดล้ำแบบนี้ เงินไม่ใช่ปัญหา แต่ปัญหา คือ “ไม่มีเงิน” ต่างหาก !