ອະທິບາຍການຈັດວາງເຄື່ອງຈັກ: ເຄື່ອງຈັກແບບແຖວ, ຮູບຕົວ V ແລະ ແບບນອນ

ໃນຍຸກເລີ່ມຕົ້ນຂອງສະຕະວັດທີ 20 ເມື່ອວິສະວະກໍາລົດຍົນກໍາລັງກ້າວໜ້າຢ່າງເຕັມສູບ ເຄື່ອງຈັກຂະໜາດ 10 ລິດ ສາມາດເປັນໄດ້ທັງເຄື່ອງສູບດຽວ ຫຼື ຍົກຕົວຢ່າງ ເຄື່ອງຈັກແບບແຖວ 8 ສູບ. ໃນຍຸກນັ້ນ ບໍ່ມີໃຜແປກໃຈກັບເຄື່ອງຈັກແບບແຖວ 6 ສູບ ຂະໜາດ 23 ລິດ ຫຼື ເຄື່ອງຈັກເຮືອບິນແບບລັດສະໝີ 7 ສູບ ທີ່ຖືກນໍາມາຕິດຕັ້ງໃສ່ລົດ.

ເມື່ອການຜະລິດເປັນຈໍານວນຫຼວງຫຼາຍຂະຫຍາຍຕົວຂຶ້ນ ແລະ ແຮງກົດດັນດ້ານຕົ້ນທຶນເພີ່ມຂຶ້ນ ທຸກຢ່າງກໍ່ເຂົ້າຮູບເຂົ້າຮອຍ. ເຄື່ອງຈັກສູບດຽວກາຍເປັນຂອງເກົ່າທີ່ລ່ວງເລີຍໄປ. ໃນປະຈຸບັນ ຄວາມຈຸສະເລ່ຍຂອງແຕ່ລະສູບໃນເຄື່ອງຈັກລົດທົ່ວໄປຢູ່ລະຫວ່າງ 300 ຫາ 600 ລູກບາດເຊັນຕີແມັດ ໂດຍມີກໍາລັງສະເພາະຕັ້ງແຕ່ປະມານ 35 ແຮງມ້າ/ລິດ ໃນເຄື່ອງດີເຊລແບບດູດອາກາດທໍາມະຊາດ ໄປຈົນເຖິງ 100 ແຮງມ້າ/ລິດ ໃນເຄື່ອງເບັນຊິນສະມັດຕະພາບສູງ. ນີ້ແມ່ນຈຸດທີ່ເໝາະສົມທີ່ສຸດສໍາລັບການຜະລິດໃນຕະຫຼາດມວນຊົນ — ການອອກໄປນອກຂອບເຂດເຫຼົ່ານີ້ບໍ່ຄຸ້ມຄ່າທາງເສດຖະກິດ.

ສະນັ້ນ ພູມສັນຖານຂອງເຄື່ອງຈັກໃນຍຸກໃໝ່ເປັນແນວໃດ? ໂດຍລວມແລ້ວ:

• ເຄື່ອງຈັກ 100 ແຮງມ້າ ໂດຍທົ່ວໄປຈະມີ 4 ສູບ
• ເຄື່ອງຈັກ 200 ແຮງມ້າ ໂດຍປົກກະຕິໃຊ້ 4, 5 ຫຼື 6 ສູບ
• ເຄື່ອງຈັກ 300 ແຮງມ້າ ສ່ວນຫຼາຍໃຊ້ 8 ສູບ

ແຕ່ສູບເຫຼົ່ານັ້ນສາມາດຈັດວາງໄດ້ແນວໃດແທ້? ວິສະວະກອນມີທາງເລືອກໃນການຈັດວາງແບບໃດແດ່ເມື່ອອອກແບບເຄື່ອງຈັກຫຼາຍສູບ? ມາແຍກອອກເບິ່ງກັນ.

ເຄື່ອງຈັກແບບແຖວ: ງ່າຍດາຍ ແຕ່ນັບມື້ນັບໃຊ້ໃນພາກປະຕິບັດໄດ້ຍາກຂຶ້ນ

ຄໍາຖາມອັນດັບໜຶ່ງໃນໃຈຂອງຜູ້ອອກແບບເຄື່ອງຈັກທຸກຄົນແມ່ນ ຈະເຮັດໃຫ້ການອອກແບບງ່າຍຂຶ້ນໄດ້ແນວໃດ — ໃຫ້ຕົ້ນທຶນການຜະລິດຕໍ່າ ແລະ ການບໍາລຸງຮັກສາງ່າຍດາຍ. ໃນດ້ານນີ້ ເຄື່ອງຈັກແບບແຖວ (inline) ຊະນະຂາດລອຍ. ສູບຖືກຈັດວາງເປັນແຖວດຽວ ແລະ ການເພີ່ມຄວາມຈຸກໍ່ງ່າຍດາຍພຽງແຕ່ເພີ່ມສູບເຂົ້າໄປ.

ນີ້ແມ່ນວິທີທີ່ເຄື່ອງຈັກແບບແຖວແຕ່ລະຮຸ່ນແບ່ງອອກໃນພາກປະຕິບັດ:

• ເຄື່ອງຈັກ 2 ສູບ ແລະ 3 ສູບ ຂ້ອນຂ້າງຫາຍາກໃນລົດ ເຖິງແມ່ນວ່າຮູບແບບ 2 ສູບ ກໍາລັງກັບມາໄດ້ຮັບຄວາມນິຍົມອີກຄັ້ງ ຍ້ອນລະບົບສີດເຊື້ອໄຟ ແລະ ເທີໂບທີ່ກ້າວໜ້າ — ເຊັ່ນ ເຄື່ອງ 2 ສູບ ເທີໂບ 85 ແຮງມ້າ ໃນ Fiat 500 ເປັນຕົວຢ່າງທີ່ດີ.
• ເຄື່ອງແບບແຖວ 4 ສູບ ເປັນຕົວຫຼັກຂອງໂລກລົດໂດຍສານ ຄອບຄຸມຄວາມຈຸຕັ້ງແຕ່ 1.0 ຫາ 2.4 ລິດ.
• ເຄື່ອງແບບແຖວ 5 ສູບ ເປັນການພັດທະນາທີ່ໃໝ່ກວ່າ. Mercedes-Benz ເປັນຜູ້ບຸກເບີກເຄື່ອງດີເຊລ 5 ສູບ ໃນປີ 1974 (ຮຸ່ນ 300D ໃນແພລດຟອມ W123) ຕາມມາດ້ວຍເຄື່ອງເບັນຊິນ 5 ສູບ ຂະໜາດ 2 ລິດ ຂອງ Audi ສອງປີຕໍ່ມາ ຈາກນັ້ນ Volvo ແລະ Fiat ກໍ່ເຂົ້າຮ່ວມໃນຊ່ວງທ້າຍຊຸມປີ 1980.
• ເຄື່ອງແບບແຖວ 6 ສູບ ທີ່ເປັນທີ່ນິຍົມຂອງເອີຣົບມາແຕ່ດົນຍ້ອນຄວາມລຽບລື່ນ ໄດ້ກາຍເປັນຂອງຫາຍາກຂຶ້ນເລື້ອຍໆ. ສ່ວນຍາດທີ່ຍາວກວ່າຂອງມັນ ຄື ເຄື່ອງແບບແຖວ 8 ສູບ ໄດ້ຖືກລະເລີກໄປແທ້ໆແລ້ວຕັ້ງແຕ່ຊຸມປີ 1930.

ເຫດຜົນຂອງແນວໂນ້ມນີ້ກໍ່ກົງໄປກົງມາ: ຍິ່ງເພີ່ມສູບຫຼາຍເທົ່າໃດ ເຄື່ອງຈັກກໍ່ຍິ່ງຍາວຂຶ້ນ — ແລະ ນັ້ນກໍ່ສ້າງບັນຫາໃນການຈັດວາງຢ່າງໜັກໜ່ວງ. ຍົກຕົວຢ່າງ ການຕິດຕັ້ງເຄື່ອງແບບແຖວ 6 ສູບ ໃນແນວຂວາງເຂົ້າໃນຫ້ອງເຄື່ອງຂອງລົດຂັບເຄື່ອນລໍ້ໜ້າ ສາມາດເຮັດໄດ້ພຽງໃນບໍ່ກີ່ກໍລະນີເທົ່ານັ້ນ: Austin Maxi 2200 (ທີ່ຕ້ອງເອົາກ່ອງເກຍຍັດໄວ້ໃຕ້ເຄື່ອງຈັກ) ແລະ Volvo S80 ທີ່ມີກ່ອງເກຍກະທັດຮັດເປັນພິເສດ.

ເຄື່ອງຈັກຮູບຕົວ V ແລະ ແບບນອນ: ກະທັດຮັດ ແຕ່ສັບສົນ

ສະນັ້ນ ຈະເຮັດໃຫ້ເຄື່ອງຈັກແບບແຖວສັ້ນລົງໄດ້ແນວໃດ? ວິທີແກ້ໄຂທີ່ສະຫງ່າງາມຄື: ຜ່າມັນອອກເປັນສອງເຄິ່ງ, ວາງສອງເຄິ່ງນັ້ນຄຽງຂ້າງກັນ ແລະ ໃຊ້ທັງສອງເຄິ່ງຂັບເຄື່ອນເພົາຂໍ້ເຫວ່ຍງດຽວ. ນັ້ນຄືແກ່ນແທ້ຂອງ ເຄື່ອງຈັກຮູບຕົວ V.

ການຈັດວາງເຄື່ອງຈັກຮູບຕົວ V ທີ່ພົບເຫັນຫຼາຍທີ່ສຸດ ໃຊ້ມຸມລະຫວ່າງແຖວສູບ 60° ຫຼື 90°. ຖ້າດັນມຸມນັ້ນໄປຈົນເຖິງ 180° — ສູບຊີ້ໄປໃນທິດທາງກົງກັນຂ້າມ — ກໍ່ຈະໄດ້ ເຄື່ອງຈັກແບບນອນ ທີ່ຮູ້ຈັກກັນໃນຊື່ ເຄື່ອງ boxer (ຈຶ່ງເປັນທີ່ມາຂອງຊື່ B2, B4, B6).

ການແລກປ່ຽນ (trade-off) ເມື່ອປຽບທຽບກັບເຄື່ອງຈັກແບບແຖວແມ່ນສໍາຄັນຫຼາຍ:

• ມີຝາສູບສອງອັນ — ແຕ່ລະອັນມີປະເກັນ ແລະ ທໍ່ຮ່ວມຂອງຕົນເອງ
• ມີເພົາລູກເບ້ຽວຫຼາຍຂຶ້ນ ແລະ ການຈັດວາງລະບົບຂັບວາລໂດຍຊັບຊ້ອນຂຶ້ນ
• ກວ້າງກວ່າ (ໂດຍສະເພາະເຄື່ອງແບບນອນ) ເຊິ່ງຈໍາກັດສະຖານທີ່ທີ່ສາມາດຕິດຕັ້ງໄດ້
• ຕົ້ນທຶນການຜະລິດສູງກວ່າ ແລະ ການບໍລິການສ້ອມແປງສັບສົນກວ່າ

ຍ້ອນຂໍ້ເສຍເຫຼົ່ານີ້ ເຄື່ອງຈັກແບບນອນຈຶ່ງຖືກນໍາໃຊ້ໂດຍຜູ້ຜະລິດພຽງຈໍານວນໜ້ອຍເທົ່ານັ້ນ — Porsche ແລະ Subaru ເປັນຜູ້ທີ່ໂດດເດັ່ນທີ່ສຸດໃນປະຈຸບັນ.

ແລ້ວການເຮັດໃຫ້ເຄື່ອງຈັກຮູບຕົວ V ກະທັດຮັດຂຶ້ນອີກ ໂດຍຫຼຸດມຸມລະຫວ່າງແຖວສູບໃຫ້ຕໍ່າກວ່າ 60° ເດ? ມັນເຄີຍຖືກເຮັດມາແລ້ວ — Lancia Fulvia ໃນຊຸມປີ 1970 ໃຊ້ເຄື່ອງ V4 ດ້ວຍມຸມພຽງ 23° ເທົ່ານັ້ນ. ແຕ່ມັນກໍ່ມີຂໍ້ຕິດຂັດ: ຍິ່ງມຸມແຄບເທົ່າໃດ ເຄື່ອງຈັກກໍ່ຍິ່ງດຸ່ນດ່ຽງໄດ້ຍາກຂຶ້ນ. ເຊິ່ງນໍາພາເຮົາໄປສູ່ໜຶ່ງໃນສິ່ງທ້າທາຍທີ່ສໍາຄັນທີ່ສຸດໃນການອອກແບບເຄື່ອງຈັກ.

ການສັ່ນສະເທືອນຂອງເຄື່ອງຈັກ: ແຮງ, ໂມເມັນ ແລະ ວິທີຄວບຄຸມມັນ

ບໍ່ມີເຄື່ອງຈັກສັນດາບພາຍໃນແບບລູກສູບໃດທີ່ປາສະຈາກການສັ່ນສະເທືອນຢ່າງສິ້ນເຊີງ — ມັນເປັນສິ່ງທີ່ມີຢູ່ໃນຕົວຂອງການອອກແບບ. ແຕ່ການຈັດການກັບການສັ່ນສະເທືອນເປັນສິ່ງສໍາຄັນ ບໍ່ພຽງແຕ່ເພື່ອຄວາມສະບາຍຂອງຜູ້ໂດຍສານ. ການສັ່ນສະເທືອນທີ່ບໍ່ໄດ້ດຸ່ນດ່ຽງຢ່າງຮຸນແຮງ ສາມາດທໍາລາຍຊິ້ນສ່ວນເຄື່ອງຈັກໄດ້ໂດຍກົງ ພ້ອມກັບຜົນກະທົບອັນຮ້າຍແຮງທັງໝົດທີ່ມາພ້ອມກັບຊິ້ນສ່ວນທີ່ກະເດັນຫຼຸດອອກໃນຄວາມໄວສູງ.

ການສັ່ນສະເທືອນຂອງເຄື່ອງຈັກມາຈາກໃສ? ມີແຫຼ່ງທີ່ມາຫຼັກສາມຢ່າງ:

• ໄລຍະຈັງຫວະການຈູດລະເບີດທີ່ບໍ່ສະໝໍ່າສະເໝີ — ໃນການຈັດວາງເຄື່ອງຈັກບາງແບບ ຈັງຫວະກໍາລັງບໍ່ໄດ້ຈູດໃນໄລຍະທີ່ເທົ່າກັນພໍດີ ເຊິ່ງສ້າງການກະເພື່ອມຂອງແຮງບິດ. ລໍ້ຊ່ວຍແຮງ (flywheel) ທີ່ໜັກກວ່າສາມາດຊ່ວຍເຮັດໃຫ້ມັນລຽບລົງໄດ້.
• ແຮງຄວາມຄ້າງຂອງລູກສູບ — ເມື່ອລູກສູບເລັ່ງຄວາມໄວຂຶ້ນເທິງ ແລະ ຫຼຸດຄວາມໄວທີ່ຈຸດສຸດຍອດຂອງຈັງຫວະ (ແລະ ກົງກັນຂ້າມຢູ່ດ້ານລຸ່ມ) ມັນສ້າງແຮງຄວາມຄ້າງຄ້າຍຄືກັບສິ່ງທີ່ທ່ານຮູ້ສຶກເມື່ອລົດເບກ ຫຼື ເລັ່ງຄວາມໄວ.
• ເລຂາຄະນິດຂອງກ້ານສູບ — ກ້ານສູບບໍ່ໄດ້ເຄື່ອນທີ່ເປັນເສັ້ນຊື່ ແລະ ການເຄື່ອນທີ່ຂອງລູກສູບກໍ່ບໍ່ແມ່ນຮູບຊາຍແບບສົມບູນແບບ ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ເກີດສ່ວນປະກອບຂອງແຮງເພີ່ມເຕີມທີ່ເປັນທະວີຄູນຂອງຄວາມໄວເພົາຂໍ້ເຫວ່ຍງ.

ແຮງຄວາມຄ້າງລະດັບສູງເຫຼົ່ານີ້ໂດຍທົ່ວໄປສາມາດລະເລີຍໄດ້ — ຍົກເວັ້ນ ແຮງລະດັບສອງ (second-order) ເຊິ່ງເຮັດວຽກຢູ່ສອງເທົ່າຂອງຄວາມຖີ່ເພົາຂໍ້ເຫວ່ຍງ ແລະ ຕ້ອງຄໍານຶງເຖິງສະເໝີ. ເມື່ອແຮງຄວາມຄ້າງໃນສູບທີ່ຢູ່ໃກ້ກັນເຮັດວຽກໃນທິດທາງກົງກັນຂ້າມຢູ່ໄລຍະຫ່າງທີ່ຄົງທີ່ ມັນກໍ່ສ້າງ ຄູ່ໂມເມັນບິດ (torque couple) ເພີ່ມຄວາມສັບສົນອີກຊັ້ນໜຶ່ງ.

ວິສະວະກອນມີເຄື່ອງມືຫຼັກສອງຢ່າງເພື່ອຕໍ່ສູ້ກັບແຮງເຫຼົ່ານີ້:

• ເລືອກການຈັດວາງທີ່ດຸ່ນດ່ຽງໃນຕົວເອງ — ຈັດວາງສູບ ແລະ ມຸມຂໍ້ເຫວ່ຍງຂອງເພົາ ເພື່ອໃຫ້ແຮງ ແລະ ໂມເມັນຫັກລ້າງກັນເອງໂດຍທໍາມະຊາດ.
• ເພີ່ມເພົາດຸ່ນດ່ຽງ (balance shaft) — ເພົາສໍາຮອງທີ່ມີນໍ້າໜັກຖ່ວງ ໝູນໃນທິດທາງກົງກັນຂ້າມກັບເພົາຂໍ້ເຫວ່ຍງ ສ້າງແຮງທີ່ເທົ່າກັນ ແລະ ກົງກັນຂ້າມ. ສິ່ງເຫຼົ່ານີ້ເພີ່ມຕົ້ນທຶນ ແລະ ຄວາມສັບສົນທາງກົນຈັກ ແຕ່ສາມາດລົບລ້າງຮູບແບບການສັ່ນສະເທືອນທີ່ເປັນບັນຫາໄດ້ຢ່າງສິ້ນເຊີງ.

ໃນບັນດາການຈັດວາງເຄື່ອງຈັກທີ່ພົບເຫັນທົ່ວໄປ ມີພຽງ ສອງແບບເທົ່ານັ້ນທີ່ດຸ່ນດ່ຽງສົມບູນແບບໃນທາງທິດສະດີ: ເຄື່ອງແບບແຖວ 6 ສູບ ແລະ ເຄື່ອງແບບນອນ 6 ສູບ (flat-six). ນີ້ແມ່ນເຫດຜົນທີ່ແທ້ຈິງວ່າເປັນຫຍັງ BMW ແລະ Porsche ຈຶ່ງຍຶດໝັ້ນກັບການຈັດວາງເຫຼົ່ານີ້ຢ່າງດື້ດຶງ — ແລະ ເປັນຫຍັງຜູ້ຜະລິດອື່ນໆຈຶ່ງລັງເລທີ່ຈະລະເລີກມັນ ເຖິງວ່າຈະມີສິ່ງທ້າທາຍດ້ານການຈັດວາງກໍ່ຕາມ.

ການດຸ່ນດ່ຽງເຄື່ອງຈັກຕາມການຈັດວາງ: ຄູ່ມືພາກປະຕິບັດ

ມາເບິ່ງກັນວ່າແຕ່ລະການຈັດວາງເຄື່ອງຈັກຫຼັກໆ ເຮັດໄດ້ດີສໍ່າໃດໃນໂລກຄວາມເປັນຈິງ ເມື່ອເວົ້າເຖິງການສັ່ນສະເທືອນ ແລະ ການດຸ່ນດ່ຽງ.

ເຄື່ອງຈັກແບບແຖວ 2 ສູບ (ຂໍ້ເຫວ່ຍງໄປໃນທິດດຽວກັນ) ມີພຶດຕິກໍາຄ້າຍຄືກັບເຄື່ອງສູບດຽວ ໃນແງ່ການດຸ່ນດ່ຽງ — ລູກສູບທັງສອງຂຶ້ນ ແລະ ລົງພ້ອມເຟສກັນ. ລົດ Oka ຂອງລັດເຊຍ ໃຊ້ເພົາດຸ່ນດ່ຽງສອງເພົາທີ່ໝູນກົງກັນຂ້າມເພື່ອຈັດການກັບແຮງຄວາມຄ້າງລະດັບໜຶ່ງ ແຕ່ແຮງລະດັບສອງຖືກປ່ອຍໄວ້ໂດຍບໍ່ໄດ້ຄວບຄຸມ. ການເພີ່ມເພົາດຸ່ນດ່ຽງອີກສອງເພົາ ຄົງຈະບໍ່ສົມເຫດສົມຜົນເລີຍສໍາລັບລົດຂະໜາດນ້ອຍ ແລະ ລາຄາຖືກແບບນັ້ນ. ເຄື່ອງ 2 ສູບ ຫຼາຍຮຸ່ນ — ເຊັ່ນ Fiat 500 ດັ້ງເດີມ ປີ 1957 ແລະ Tata Nano ຂອງອິນເດຍ — ໃຊ້ໂດຍບໍ່ມີເພົາດຸ່ນດ່ຽງເລີຍ ໂດຍອາໄສຖານຮອງເຄື່ອງທີ່ຢຸ່ນຕົວເພື່ອດູດຊັບການສັ່ນສະເທືອນ. ລາຄາຖືກ, ງ່າຍດາຍ ແລະ ຍອມຮັບໄດ້ສໍາລັບການນໍາໃຊ້ແບບປະຫຍັດ.

ເຄື່ອງ 2 ສູບ ທີ່ມີຂໍ້ເຫວ່ຍງຢູ່ 180° (ລູກສູບເຄື່ອນທີ່ກົງກັນຂ້າມເຟສ) ໃຫ້ການດຸ່ນດ່ຽງລະດັບໜຶ່ງທີ່ດີກວ່າ ແຕ່ສາມາດເຮັດໃຫ້ໄລຍະຈັງຫວະການຈູດສະໝໍ່າສະເໝີໄດ້ສະເພາະໃນຮູບແບບສອງຈັງຫວະ (two-stroke) ເທົ່ານັ້ນ — ດັ່ງທີ່ໃຊ້ໃນລົດ DKW ກ່ອນສົງຄາມ ແລະ ຮຸ່ນທີ່ສືບທອດ ຄື Trabant ຂອງເຢຍລະມັນຕາເວັນອອກ.

ເຄື່ອງ V-twin ໃນປະຈຸບັນຍັງຄົງຢູ່ລອດເກືອບສະເພາະໃນລົດຈັກ — Harley-Davidson ແລະ ຜູ້ຮຽນແບບຊາວຍີ່ປຸ່ນ ເປັນຕົວຢ່າງທີ່ເຫັນໄດ້ຊັດເຈນ. NAMI-1 ຖືເປັນລົດເກືອບໜຶ່ງດຽວທີ່ເຄີຍໃຊ້ການຈັດວາງແບບນີ້. ນໍ້າໜັກຖ່ວງເທິງເພົາຂໍ້ເຫວ່ຍງສາມາດເຮັດໃຫ້ມັນເຂົ້າໃກ້ການດຸ່ນດ່ຽງສົມບູນ ແຕ່ໄລຍະຈັງຫວະການຈູດທີ່ສະໝໍ່າສະເໝີຍັງຄົງເປັນສິ່ງທີ່ບໍ່ສາມາດບັນລຸໄດ້.

ເຄື່ອງ 3 ສູບ ດຸ່ນດ່ຽງໄດ້ບໍ່ດີເທົ່າເຄື່ອງແບບແຖວ 4 ສູບ. ຜູ້ຜະລິດເຊັ່ນ Subaru ແລະ Daihatsu ຕິດເພົາດຸ່ນດ່ຽງເປັນມາດຕະຖານ; ການຕັດສິນໃຈຂອງ Opel ທີ່ບໍ່ໃສ່ເພົາດຸ່ນດ່ຽງໃນເຄື່ອງ Ecotec 3 ສູບ ສໍາລັບ Corsa ລຸ້ນທີສອງ ໄດ້ປະຫຍັດຕົ້ນທຶນ ແຕ່ກໍ່ເຮັດໃຫ້ລົດໄດ້ຮັບຊື່ສຽງເລື່ອງຄວາມສະທ້ານສະເທືອນຈາກສື່ມວນຊົນລົດຍົນຂອງເຢຍລະມັນຫຼັງເປີດຕົວໃນປີ 1996 — ມັນຖືກບັນຍາຍວ່າ “ເປັນໄປບໍ່ໄດ້ເລີຍທີ່ຈະຂັບໄປມາໃນຕົວເມືອງໃນຮູບແບບການຂັບທີ່ປ່ຽນແປງ.”

ເຄື່ອງແບບແຖວ 4 ສູບ — ການຈັດວາງທີ່ພົບເຫັນຫຼາຍທີ່ສຸດໃນໂລກ — ມີແຮງຄວາມຄ້າງລະດັບສອງທີ່ບໍ່ໄດ້ດຸ່ນດ່ຽງ ເຊິ່ງສາມາດລົບລ້າງໄດ້ໂດຍເພົາດຸ່ນດ່ຽງທີ່ໝູນດ້ວຍຄວາມໄວສອງເທົ່າຂອງເພົາຂໍ້ເຫວ່ຍງເທົ່ານັ້ນ. ເພື່ອຫັກລ້າງໂມເມັນບິດທີ່ເກີດຂຶ້ນ ຈໍາເປັນຕ້ອງມີເພົາທີສອງທີ່ໝູນກົງກັນຂ້າມ. ແພງ, ແມ່ນ — ແຕ່ Mitsubishi, Saab, Ford, Fiat ແລະ ບັນດາແບຣນຂອງກຸ່ມ Volkswagen ລ້ວນເຄີຍໃຊ້ການຕິດຕັ້ງນີ້ ເມື່ອຄວາມລະອຽດປານີດຮຽກຮ້ອງ.

ເຄື່ອງແບບນອນ 4 ສູບ (flat-four) ເຮັດໄດ້ດີກວ່າຄູ່ແບບແຖວຂອງມັນເລັກນ້ອຍ — ເຫຼືອພຽງຄູ່ໂມເມັນບິດລະດັບສອງເທົ່ານັ້ນ ເຊິ່ງມີແນວໂນ້ມເຮັດໃຫ້ເຄື່ອງຈັກສ່າຍໄປມາຮອບແກນຕັ້ງ. ເຖິງຢ່າງນັ້ນກໍ່ຕາມ ທັງເຄື່ອງ Beetle ລະບາຍຄວາມຮ້ອນດ້ວຍອາກາດ ແລະ ເຄື່ອງ boxer ຂອງ Subaru ກໍ່ສາມາດໃຊ້ໂດຍບໍ່ມີເພົາດຸ່ນດ່ຽງມາຫຼາຍທົດສະວັດ.

ເຄື່ອງແບບແຖວ 5 ສູບ ມີແຮງຄວາມຄ້າງລະດັບໜຶ່ງທີ່ໄດ້ຮັບການຊົດເຊີຍ ແຕ່ກໍ່ປະສົບກັບໂມເມັນບິດໂຄ້ງທີ່ໝູນຜ່ານບລັອກເຄື່ອງຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ — ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ໂຄງສ້າງມີຄວາມແຂງແກ່ນເປັນພິເສດ. Mercedes-Benz, Audi ແລະ Volvo ຮັບມືກັບສິ່ງນີ້ຜ່ານຖານຮອງເຄື່ອງທີ່ປັບປຸງ ແລະ ນໍ້າໜັກຖ່ວງ (ເຊັ່ນ ເຄື່ອງ 2.5 TFSI ອັດອາກາດໃນ Audi TT RS) ໃນຂະນະທີ່ວິສະວະກອນຂອງ Fiat ໄປໄກກວ່ານັ້ນ ໂດຍໃຊ້ເພົາດຸ່ນດ່ຽງເຕັມຮູບແບບ.

ໝາຍເຫດທີ່ໜ້າສົນໃຈອັນໜຶ່ງ: ເຄື່ອງ 5 ສູບ ເກືອບທັງໝົດ ໂດຍພື້ນຖານແລ້ວແມ່ນເຄື່ອງ 4 ສູບ ທີ່ມີສູບເພີ່ມເຂົ້າມາອີກໜຶ່ງສູບ. ວິທີການແບບໂມດູລານີ້ ເຮັດໃຫ້ສາມາດໃຊ້ລູກສູບ, ກ້ານສູບ ແລະ ຊິ້ນສ່ວນລະບົບວາລຮ່ວມກັນໄດ້ — ມີພຽງບລັອກ, ຝາສູບ ແລະ ເພົາຂໍ້ເຫວ່ຍງ (ທີ່ມີຂໍ້ເຫວ່ຍງຢູ່ໄລຍະ 72°) ເທົ່ານັ້ນທີ່ຕ້ອງປ່ຽນ.

ເຄື່ອງ V6 ທີ່ມາແທນເຄື່ອງແບບແຖວ 6 ສູບ ມີຄຸນລັກສະນະການດຸ່ນດ່ຽງຄືກັນກັບເຄື່ອງ 3 ສູບ — ເຊິ່ງໝາຍຄວາມວ່າ ບໍ່ດີເລີດປານໃດ. ເຄື່ອງ V6 ຮຸ່ນທໍາອິດສຸດຂອງ Mercedes-Benz (ຮຸ່ນ M112 ທີ່ມີສາມວາລຕໍ່ສູບ) ແກ້ໄຂສິ່ງນີ້ດ້ວຍເພົາດຸ່ນດ່ຽງທີ່ຕິດຕັ້ງໃນຮ່ອງລະຫວ່າງແຖວສູບ. ເຄື່ອງ 6 ສູບ ຂະໜາດ 3 ລິດ ຂອງກຸ່ມ PSA ວາງເພົາໄວ້ໃນຝາສູບ. ຜູ້ຜະລິດອື່ນໆເລືອກໃຊ້ການເຫຼື່ອມຕໍາແໜ່ງສະລັກຂໍ້ເຫວ່ຍງຢ່າງລະອຽດ — ດັ່ງທີ່ເຫັນໃນເຄື່ອງ V6 ຂອງ Audi — ເພື່ອຫຼຸດການສັ່ນສະເທືອນໂດຍບໍ່ເພີ່ມຄວາມສັບສົນ. ເຄື່ອງ V6 ທີ່ມີມຸມ 90° ເພີ່ມບັນຫາອີກອັນ: ໄລຍະຈັງຫວະການຈູດທີ່ບໍ່ສະໝໍ່າສະເໝີໃນຕົວເອງ ເຊິ່ງລໍ້ຊ່ວຍແຮງທີ່ໜັກສາມາດເຮັດໃຫ້ລຽບລົງໄດ້ພຽງບາງສ່ວນເທົ່ານັ້ນ.

ເຄື່ອງ V8 ທີ່ມີມຸມແຖວ 90° ແລະ ຂໍ້ເຫວ່ຍງເພົາຢູ່ໃນສອງລະນາບທີ່ຕັ້ງສາກກັນ ດຸ່ນດ່ຽງໄດ້ດີຫຼາຍ. ໄລຍະຈັງຫວະການຈູດທີ່ສະໝໍ່າສະເໝີສາມາດເຮັດໄດ້ ແລະ ເຫຼືອພຽງຄູ່ໂມເມັນບິດຕົກຄ້າງສອງຄູ່ເທົ່ານັ້ນ — ເຊິ່ງແກ້ໄຂໄດ້ງ່າຍດ້ວຍນໍ້າໜັກຖ່ວງຢູ່ປາຍຂໍ້ຂອງເພົາຂໍ້ເຫວ່ຍງ. ນີ້ແມ່ນສ່ວນໃຫຍ່ຂອງເຫດຜົນທີ່ວ່າເປັນຫຍັງວິສະວະກອນອາເມຣິກາຈຶ່ງຮັບເອົາເຄື່ອງ V8 ຢ່າງກະຕືລືລົ້ນ: ພວກເຂົາທົນກັບການສັ່ນສະເທືອນບໍ່ໄດ້ເລີຍ.

ເຄື່ອງ V4 ເຄີຍຫາຍາກ ແລະ ໃນປະຈຸບັນເກືອບສູນພັນໄປແລ້ວໃນລົດ. ເຄື່ອງ V4 ຂອງ Ford ໃນເອີຣົບ (ໃຊ້ໃນ Taunus, Capri ແລະ Saab 96) ແລະ ເຄື່ອງ V4 ທີ່ແປກປະຫຼາດຂອງ Zaporozhets ລ້ວນຕ້ອງການເພົາດຸ່ນດ່ຽງສໍາລັບຄູ່ໂມເມັນບິດລະດັບໜຶ່ງ. ຄວາມກະທັດຮັດ ແລະ ຕົ້ນທຶນເປັນປັດໄຈຫຼັກ — ການດຸ່ນດ່ຽງເປັນເລື່ອງຮອງ.

ເຄື່ອງ V10 ມີຄຸນລັກສະນະການດຸ່ນດ່ຽງຄືກັນກັບເຄື່ອງແບບແຖວ 5 ສູບ. ສິ່ງນັ້ນບໍ່ໄດ້ຢຸດຜູ້ອອກແບບເຄື່ອງ Formula 1, Dodge Viper ຫຼື Dodge RAM ຈາກການໃຊ້ມັນ — ເມື່ອທ່ານຕ້ອງການກໍາລັງ ທ່ານກໍ່ຈັດການກັບການສັ່ນສະເທືອນ.

ສ່ວນການຈັດວາງທີ່ແປກປະຫຼາດກວ່ານັ້ນ: ເຄື່ອງແບບນອນ 8 ສູບ (flat-eight) (ດັ່ງທີ່ໃຊ້ໃນລົດແຂ່ງ Porsche 917) ໂດຍແທ້ຈິງແລ້ວແມ່ນເຄື່ອງແບບນອນ 4 ສູບ ສອງເຄື່ອງ ຢູ່ເທິງເພົາຂໍ້ເຫວ່ຍງຮ່ວມກັນ ໃນຂະນະທີ່ ເຄື່ອງ V12 ແລະ ເຄື່ອງແບບນອນ 12 ສູບ ຫຼຸດລົງເຫຼືອເປັນເຄື່ອງແບບແຖວ 6 ສູບ ສອງເຄື່ອງ — ເຊິ່ງອະທິບາຍຄວາມລຽບລື່ນອັນດີເລີດຂອງມັນ.

ເຄື່ອງ VR6, VR5 ແລະ W: ສຸດຍອດຝີມືການຈັດວາງຂອງ Volkswagen

ເຮົາໄດ້ກ່າວເຖິງເຄື່ອງ V ມຸມແຄບເຊັ່ນ Lancia Fulvia ໄປແລ້ວກ່ອນໜ້ານີ້. ເປັນເວລາຫຼາຍທົດສະວັດ ການຈັດວາງເຫຼົ່ານີ້ຖືກຫຼີກລ່ຽງ — ດຸ່ນດ່ຽງໄດ້ຍາກກວ່າການຈັດວາງ 60° ຫຼື 90° ໂດຍມີຜົນປະໂຫຍດດ້ານການຈັດວາງທີ່ເບິ່ງຄືບໍ່ຄຸ້ມຄ່າກັບຄວາມຫຍຸ້ງຍາກ. ຈາກນັ້ນ ບູລິມະສິດກໍ່ປ່ຽນໄປ.

ການພັດທະນາສອງຢ່າງໄດ້ປ່ຽນເກມ:

• ຖານຮອງເຄື່ອງແບບໄຮໂດຼລິກ ໄດ້ມີໃຫ້ໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງ ຊ່ວຍລົດການສົ່ງຜ່ານການສັ່ນສະເທືອນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ ໂດຍບໍ່ຄໍານຶງເຖິງການດຸ່ນດ່ຽງທາງທິດສະດີຂອງເຄື່ອງຈັກ.
• ພື້ນທີ່ໃຕ້ຝາຄອບເຄື່ອງເລີ່ມຫາຍາກຂຶ້ນເລື້ອຍໆ ເຮັດໃຫ້ຄວາມກະທັດຮັດກາຍເປັນຄຸນລັກສະນະທີ່ມີຄ່າ. ໃຜຈະຄິດວ່າລົດແຮັດແບັກທີ່ທໍາມະດາ ຈະເຊື່ອງເຄື່ອງ 6 ສູບ ຂະໜາດ 2.8 ລິດ ໄວ້? Volkswagen ເຮັດໃຫ້ມັນເກີດຂຶ້ນ.

ເຄື່ອງ Volkswagen VR6 — ໂດຍ “VR” ມາຈາກ V-Reihen (V ແບບແຖວ) — ນໍາແນວຄິດມຸມແຄບໄປໄກກວ່າທີ່ Lancia ເຄີຍເຮັດ ໂດຍໃຊ້ມຸມລະຫວ່າງແຖວສູບພຽງ 15° ເທົ່ານັ້ນ. ຜົນລັບກະທັດຮັດຫຼາຍຈົນເຮັດໜ້າທີ່ເປັນເຄື່ອງແບບແຖວທີ່ເຫຼື່ອມກັນໄດ້ໂດຍແທ້ ແລະ ໜ້າອັດສະຈັນທີ່ມັນໃຊ້ ຝາສູບອັນດຽວ ສໍາລັບທັງສອງແຖວ. ເຄື່ອງ 6 ສູບ ຂະໜາດ 2.8 ລິດ ທີ່ໃສ່ໄດ້ໃນບ່ອນທີ່ເຄື່ອງ V6 ທົ່ວໄປໃສ່ບໍ່ໄດ້ — ເປີດຕົວໃນ Volkswagen Golf ລຸ້ນທີສາມ.

ຈາກນັ້ນ ວິສະວະກອນຂອງ Volkswagen ກໍ່ສືບຕໍ່ພັດທະນາແນວຄິດນີ້:

• ເຄື່ອງ VR5 ມາໃນຮູບແບບ VR6 ທີ່ຖອດສູບອອກໜຶ່ງສູບ.
• ເຄື່ອງ W8 ລວມເຄື່ອງ VR ທີ່ສັ້ນລົງສອງເຄື່ອງ (ເຄື່ອງລະ 4 ສູບ) ໄວ້ເທິງເພົາຂໍ້ເຫວ່ຍງດຽວ — ຕິດຕັ້ງໃນລົດເກັງເຮືອທຸງ Passat.
• ເຄື່ອງ W12 ເປີດຕົວໃນປີ 1998 ໃນລົດຄອນເຊັບ W12 Roadster: ເຄື່ອງ VR6 ສອງເຄື່ອງ ປະກອບກັນຢູ່ມຸມ 72° ເທິງເພົາຂໍ້ເຫວ່ຍງດຽວ.
• ເຄື່ອງ W16 — ພ້ອມເທີໂບ 4 ໜ່ວຍ — ຂັບເຄື່ອນ Bugatti Veyron ໃຫ້ໄປເຖິງ 431 ກິໂລແມັດ/ຊົ່ວໂມງ ເຮັດໃຫ້ມັນເປັນການນໍາໃຊ້ສະຖາປັດຕະຍະກໍານີ້ໃນລົດການຜະລິດທີ່ສຸດຂີດທີ່ສຸດ.

ເປັນຫຍັງການຈັດວາງເຫຼົ່ານີ້ຈຶ່ງບໍ່ມີຢູ່ກ່ອນໜ້ານີ້? ການອອກແບບໂດຍຄອມພິວເຕີຊ່ວຍ (CAD) ໃນຍຸກໃໝ່ ເຮັດໃຫ້ມັນເປັນໄປໄດ້. ການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງມຸມລະຫວ່າງແຖວສູບ, ຕໍາແໜ່ງສະລັກຂໍ້ເຫວ່ຍງ, ລໍາດັບການຈູດ ແລະ ຄຸນລັກສະນະການດຸ່ນດ່ຽງໃນຮູບເລຂາຄະນິດທີ່ສັບສົນເຊັ່ນນັ້ນ ຄົງເປັນໄປບໍ່ໄດ້ໃນທາງປະຕິບັດ ຫາກປາສະຈາກພະລັງການຄໍານວນທີ່ມີໃຫ້ໃຊ້ຕັ້ງແຕ່ຊຸມປີ 1990 ເປັນຕົ້ນມາ. ລໍາພັງເພົາຂໍ້ເຫວ່ຍງຂອງເຄື່ອງ W12 ກໍ່ເປັນຝັນຮ້າຍຂອງຊ່າງກົນ — ເປັນຊິ້ນສ່ວນແບບທີ່ສົມເຫດສົມຜົນກໍ່ຕໍ່ເມື່ອຄອມພິວເຕີໄດ້ກວດສອບທຸກຄ່າຄວາມຄາດເຄື່ອນແລ້ວເທົ່ານັ້ນ.

ສິ່ງທີ່ສໍາຄັນແທ້ໃນການອອກແບບເຄື່ອງຈັກໃນໂລກຄວາມເປັນຈິງ

ຫາກມີສິ່ງໜຶ່ງທີ່ໄດ້ຮັບຈາກທັງໝົດນີ້ ກໍ່ຄື ການດຸ່ນດ່ຽງທາງທິດສະດີ ບໍ່ຄ່ອຍເປັນປັດໄຈຕັດສິນ ເມື່ອວິສະວະກອນເລືອກການຈັດວາງເຄື່ອງຈັກ. ບູລິມະສິດທີ່ແທ້ຈິງແມ່ນ:

• ການຈັດວາງ (Packaging) — ມັນໃສ່ໄດ້ໃນຫ້ອງເຄື່ອງບໍ?
• ນໍ້າໜັກ ແລະ ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງກໍາລັງ — ອັດຕາສ່ວນທີ່ດີທີ່ສຸດສໍາລັບການນໍາໃຊ້ນັ້ນແມ່ນຫຍັງ?
• ຕົ້ນທຶນການຜະລິດ — ມັນສາມາດໃຊ້ຊິ້ນສ່ວນຮ່ວມກັນຂ້າມຮຸ່ນລົດໄດ້ບໍ?
• ຄວາມເປັນໂມດູລາ (Modularity) — ນັບມື້ນັບຫຼາຍຂຶ້ນ ຜູ້ຜະລິດສ້າງເຄື່ອງຈັກທັງຄອບຄົວຈາກສະຖາປັດຕະຍະກໍາລູກສູບ ແລະ ກະບອກສູບຮ່ວມກັນ ຕັ້ງແຕ່ເຄື່ອງ 3 ສູບ ປະຫຍັດ ໄປຈົນເຖິງເຄື່ອງ 12 ສູບ ເຮືອທຸງ

ສາຍຜະລິດຕະພັນເຄື່ອງຈັກໃນປະຈຸບັນຂອງ Mercedes-Benz ເປັນຕົວຢ່າງແບບສະບັບຕໍາລາຂອງວິທີການແບບໂມດູລາ: ສະຖາປັດຕະຍະກໍາຮ່ວມກັນເປັນພື້ນຖານໃຫ້ກັບເຄື່ອງຈັກທີ່ມີກໍາລັງ ແລະ ຈໍານວນສູບທີ່ແຕກຕ່າງກັນຢ່າງມະຫາສານ.

ແລະ ສ່ວນເລື່ອງການສັ່ນສະເທືອນ — ມັນຄຸ້ມຄ່າທີ່ຈະຈື່ໄວ້ວ່າ ການດຸ່ນດ່ຽງທາງທິດສະດີ ກັບ ການດຸ່ນດ່ຽງຕົວຈິງ ເປັນສອງສິ່ງທີ່ແຕກຕ່າງກັນຫຼາຍ. ເຖິງແມ່ນເຄື່ອງແບບແຖວ 6 ສູບ ທີ່ດຸ່ນດ່ຽງສົມບູນແບບ ກໍ່ຍັງຈະສັ່ນ ຫາກຊຸດເພົາຂໍ້ເຫວ່ຍງຂອງມັນບໍ່ໄດ້ດຸ່ນດ່ຽງຢ່າງເໝາະສົມ ຫຼື ຫາກລູກສູບ ແລະ ກ້ານສູບຂອງມັນມີນໍ້າໜັກແຕກຕ່າງກັນຢ່າງເຫັນໄດ້ຊັດ. ຄ່າຄວາມຄາດເຄື່ອນໃນການຜະລິດຕົວຈິງ ແລະ ການຜິດຮູບຂອງຊິ້ນສ່ວນພາຍໃຕ້ການໃຊ້ງານ ໝາຍຄວາມວ່າ ບໍ່ມີເຄື່ອງຈັກໃດທີ່ລຽບລື່ນໃນທາງປະຕິບັດໄດ້ດີເທົ່າທີ່ສົມຜົນຄະນິດສາດບົ່ງບອກ. ນັ້ນແມ່ນເຫດຜົນທີ່ການອອກແບບຖານຮອງເຄື່ອງ — ວິທີການແຍກໂດດເຄື່ອງຈັກອອກຈາກສ່ວນອື່ນຂອງລົດ — ມີຄວາມສໍາຄັນບໍ່ໜ້ອຍໄປກວ່າການຈັດວາງເຄື່ອງຈັກເອງ. ບາງເທື່ອກໍ່ສໍາຄັນກວ່າອີກ.

ນີ້ແມ່ນບົດແປ. ທ່ານສາມາດອ່ານຕົ້ນສະບັບໄດ້ທີ່ນີ້: https://www.drive.ru/technic/4efb337600f11713001e54e1.html