หัวเทียนของรถแข่ง...มีดีอย่างไร?

หัวเทียนของรถแข่ง...มีดีอย่างไร?

ในบทความนี้ เราจะไปวิเคราะห์กันว่า หัวเทียนของรถแข่งนั้น มีความแตกต่างกับหัวเทียนของรถโดยทั่วไปอย่างไร? นอกจากนั้นแล้ว หัวเทียนของรถแข่งนั้น ช่วยเพิ่มสมรรถนะของเครื่องยนต์ได้อย่างไร?

• หัวเทียนรถแข่งมีความจำเป็นอย่างไร? เราสามารถใช้หัวเทียนเดิมกับเครื่องยนต์รถแข่งได้หรือไม่?
• หัวเทียนร้อน (Hot Type) และหัวเทียนเย็น (Cold Type) แตกต่างกันอย่างไร?
• ทำไมหัวเทียนรถแข่งจึงไม่มีเขี้ยว?

หาคำตอบทั้งหมดได้ ในบทความนี้ครับ

เฟอร์ดินาน พอร์เช่อ (Ferdinand Porsche) ผู้ก่อตั้งแบรนด์รถยนต์สมรรถนะสูงอย่าง Porsche ให้นิยามของ ‘รถแข่งที่สมบูรณ์แบบ’ (The Perfect Racing Car) ว่า...

The perfect racing car crosses the finish line first and subsequently falls into its component parts

แปลเป็นภาษาบ้านเราได้ว่า ...รถแข่งที่ดีที่สุด...ก็คือรถแข่งที่เมื่อวิ่งผ่านเส้นชัยแล้ว...ชิ้นส่วนของรถแข่งก็จะหมดอายุการใช้งานและกระจุยกระจายโดยทันที นั่นก็เพราะว่า รถแข่งที่ดีจะถูกออกแบบให้ทุกชิ้นส่วนทำงานอย่างเต็มประสิทธิภาพ โดยมีเป้าหมายสูงสุดก็คือ ‘เค้นทุกอย่าง’ แบบ 100% เพื่อเข้าเส้นชัยเป็นคนแรกนั่นเอง

สำหรับวันนี้ เราก็จะมาพูดคุยกันในเรื่องของ ‘หัวเทียนสำหรับรถสมรรถนะสูง’ หรือพูดง่ายๆ ก็คือ ‘หัวเทียนของรถแข่ง’ นั่นแหละครับ...อย่างที่ผมได้เกริ่นไปแล้ว ว่าวัตถุประสงค์ของรถแข่งก็คือการเค้นเอากำลังเครื่องยนต์ให้ได้มากที่สุด เพื่อให้เข้าเส้นได้เป็นคันแรกนั่นเอง ซึ่งจะค่อนข้างแตกต่างกับรถยนต์ที่เราใช้งานโดยทั่วไป ซึ่งรถบ้านที่วิ่งกันอยู่บนท้องถนนนั้น จะถูกออกแบบมาให้ทนทานเป็นหลัก เรียกได้ว่าใช้เป็นสิบๆ ปีเลยทีเดียว และปัจจัยที่สำคัญรองลงมาก็คือรถบ้านเหล่านี้ต้องปล่อยมลพิษไอเสียที่น้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ...แต่สำหรับรถแข่งระดับมืออาชีพแล้ว ‘สมรรถนะของเครื่องยนต์’ นั้น คือ ‘ปัจจัยอันดับแรก’ …ที่ถูกให้ความสำคัญ

เมื่อเป็นเช่นนี้แล้ว... หัวเทียนของรถแข่งนั้น จะถูกออกแบบให้เครื่องยนต์สามารถจุดระเบิดเพื่อสร้างแรงม้าและแรงบิดที่สูงสุด ซึ่งการเค้นเอาสมรรถนะของเครื่องยนต์อย่างต่อเนื่องเช่นนี้ หัวเทียนสำหรับรถแข่งจะต้องสามารถจุดระเบิดได้อย่างแม่นยำในช่วงรอบสูงและนอกจากนั้นแล้ว ยังต้องสามารถทนต่ออุณหภูมิห้องเผาไหม้ที่ร้อนกว่าการเผาไหม้ปกติเกือบเท่าตัว อีกทั้งยังต้องทนกับแรงดันมหาศาลของห้องเผาไหม้อีกด้วย

สำหรับคุณสมบัติของหัวเทียนที่ใช้สำหรับรถแข่งหรือรถสมรรถนะสูงนั้น ก็จะมีความแตกต่างจากหัวเทียนของรถยนต์ทั่วไปอยู่หลายประการ ซึ่งเราสามารถสรุปเป็นข้อๆ ได้ดังนี้ครับ

1. หัวเทียนรถแข่งจะระบายความร้อนได้ดีกว่า

ถ้าพูดถึงการระบายความร้อนของหัวเทียนแล้วล่ะก็ เป็นไปไม่ได้เลยที่เราจะไม่กล่าวถึงคุณสมบัติที่เรียกว่า ‘Heat Range’ (ฮีท เรนจ์) ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่บ่งบอกถึงการระบายความร้อนของหัวเทียนว่าสามารถถ่ายเทความร้อนออกจากแกนกลางได้ดีเพียงใด และถ้าอ้างอิงจากระดับการระบายความร้อนแล้ว เราสามารถแบ่งหัวเทียนได้ 2 ประเภท นั่นก็คือ หัวเทียนร้อน (Hot Type) และหัวเทียนเย็น (Cold Type)

ซ้าย : หัวเทียนร้อน

ขวา : หัวเทียนเย็น

รถยนต์โดยทั่วไปนั้น จะเลือกใช้หัวเทียนที่ไม่ร้อนและไม่เย็นจนเกินไป ...ซึ่งเอาจริงๆ แล้ว เราจะพบหัวเทียนร้อนได้มากกว่าหัวเทียนเย็นซะด้วยซ้ำ นั่นก็เพราะว่า หัวเทียนร้อนจะช่วยลดการก่อตัวของเขม่าคาร์บอนที่ขั้วหัวเทียน ซึ่งจะช่วยทำให้การจะจุดเบิดมีประสิทธิภาพตลอดอายุการใช้งาน ...แต่สำหรับรถแข่งแล้ว จะเลือกใช้หัวเทียนเย็นเป็นส่วนใหญ่ ซึ่งเหตุผลก็เพราะว่าหัวเทียนเย็นนั้น มีคุณสมบัติการระบายความร้อนที่ดีกว่านั่นเองครับ

ปกติแล้ว เครื่องยนต์ของรถแข่งจะมีอุณหภูมิการเผาไหม้ที่สูงกว่าเครื่องยนต์ปกติ ทำให้มีโอกาสที่จะเกิดการ ‘ชิงจุดระเบิด’ (Pre-ignition) ได้มากกว่าเครื่องยนต์โดยทั่วไป เพราะฉะนั้นแล้ว เครื่องยนต์ที่ได้รับการโมดิฟายอย่างหนัก จะต้องมีการเปลี่ยนไปใช้หัวเทียนที่ระบายความร้อนออกจากแกนกลางได้เร็วที่สุด นั่นจึงเป็นเหตุผลว่าทำไม...รถแข่งส่วนใหญ่จึงเลือกใช้ ‘Cold Type’ (หัวเทียนเย็น) นั่นเองครับ การที่หัวเทียนระบายความร้อนได้เร็วนั้น จะช่วยลดอัตราการชิงจุดระเบิด และช่วยลดโอกาสที่เครื่องยนต์จะได้รับความเสียหายนั่นเอง

2. หัวเทียนรถแข่งจะมีเขี้ยวที่เตี้ยกว่า

สำหรับเครื่องยนต์สมรรถนะสูงนั้น นอกจากจะจุดระเบิดที่อุณหภูมิสูงกว่าเครื่องยนต์ปกติแล้ว เครื่องยนต์รถแข่งยังมีการสั่นสะเทือนที่มากกว่าอีกด้วย ซึ่งการสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้นนั้น จะทำให้ระยะรุน (Cl) ของแบริ่งเพลาข้อเหวี่ยงเปลี่ยนแปลง เป็นผลให้ระยะชักของลูกสูบก็จะเปลี่ยนแปลงไปด้วยเช่นกัน ซึ่งถ้าใช้หัวเทียนเขี้ยวสูงแล้ว ในจังหวะที่ลูกสูบเคลื่อนที่ขึ้นสู่ศูนย์ตายบนนั้น (Top Dead Center) มีความเป็นไปได้ว่าระยะชักของลูกสูบอาจจะเข้าไปใกล้กับเขี้ยวหัวทำให้มีโอกาสที่จะกระแทกและเกิดความเสียหายได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับลูกสูบเพิ่มกำลังอัดที่มีการดีไซน์แบบ ‘หัวนูน’ ...ซึ่งจะทำให้ระยะปลอดภัยระหว่างหัวลูกสูบและเขี้ยวหัวเทียนมีค่าลดลง

เพราะฉะนั้นแล้ว สำหรับเครื่องยนต์รถแข่งที่มีกำลังอัดสูงและใช้งานรอบเครื่องยนต์สูงอย่างต่อเนื่อง จะต้องใช้หัวเทียนแบบเขี้ยวเตี้ยหรือไม่มีเขี้ยว (Semi-surface) ซึ่งจะช่วยเพิ่มระยะปลอดภัยระหว่างหัวลูกสูบและเขี้ยวหัวเทียน

3. หัวเทียนรถแข่งจะสามารถขันอัดได้มากกว่า

ปกติแล้ว หัวเทียนจากโรงงานจะมีการกำหนดค่าทอร์คในการขันอัด แต่ถ้าหากว่ามีการโมดิฟายเครื่องยนต์เพื่อเพิ่มกำลังอัดแล้วล่ะก็ จำเป็นจะต้องมีการเปลี่ยนหัวเทียนที่สามารถขันอัดได้เพิ่มขึ้น (โดยปกติแล้ว หัวเทียนสำหรับรถแข่งจะมีการกำหนดค่าขันอัดที่มากกว่าหัวเทียนจากโรงงานอยู่เล็กน้อย) ซึ่งค่าทอร์คในการขันอัดที่เพิ่มขึ้นนั้น จะช่วยลดการรั่วไหลของกำลังอัด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีของเครื่องยนต์ที่มีการโมดิฟายอย่างหนักจนทำให้มีการสั่นสะเทือนเพิ่มขึ้น การใช้หัวเทียนแบบ Race-spec นั้น จะช่วยให้เรามั่นใจได้ว่าเกลียวหัวเทียนจะไม่คลายและกำลังอัดยังจะไม่เกิดการรั่วไหลออกจากห้องเผาไหม้นั่นเองครับ

และนี่ก็คือข้อได้เปรียบของหัวเทียนของรถแข่ง ซึ่งจะเห็นได้ว่า...หัวเทียนรถแข่งนั้น มีความจำเป็นอย่างมากสำหรับเครื่องยนต์ที่ได้รับการโมดิฟายอย่างหนัก นอกจากจะช่วยเพิ่มสมรรถนะในการจุดระเบิดแล้ว ยังช่วยลดความเสียหายที่จะเกิดขึ้นอันเนื่องมาจากระบบจุดระเบิดอีกด้วย ...และสำหรับใครที่ชื่นชอบในการโมดิฟายเครื่องยนต์ ก็อย่าลืมที่จะอัพเกรดหัวเทียน เพื่อให้เครื่องยนต์ได้ทำงานอย่างเต็มสมรรถนะ อีกทั้งยังช่วยเพิ่มความมั่นใจขณะขับขี่อีกด้วยครับ

©

สงวนสิทธิ์ในการคัดลอกหรือทำซ้ำ