[รู้จักไหม?] ต่างจาก 180 หรือ 270 องศา! "เพลาข้อเหวี่ยงครอสเพลน 135 องศา" อันเป็นเอกลักษณ์ของ BMW F450GS มีดีอย่างไร?

BMW ได้ออกแบบเครื่องยนต์ Parallel twin-cylinder ใหม่สำหรับ F450GS โดยมี "เพลาข้อเหวี่ยงมุมจุดระเบิด 135 องศา" เป็นลักษณะเด่นที่สุด ซึ่งไม่เหมือนใครในรถมอเตอร์ไซค์ที่ผลิตออกมาจำหน่ายทั่วไป มันแตกต่างจากเพลาข้อเหวี่ยง 270 องศา หรือ 180 องศา ที่เป็นที่นิยมในปัจจุบันอย่างไร และนำมาซึ่งนวัตกรรมอะไรบ้าง บทความนี้จะอธิบายอย่างละเอียด

เพลาข้อเหวี่ยงมุมจุดระเบิด 135 องศา ให้เสียงและสัมผัสที่เป็นเอกลักษณ์

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เพลาข้อเหวี่ยงมุมจุดระเบิด 270 องศา ได้กลายเป็นมาตรฐานสำหรับเครื่องยนต์ Parallel twin-cylinder โดยให้ความรู้สึกของการเต้นเป็นจังหวะและแรงบิดที่คล้ายกับ V-twin 90 องศา มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในรุ่นต่างๆ เช่น Honda Africa Twin/NC750X, Yamaha MT-07 series, Suzuki GSX-8 series, BMW F900/800 series และ Triumph Bonneville series โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกลุ่มรถขนาดกลาง (400-800cc)

ท่ามกลางกระแสนี้ BMW ได้เปิดตัวเครื่องยนต์ Parallel twin-cylinder ที่ออกแบบใหม่ทั้งหมด พร้อมเพลาข้อเหวี่ยงมุมจุดระเบิด 135 องศา ใน F450GS นี่เป็นครั้งแรกที่มีการใช้เพลาข้อเหวี่ยง 135 องศาในรถมอเตอร์ไซค์ที่ผลิตเพื่อจำหน่าย

F450GS รุ่นใหม่ เริ่มส่งมอบในประเทศเดือนกันยายน ตัวรถน้ำหนักเบาและกะทัดรัด 178 กก. กำลัง 48 แรงม้า และราคาเริ่มต้น 961,000 เยน เป็นจุดดึงดูดใจ

F450GS รุ่นใหม่ มาพร้อมเครื่องยนต์ DOHC Parallel twin-cylinder ขนาด 420cc พร้อมเพลาข้อเหวี่ยง 135 องศา ออกแบบโดย BMW และผลิตโดย TVS ในอินเดีย

การเปรียบเทียบคู่แข่งในกลุ่ม 400cc (จากเอกสารของ BMW) เพลาข้อเหวี่ยง 135 องศา มีความโดดเด่น และกำลังเทียบเท่าหรือสูงกว่าคู่แข่ง

ก่อนอื่น "เพลาข้อเหวี่ยงมุมจุดระเบิด" คืออะไร? ในเครื่องยนต์หลายสูบ หมายถึงเพลาข้อเหวี่ยงที่ตำแหน่งของก้านสูบมีการเยื้อง (เลื่อน) ออกไปบนเพลาข้อเหวี่ยง สิ่งนี้ช่วยให้สามารถเปลี่ยนแปลงมุมจุดระเบิดของแต่ละสูบ ซึ่งส่งผลอย่างมากต่อความรู้สึกของการเต้นเป็นจังหวะของเครื่องยนต์ และความรู้สึกของการยึดเกาะถนน (แรงฉุด)

ส่วนของเพลาข้อเหวี่ยงที่ก้านสูบยึดติดคือ ก้านสูบ F450GS มุ่งเน้นความรู้สึกที่แตกต่างจากทั้งเพลาข้อเหวี่ยง 270 องศา และ 180 องศา โดยการเยื้องมุม 135 องศา

ข้อได้เปรียบที่ใหญ่ที่สุดของเพลาข้อเหวี่ยง 135 องศา คือ เสียงและสัมผัสที่เป็นเอกลักษณ์

เมื่อสูบที่ 1 อยู่ที่ศูนย์ตายบน (TDC) ก้านสูบของสูบที่ 2 จะเยื้องไป 135 องศา สูบที่ 2 จะจุดระเบิดหลังจากสูบที่ 1 เป็นระยะเวลาสั้นๆ (225 องศา) และหลังจากนั้นจะมีการรอเป็นเวลานานพอสมควร (495 องศา) ก่อนจะถึงมุมจุดระเบิดครั้งต่อไป

มุมจุดระเบิดของเพลาข้อเหวี่ยง 135 องศา สูบที่ 2 จุดระเบิด 225 องศา หลังสูบที่ 1 จากนั้นสูบที่ 1 จะจุดระเบิดอีกครั้งหลังจากผ่านไป 495 องศา หากเปรียบเทียบเป็นเสียง อาจจะเป็น "ด่อ... ด่อ..."

ในทางตรงกันข้าม เพลาข้อเหวี่ยง 270 องศา ซึ่งมีก้านสูบเยื้อง 270 องศา จะจุดระเบิดสูบที่ 2 หลังจากสูบที่ 1 จุดระเบิด 270 องศา จากนั้นสูบที่ 1 จะจุดระเบิดอีกครั้งหลังจากผ่านไป 450 องศาของการหมุนเพลาข้อเหวี่ยง เสียงอาจจะเป็น "ดอด... ดอด..." (แผนภาพจาก Honda NC700S/X เปิดตัว เหมือนกันด้านล่าง)

กล่าวคือ เพลาข้อเหวี่ยง 135 องศา สร้างแรงบิดอย่างต่อเนื่องในช่วงเวลาที่สั้นกว่าเพลาข้อเหวี่ยง 270 องศา โดยมีช่วงเวลาระหว่างแรงบิดเป็นจังหวะที่ยาวกว่า ส่งผลให้มุมจุดระเบิดไม่สม่ำเสมอมากขึ้น สิ่งนี้สร้างเสียงทุ้มที่ห้าวและทำให้ยึดเกาะแรงฉุดของล้อหลังได้ง่ายขึ้น เพิ่มความสามารถในการควบคุมบนทางออฟโรดหรือพื้นผิวที่ลื่น

BMW อธิบายเสียงของเพลาข้อเหวี่ยง 135 องศาว่า "เสียงท่อไอเสียที่ไม่สม่ำเสมอเป็นเอกลักษณ์" พวกเขายังกล่าวอีกว่า "มีโทนเสียงที่อยู่ระหว่าง V-twin 90 องศา (เช่น Ducati) และ V-twin 45 องศา (เช่น Harley-Davidson) แต่ก็ไม่เหมือนทั้งสองแบบ มันให้ความรู้สึกที่ "ไม่สม่ำเสมอ" และหยาบกว่าเพลาข้อเหวี่ยง 270 องศา"

ผสมผสานจุดแข็งของเพลาข้อเหวี่ยง 270 องศา และ 180 องศา

เพลาข้อเหวี่ยง 135 องศา ให้ความรู้สึกของการเต้นเป็นจังหวะในช่วงรอบต่ำถึงกลางคล้ายกับเพลาข้อเหวี่ยง 270 องศา ในขณะเดียวกันก็ให้การเร่งความเร็วที่ราบรื่นไปยังรอบสูงซึ่งเป็นลักษณะของเพลาข้อเหวี่ยง 180 องศา

เพลาข้อเหวี่ยง 270 องศา เป็นที่รู้จักในเรื่องความรู้สึกแรงบิดแบบ V-twin ที่ "ด่อกๆ" ตลอดช่วงรอบเครื่องยนต์ ช่วงการเผาไหม้เหมือนกับเครื่องยนต์ V-twin 90 องศา เครื่องยนต์ Parallel twin-cylinder ที่มีเพลาข้อเหวี่ยง 270 องศา เดิมทีถูกสร้างขึ้นเพื่อให้ได้ความรู้สึกของการเต้นเป็นจังหวะและประสิทธิภาพการยึดเกาะถนนของ V-twin 90 องศา

เพลาข้อเหวี่ยง 180 องศา เป็นที่นิยมในรถสปอร์ต ถูกนำไปใช้ในรถอย่าง Kawasaki Ninja 650/Z650RS, Ninja 250, Yamaha YZF-R25/R3, Honda CBR250RR และ CBR400R/NX400 ด้วยก้านสูบที่เยื้อง 180 องศา ลูกสูบทั้งสองจะเคลื่อนที่ขึ้นลงสลับกัน ทำให้การสั่นสะเทือนปฐมภูมิ (การสั่นในแนวตั้ง) หายไป และทำให้เครื่องยนต์สามารถเร่งรอบได้อย่างราบรื่นไปยังรอบสูง

เพลาข้อเหวี่ยง 180 องศา ที่มีก้านสูบเยื้อง 180 องศา จะจุดระเบิดสูบที่ 2 หลังจากสูบที่ 1 จุดระเบิด 180 องศา จะจุดระเบิดอีกครั้งทุกๆ 720 องศา

เพลาข้อเหวี่ยง 135 องศา มีช่วงการจุดระเบิด "225 องศา" ซึ่งใกล้เคียงกับเพลาข้อเหวี่ยง 270 องศา "270 องศา" ให้ความรู้สึกของการเต้นเป็นจังหวะคล้ายกับเพลาข้อเหวี่ยง 270 องศา ที่รอบต่ำ ช่วงการจุดระเบิดอีกช่วงคือ "495 องศา" ซึ่งใกล้เคียงกับเพลาข้อเหวี่ยง 180 องศา "540 องศา" ส่งผลให้การเร่งความเร็วราบรื่นและเสียงความถี่สูงที่รอบสูง คล้ายกับเพลาข้อเหวี่ยง 180 องศา มันให้สิ่งที่ดีที่สุดจากทั้งเพลาข้อเหวี่ยง 270 องศา และ 180 องศาอย่างแท้จริง

ความรู้สึกยังกล่าวถึงความรู้สึกของการเต้นเป็นจังหวะที่ใกล้เคียงกับเพลาข้อเหวี่ยง 270 องศา และความรู้สึกในการหมุนที่ชวนให้นึกถึงเพลาข้อเหวี่ยง 180 องศา https://news.webike.net/motorcycle/527664/

อนึ่ง เพลาข้อเหวี่ยง 360 องศา ที่มีก้านสูบเยื้อง 360 องศา (ซึ่งอาจถือเป็นการเยื้อง 0 องศา) มีการจุดระเบิดที่สม่ำเสมอทุกๆ 360 องศา (หนึ่งรอบ) ของเพลาข้อเหวี่ยง ให้แรงบิดที่เสถียรและการเต้นเป็นจังหวะตั้งแต่รอบต่ำ รุ่นปัจจุบัน ได้แก่ Kawasaki W800, Yamaha TMAX และ Harley X350/X500 ที่เพิ่งเลิกผลิตไป

เสน่ห์ของบาลานเซอร์เดี่ยวที่ทำให้เครื่องยนต์เบาลง

เพลาข้อเหวี่ยง 135 องศา ช่วยให้บาลานเซอร์มีความเรียบง่าย ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบสำหรับเครื่องยนต์ที่เบาลง ในขณะที่ข้อได้เปรียบของเพลาข้อเหวี่ยง 270 องศา คือความสามารถในการหักล้างแรงบิดเฉื่อย (แรงบิดที่เกิดจากการเคลื่อนที่ขึ้นลงของลูกสูบซึ่งผู้ขับขี่ไม่ได้ต้องการ) อาจต้องใช้บาลานเซอร์หลายตัวที่มีน้ำหนักมากเพื่อลดการสั่นสะเทือนแบบโยก (การสั่นแบบหมุน) ของเครื่องยนต์

ในทางตรงกันข้าม เพลาข้อเหวี่ยง 135 องศา สามารถหักล้างการสั่นสะเทือนปฐมภูมิที่ไม่พึงประสงค์ด้วยโครงสร้างบาลานเซอร์เดี่ยวที่เรียบง่าย สิ่งนี้ช่วยให้การออกแบบเครื่องยนต์มีน้ำหนักเบาลง ชุดเครื่องยนต์ของ F450GS มีน้ำหนักเบาอย่างน่าทึ่งเพียง 41.5 กก.

การสั่นสะเทือนจากการเยื้องเพลาข้อเหวี่ยงจะถูกหักล้างด้วยบาลานเซอร์เดี่ยวที่ขับเคลื่อนด้วยเฟืองอย่างง่าย ช่วยลดการสั่นสะเทือนที่ไม่พึงประสงค์ ในขณะที่ยังคงรักษาความรู้สึกของการเต้นเป็นจังหวะที่น่าพอใจ

เคยมี V-Twin ที่มี "ช่วงการจุดระเบิด 135 องศา" มาก่อน!

แม้ว่า Parallel twin ที่ใช้เพลาข้อเหวี่ยง 135 องศา จะเป็นครั้งแรกสำหรับ F450GS แต่ "ช่วงการจุดระเบิด 135 องศา" เองเคยถูกนำมาใช้จริงในเครื่องยนต์ V-twin ของ Honda ในช่วงทศวรรษที่ 1980

สิ่งนี้ทำได้โดยการรวม V-twin 45 องศา เข้ากับเพลาข้อเหวี่ยงมุมจุดระเบิด 90 องศา ซึ่งใช้ในรถรุ่นต่างๆ เช่น XLV750R ในทางทฤษฎี การเคลื่อนที่ของลูกสูบและช่วงการจุดระเบิดจะเหมือนกับเพลาข้อเหวี่ยง 135 องศา

Honda XLV750R (เปิดตัวปี 1983) เป็นรถออฟโรดขนาดใหญ่ที่พัฒนาขึ้นสำหรับการแข่งขัน Paris-Dakar Rally Pacific Coast (เปิดตัวปี 1989) ซึ่งเป็นรถครุยเซอร์ระดับพรีเมียม ก็ใช้เครื่องยนต์ที่คล้ายกัน

วัตถุประสงค์ของการนำมาใช้คือเพื่อหักล้างการสั่นสะเทือนปฐมภูมิในทางทฤษฎีโดยไม่ต้องใช้บาลานเซอร์เพลา อย่างไรก็ตาม มันราบรื่นเกินไปและไม่ได้รับความนิยม ทำให้ต้องเลิกผลิตไป เจตนาเบื้องหลังแตกต่างจากแนวทางปัจจุบันของ BMW อย่างสิ้นเชิง

หากจะชี้ข้อเสีย...

หากจะชี้ข้อเสียของเพลาข้อเหวี่ยง 135 องศา คือ เพลาข้อเหวี่ยง 270 องศา มีความเหนียวแน่นที่ดีกว่าที่รอบต่ำมากๆ เพลาข้อเหวี่ยง 135 องศา มีช่วงการจุดระเบิดที่สั้นกว่า (0 ถึง 225 องศา) เมื่อเทียบกับเพลาข้อเหวี่ยง 270 องศา (0 ถึง 270 องศา) แม้ว่าเพลาข้อเหวี่ยง 135 องศา จะยังคงจัดการได้ที่รอบต่ำมากซึ่งอาจรู้สึกเหมือนจะดับ แต่เพลาข้อเหวี่ยง 270 องศา น่าจะยังคงรักษาอาการได้ดีกว่าเล็กน้อย

นอกจากนี้ คาดว่าตัวเลือกท่อไอเสียแต่งจะไม่เพิ่มขึ้นทันที ตลาดรถ Parallel twin ทั่วโลกถูกครอบงำโดยเพลาข้อเหวี่ยง 270 องศา เนื่องจากเพลาข้อเหวี่ยง 135 องศา ปัจจุบันมีเฉพาะใน F450GS เท่านั้น จึงมีความรู้ด้านการพัฒนาที่จำกัด และมีความเป็นไปได้สูงที่จะต้องใช้เวลาในการออกท่อไอเสียแต่งสำหรับรถรุ่นนี้ หรืออาจมีตัวเลือกน้อย

อย่างไรก็ตาม เพลาข้อเหวี่ยง 135 องศา มีข้อได้เปรียบมากมายที่เหนือกว่าข้อเสียเหล่านี้ มันผสมผสานจุดแข็งของทั้งเพลาข้อเหวี่ยง 270 องศา และ 180 องศา เข้าด้วยกัน มีคุณสมบัติที่ผสมผสานกันอย่างแท้จริง เราตั้งตารอการพัฒนาในอนาคตและศักยภาพสำหรับรุ่นต่อยอด

※ คลิกที่นี่สำหรับบทความเจาะลึกเกี่ยวกับการพัฒนาในอนาคตของ BMW F450GS!

BMW ยังเคยปล่อย "เพลาข้อเหวี่ยง 315 องศา" ในปี 2012! Husqvarna Nuda 900/R ในขณะนั้นใช้เครื่องยนต์นี้ โดยมีฐานเครื่องยนต์มาจากเครื่องยนต์ Parallel twin ที่ใช้ใน F650/800GS (ภาพจาก Webike Community)

ไปที่แกลเลอรี่  (12)