เกียร์รถยนต์มีกี่แบบไปดูกัน..?

เกียร์รถยนต์มีกี่แบบไปดูกัน..?

          ระบบส่งกำลังถือว่าเป็นอีกหนึ่งการทำงานร่วมกันของระบบเครื่องยนต์ที่มีความสำคัญอย่างยิ่ง ซึ่งเป็นอีกหนึ่งปัจจัยที่ทำให้รถสามารถเคลื่อนตัวเดินหน้าและถอยหลังได้ตามต้องการ รถยนต์เก๋งและกระบะที่มีจำหน่ายกันในตลาดรถบ้านเราก็มีระบบส่งกำลังที่แตกต่างกันไป สำหรับในคอลัมน์นี้จะพาไปดูกันครับว่ารถที่ขับขี่ใช้งานกันอยู่บนท้องถนนมีเกียร์อะไรบ้างและมีความมแตกต่างกันอย่างไร

          ก่อนอื่นเรามาทำความรู้จักกับหน้าที่หลักของเกียร์กันก่อนเลยครับ  เกียร์เป็นตัวถ่ายทอดกำลังจากเครื่องยนต์ไปยังเพลา และไปสู่ล้อในที่สุด หน้าที่ต่อมา คือ เปลี่ยนความเร็วของตัวรถให้เพิ่มขึ้น หรือลดลง อีกหน้าที่ คือ เปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่ของตัวรถ เช่น เดินหน้า หรือถอยหลัง นั่นคือ หน้าที่หลักของระบบเกียร์ แต่หน้าที่หลักอีกอย่างหนึ่ง คือ ทำหน้าที่เปลี่ยนความเร็วของตัวรถให้เพิ่มขึ้น เพราะกำลังของเครื่องยนต์ที่มีนั้นพอตัว สามารถนำพารถไปได้ด้วยความเร็วระดับหนึ่งเท่านั้น เหมือนจักรยานที่ไม่มีเกียร์ เวลาเราต้องการเพิ่มความเร็ว จะต้องออกแรงในการปั่นให้เร็วขึ้น เพื่อให้ความเร็วเพิ่มขึ้น ลองคิดดูว่า ถ้ารถคันนั้น ต้องวิ่งด้วยรอบเครื่องยนต์สูงๆ ในความเร็วสูงสุดแค่ระดับหนึ่งตลอดเวลา สิ่งที่ตามมา คือ เรื่องความสึกหรอของเครื่องยนต์ และความสิ้นเปลืองน้ำมัน

เกียร์ MANUALหรือเกียร์ธรรมดา 

          มีข้อดีก็คือ มีการสูญเสียกำลังจากเครื่องยนต์ที่ส่งผ่านมายังระบบเกียร์น้อย เพราะใช้คลัตช์ที่ถ่ายทอดกำลังจากฟลายวิล มายังเกียร์โดยตรง ทนทาน ดูแลรักษา และซ่อมแซมง่าย ด้วยข้อดีแบบนี้เราจะเห็นได้ว่า รถที่มีสมรรถนะสูงๆ กำลังเครื่องยนต์มากๆ หรือรถแข่ง จะใช้เกียร์ธรรมดาเป็นส่วนใหญ่ ต่อมามีการพัฒนาไปสู่การนำระบบไฟฟ้ามาช่วยเปลี่ยนเกียร์ เป็นเทคโนโลยีที่ถ่ายทอดมาจากสนามแข่งขันรถ F1 นั่นเอง เราเรียกระบบนี้ว่า เกียร์ธรรมดาแบบอัตโนมัติ การทำงานของเกียร์ระบบนี้ ยังคงใช้การตัดต่อกำลังด้วยคลัตช์แบบแผ่นแห้ง เหมือนเกียร์ธรรมดา แต่เพิ่มระบบไฟฟ้าที่ควบคุมด้วยกล่องสมองกล หรือ ECU เพื่อใช้ในการควบคุมการเปลี่ยนเกียร์ ลักษณะการเปลี่ยนเกียร์นั้น ใช้หลักเกณฑ์การทำงานในการเปลี่ยนเกียร์แบบเกียร์อัตโนมัติ โดยใช้ความเร็วของตัวรถ องศาของคันเร่ง น้ำหนักบรรทุก เป็นเงื่อนไขในการปรับเปลี่ยนเกียร์ให้เหมาะสมกับความเร็ว จังหวะการตัดต่อ และเปลี่ยนเกียร์นั้น มีการคำนวณออกมาแล้ว ให้มีจังหวะการทำงานใกล้เคียงกับการเหยียบและถอนคลัตช์ของมนุษย์มากที่สุด เพื่อความนุ่มนวลในการถ่ายทอดกำลัง

           ที่เห็นมีใช้อย่างแพร่หลาย ก็คือ ในซุปเปอร์คาร์อย่างเฟอร์รารี่ ส่วนรถที่คนส่วนใหญ่เอื้อมถึง ก็คือ อัลฟา โรมีโอ 156 ที่เรียกระบบของตัวเองว่า SALESPEED ส่วนค่าย บีเอมดับบิว ก็มีการพัฒนาขึ้นเช่นกัน โดยใช้ชื่อระบบว่า เอสเอมจี (SMG) หลักการทำงานของระบบเกียร์แบบนี้ เพราะต้องการการถ่ายทอดกำลังที่มีประสิทธิภาพสูงสุด แต่ต้องการเพิ่มฟังค์ชันอัตโนมัติเข้าไป เพื่อให้ผู้ขับขี่เกิดความสะดวกสบายมากขึ้น และที่สำคัญก็คือ การควบคุมการเปลี่ยนเกียร์ด้วยระบบอัตโนมัตินี้ มีความฉับไวและเที่ยงตรงกว่า ซึ่งการเปลี่ยนเกียร์โดยมนุษย์นั้นมีโอกาสเกิดความผิดพลาด และการใช้เวลาในการเปลี่ยนเกียร์ไม่เท่ากันทุกๆเกียร์

เกียร์ AUTO
          ระบบนี้เกียร์จะเปลี่ยนตำแหน่งเอง ตามความเร็วรอบเครื่องยนต์ องศาลิ้นเร่ง น้ำหนักบรรทุก ฯลฯ การตัดต่อกำลังจากเครื่องยนต์ไปยังระบบเกียร์ใช้ทอร์คคอนเวอร์เตอร์ ซึ่งใช้น้ำมันเป็นตัวส่งถ่ายกำลัง ข้อเสียของเกียร์อัตโนมัติที่ใช้ทอร์คคอนเวอร์เตอร์ คือ มีการสูญเสียกำลังจากเครื่องยนต์มากกว่า เพราะต้องใช้กำลังจากเครื่องยนต์ส่วนหนึ่งไปสร้างแรงดัน ทำให้ไม่สามารถถ่ายทอดกำลังลงสู่พื้นได้อย่างเต็มที่ และเมื่อเครื่องยนต์มีกำลังสูงมากๆ ระบบเกียร์อัตโนมัติอาจจะไม่สามารถทนทานต่อกำลังสูงๆ ได้ บรรดาซูเพอร์คาร์ จึงหันมาใช้ระบบส่งกำลังแบบคลัทช์แผ่นแห้ง ที่ควบคุมการเปลี่ยนเกียร์ด้วยระบบอัตโนมัติแทน

เกียร์ SHIFTRONIC ,MULTITRONIC,SPORTRONIC
           ฟังแล้วอาจจะดูเยอะแยะมากมากแต่จริงๆแล้วมันก็คือ “เกียร์อัตโนมัติ” ที่มีฟังค์ชันหนึ่งที่สามารถ “เปลี่ยนเกียร์ได้เหมือนเกียร์ธรรมดา” แม้ว่าฟังค์ชันการเปลี่ยนเกียร์ ในตำแหน่ง + หรือ – ที่คันเกียร์ หรืออาจจะมีที่พวงมาลัยด้วยก็ตาม คนส่วนใหญ่จะสับสนกับเกียร์อัตโนมัติ ที่ผู้ขับขี่สามารถเปลี่ยนเกียร์เองได้ว่า “เปลี่ยนเกียร์ได้เหมือนเกียร์ธรรมดา” ตามคำโฆษณาของบริษัทรถยนต์ต่างๆ แต่ไม่ได้หมายความว่า เปลี่ยนเกียร์ได้เหมือนเกียร์ธรรมดา เพราะลักษณะการส่งถ่ายกำลัง ก็ยังคงใช้ทอร์คคอนเวอร์เตอร์อยู่ ซึ่งนั่นก็คือ เกียร์อัตโนมัติ บางค่ายออกแบบมาให้การเปลี่ยนตำแหน่งเกียร์สูงขึ้นนั้น มีการออกแบบให้ระบบไม่ยอมเปลี่ยนเกียร์สูงให้ แม้ผู้ขับขี่จะลากรอบจนทะลุเรดไลน์ หรือเมื่อผู้ขับขี่ไม่เปลี่ยนเกียร์ ระบบจะตัดการจ่ายน้ำมันเพื่อไม่ให้รอบสูงมากจนอันตราย บางค่ายก็ออกแบบให้มีการเปลี่ยนเกียร์ เมื่อผู้ขับขี่ลืม หรือไม่ยอมเปลี่ยนเกียร์เอง ระบบจะทำการเปลี่ยนเกียร์สูงขึ้นให้ เพื่อป้องกันความเสียหายที่จะเกิดกับระบบเกียร์ แม้บางค่ายจะออกแบบมาเพื่อต้องการให้มีความรู้สึกเหมือนเกียร์ธรรมดา คือ จะไม่ยอมเปลี่ยนเกียร์สูงเมื่อถึงย่านเรดไลน์ จนกว่าผู้ขับขี่จะเปลี่ยนเกียร์สูงขึ้นเอง แต่เมื่อมีการลดความเร็วลง จนเหลือความเร็วต่ำมากๆ หรือจอดรถสนิท ระบบก็จะเปลี่ยนมาเป็นเกียร์ 1 หรือ 2 ให้ สามารถออกตัวได้ทันที เพื่อป้องกันอันตราย หรืออุบัติเหตุ กรณีผู้ขับขี่เหยียบเบรคฉุกเฉิน และต้องการออกตัวในทันที เพื่อหลบหลีกอุบัติเหตุ แม้ว่าผู้ผลิตต้องการให้การเปลี่ยนเกียร์มีความรู้สึกใกล้เคียงเกียร์ธรรมดา แต่สิ่งหนึ่งที่ต้องมาก่อนเสมอ นั่นคือ เรื่องของความปลอดภัยในการใช้งาน ระบบเกียร์ที่ยังใช้ทอร์คคอนเวอร์เตอร์ แม้จะมีปุ่ม คันโยก แป้นสำหรับเปลี่ยนเกียร์ที่พวงมาลัย อย่าคิดว่ามันมีระบบเปลี่ยนเกียร์เหมือนเกียร์ธรรมดา ควรจะเรียกว่ามันเป็นฟังค์ชันหนึ่งของเกียร์อัตโนมัติ ที่ทำให้ผู้ขับเปลี่ยนหรือเลือกเปลี่ยนเกียร์ได้เองมากกว่า

เกียร์ AUTO CVT

          เกียร์ชนิดนี้ย่อมาจาก CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION หรือเกียร์ที่มีอัตราทดแปรผันบ้างก็เรียกว่า เกียร์แบบอัตราทดแบบต่อเนื่อง ข้อดีของเกียร์แบบนี้ คือ นุ่มนวล และการถ่ายทอดกำลังที่มีประสิทธิภาพ ส่งผลในเรื่องของความประหยัดเชื้อเพลิง รวมถึงสามารถลดขนาดของเกียร์ให้มีขนาดเล็กลง นั่นก็เป็นเหตุผลว่า ข้อดีของการส่งถ่ายกำลังแบบแปรผันนี้ จะช่วยเพิ่มความนุ่มนวลในการทำงาน และลดขนาดเกียร์ลงได้มาก เพราะไม่ต้องมาเปลี่ยนทีละอัตราทด จากการออกแบบให้มี “สายพานโลหะ” ทำด้วยเหล็กกล้าประเภท “ไฮสเตรนธ์ สตีล” (HIGH STRENGTH STEEL) คล้องอยู่กับ “พูลเลย์” ที่ทำด้วยโลหะชนิดเดียวกันเป็นตัวขับและตัวตาม ความลับในการเปลี่ยนอัตราทดอยู่ที่ตัวพูลเลย์ ตัวขับ และตัวตามนี่ละ อย่างที่บอกไปข้างต้นว่า ตอนออกตัวรถต้องการแรงบิดมาก เฟืองขับต้องใหญ่ เฟืองตามต้องเล็ก เกียร์ CVT ที่มีพูลเลย์ 2 ตัว คือ ตัวขับ (PRIMARY PULLEY) และตัวตาม (SECONDARY PULLEY) มันก็ใช้หลักการเดียวกันนี้ เมื่อออกตัว พูลเลย์ด้านขับจะขยับตัวเข้าหากัน เพื่อเลื่อนสายพานให้ขึ้นอยู่ชิดขอบพูลเลย์ เหมือนกับการใช้เฟืองใหญ่ ส่วนพูลเลย์ด้านตามก็จะกางตัวออกให้สายพานลงไปชิดแกนหมุน เพื่อให้เหมือนกับเฟืองตัวเล็กนั่นเอง เมื่อความเร็วเพิ่มขึ้น เฟืองขับก็จะค่อยๆ ลดขนาดลง ในขณะที่เฟืองตามค่อยๆ โตขึ้น ซึ่งเป็นไปอย่างนุ่มนวล ไม่มีอาการสะดุด หรือกระตุก การทำงานจะควบคุมด้วยวงจรอีเลคทรอนิคส์ คอมพิวเตอร์ ซึ่งให้ความแม่นยำสูง อันที่จริงเกียร์แบบนี้ ไม่มีตำแหน่งเกียร์ว่าจะเป็น 4, 5 หรือ 6 เกียร์ แต่การที่ผู้ผลิตนำมาโฆษณาก็เพราะต้องการให้ผู้คนรู้สึกว่า ระบบนี้ไม่ได้แตกต่างจากระบบเกียร์อัตโนมัติทั่วไป รวมถึงการเพิ่มตำแหน่งเกียร์ให้มากขึ้นกว่าปกตินั้น ก็กลายเป็นสิ่งที่ดึงดูด ทั้งที่จริงสามารถออกแบบให้มีอัตราทดเท่าไรก็ได้ไม่จำกัด

          เป็นยังไงกันบ้างครับกับเรื่องราวของเกียร์ อ่านดูเหมือนจะมีอะไรเยอะแยะมากมาย แต่จริงๆแล้วก็มีแค่เกียร์ธรรมดากับเกียร์ออโต้นั่นแหละครับ แต่สิ่งที่แตกต่างกันออกไปก็จะเป็นเรื่ององฟังก์ชั่นเกียร์นั่นเองครับ ที่ทำให้มีความแตกต่าง