Tips Trick : Desmodromic Valve ไขกุญแจสำคัญสมรรถนะรอบจัดแห่ง Ducati V4 R

ย้อนไปเมื่อสัปดาห์ก่อน เราได้มีการนำเสนอระบบวาล์วแปรผันไปแล้วว่ามันมีดีอะไรยังไงบ้าง มาคราวนี้ ก็ถึงเวลาของอีกหนึ่งระบบวาล์วที่น่าสนใจไม่แพ้กัน เพราะมันจะถูกออกแบบและติดตั้งไว้แค่ในรถมอเตอร์ไซค์ของ Ducati เท่านั้น นั่นก็คือระบบวาล์วแบบ “Desmodromic” ซึ่งรายละเอียดของระบบวาล์วนี้จะเป็นอย่างไร ? เรามาดูกันเลยดีกว่าครับ

แต่ก่อนที่เราจะไปพูดถึงระบบวาล์วแบบ Desmodromic เราขอพูดถึงระบบวาล์วพื้นฐานที่มีใช้แบบทั่วไปในรถมอเตอร์ไซค์รุ่นอื่นๆที่ไม่ใช่ของ Ducati ก่อน โดยหากให้อธิบายแบบคร่าวๆ ทั้งก่อนหน้านี้ที่เราได้กล่าวไว้ในบทความระบบวาล์วแปรผัน ว่าตัววาล์ว ที่เปรียบเสมือนกับประตูที่ใช้ในการเปิดเพื่อเอาไอดีเข้า และเปิดเพื่อระบายไอเสียออกนั้น จะมีตัวแคมชาฟท์ที่คอยกดให้วาล์วขยับขึ้น/ลงเพื่อเปิดช่องว่างของประตู่ที่ว่า (หรือในเครื่องยนต์บางรุ่นก็จะใช้กระเดื่อง แต่ยังไงตัวแคมชาฟท์ก็คือตัวที่ควบคุมให้วาล์วเปิดออกอยู่ดี)

แต่อันที่จริงแล้ว แค่แคมชาฟท์เพียงอย่างเดียวไม่สามารถทำให้วาล์วที่ถูกดันเปิดลงไปนั้น ขยับกลับมาตำแหน่งปิดเหมือนเดิมได้ ดังนั้นมันจึงต้องมีสปริงช่วยดันวาล์วกลับ เพื่อไม่ให้วาล์วอ้าอยู่อย่างนั้น ซึ่งดูๆแล้วเหมือนมันจะไม่มีปัญหาอะไร แต่จริงๆมันมี

กล่าวคือ แม้ตัวสปริงที่ใช้ดันวาล์วนั้น จะสามารถดันวาล์วให้กลับสู่ตำแหน่งปิดสนิทได้ แต่เมื่อตัวรถใช้รอบสูง(มากๆ) หลายครั้งตัวสปริงอาจจะดันวาล์วกลับไม่ทันหรือไม่สัมพันธ์กับแคมชาฟท์ เนื่องจากค่าคงตัวของสปริง (ค่า K) มีไม่มากพอทีจะดีดวาล์วกลับด้วยความเร็วขนาดนั้นได้ จนทำให้เกิดอาการวาล์วลอย ซึ่งถ้าอาการไม่หนักมาก ก็อาจจะแค่เดินรอบไม่เนียน เพราะอากาศหมุนเวียนไม่สัมพันธ์กันกับการขยับขึ้น/ลงของลูกสูบ แต่ถ้าหนักมากๆ ตัววาล์วอาจจะกระทบกับลูกสูบจนลูกสูบเป็นรอย/แตก และตัววาล์วเองก็อาจจะคดจนไม่สามารถปิดช่องไอดี/ไอเสียได้สนิท แล้วเสียกำลังอัดในห้องเผาไหม้ในที่สุด ซึ่งคงไม่ใช่เรื่องดีแน่ๆ

ดังนั้นวิธีแก้ในเบื้องต้นที่เหล่าสำนักแต่งทำกันก็คือ การเปลี่ยนสปริงวาล์วใหม่ ที่มีความแข็งมากขึ้น ซึ่งเพื่อนๆคงได้ยินกันบ่อยใช่มั้ยครับ ว่าถ้าต้องเปลี่ยนแคมชาฟท์ที่มีระยะลิฟท์เยอะๆแล้ว ถ้าจะให้ดีก็ต้องเปลี่ยนสปริงวาล์วด้วย เพราะตัววาล์วจะได้ดีดกลับเร็วพอกับรอบเครื่องที่จัดขึ้น และระยะขยับของวาล์วที่มากขึ้นนั่นเอง

แต่ทว่า หากเพิ่มความแข็งสปริงมากเกินไป ตัวเครื่องยนต์ก็จะหมุนไม่ลื่นเสียอีก เพราะเครื่องยนต์จะต้องเสียแรงส่วนหนึ่งไปกับการพยายามหมุนแคมชาฟท์ให้ฝืนกดวาล์วลงที่ยากมากขึ้น ซ้ำไม่พอ ตัววาล์ว, ถ้วยวาล์ว หรือ กระเดื่องกดวาล์ว(ถ้ามี) ก็จะสึกหรอง่ายมากขึ้น เพราะต้องเผชิญกับแรงเสียดทานที่เกิดขึ้นจากความพยายามที่จะดันวาล์วกลับของสปริงมากกว่าปกตินั่นเอง

ดังนั้นเพื่อแก้ปัญหาที่แก้ไม่สุดสักทีแบบนี้ ทางวิศวกรของ Ducati จึงได้คิดกลไกควบคุมวาล์วแบบใหม่อย่าง Desmodromic ขึ้นมา (ว่ากันว่าแปลนแรกเกิดขึ้นช่วงหลังยุคสงครามโลกครั้งที่ 2 ราวๆยุคปี 1950 ) ซึ่งหากให้เกริ่นแนวคิดแบบสั้นๆก็คือว่า ถ้าในเมื่อสปริงมันเป็นปัญหาขนาดนั้น ก็ตัดมันออก แล้วใช้กระเดื่องที่ออกแบบใหม่เพิ่มอีกตัวมาดันวาล์วกลับแทนเสียเลย จะได้ไม่ต้องมาปวดหัวกับวาล์วลอย และการสึกหรอที่มากเกินไปของแคมชาฟท์กับกระเดื่องกดและชิมวาล์วอีก

โดยจังหวะการทำงานของกระเดื่องวาล์วที่ใช้ดันวาล์วกลับที่ว่านั้น จะทำงาน หรือถูกควบคุมด้วยชุดลูกเบี้ยวอีกลูปหนึ่ง ซึ่งเป็นลูปที่ Ducati ทำแยกมาจากลูกเบี้ยวปกติที่ใช้กดวาล์ว ดังนั้นถ้าแกะแคมชาฟท์ของมอเตอร์ไซค์ Ducati ที่มีระบบวาล์ว Desmodromic ออกมา เราก็จะเห็นว่าแคมชาฟท์หนึ่งตัว จะมีลุูปลูกเบี้ยวมากกว่าแคมชาฟท์ปกติ 2 เท่าตัว (ซึ่งปกติแล้วจะเป็นลูกเบี้ยวที่ขนาดใหญ่กว่าปกติ)

และด้วยเหตุนี้เองจึงทำให้ตัวรถมอเตอร์ไซค์หลายๆรุ่นของ Ducati สามารถรีดรอบสูงๆได้ โดย(แทบ)ไม่ต้องกลัวอาการวาล์วลอย เพราะจังหวะการดันวาล์วกลับนั้น ไม่ต้องพึ่งสปริงวาล์วที่อาจจะดันวาล์วกลับไม่ทันอีกต่อไป และอาศัยตัวกระเดื่องที่ทำงานลูปลูกเบี้ยวพิเศษโดยตรงควบคุมการปิดกลับของวาล์ที่มีความสเถียรมากกว่าแทน

ทีนี้เพื่อนๆหายสงสัยกันรึยังล่ะครับ ว่าทำไมตัวแข่ง Panigale V4 R ถึงสามารถรีดรอบได้สูบถึง 16,350 รอบ/นาที (และเผลอๆอาจจะมากกว่านี้ถ้าไม่โดนกรรมการ WSBK สั่งตัดจบแค่นั้น) ขณะที่ตัวแข่งคลาส 1,000cc อื่นๆยังสามารถปั่นรอบได้แค่ราวๆ 14,000 รอบ/นาที เท่านั้น ทั้งๆที่ตัวแข่ง Ducati ก็ไม่ได้ใช้ระบบควบคุมวาล์วแบบนิวเมติกเหมื่อนตัวแข่ง MotoGP เลยสักนิด (แต่ที่จริงตัวแข่ง Desmocedisi GP ของ Ducati เองก็ใช้วาล์ว Desmodromic เนี่ยแหล่ะครับ ไม่ได้ใช้วาล์วนิวเมติกเหมือนคู่แข่งค่ายอื่นๆเช่นกัน)