Electric Compressor [เทอร์โบไฟฟ้า] นวัตกรรมล่าสุดในเครื่องยนต์ AUDI

         วิศวกรค่ายสี่ห่วง เริ่มทดสอบเทคโนโลยีระบบอัดอากาศล่าสุด กับ A6 TDI Concept ซึ่งติดตั้งเครื่องยนต์ V6 TDI ขนาด 3 ลิตร [ดีเซล] พร้อม Mono-turbo ที่เป็นเทอร์โบแปรผัน อากาศร้อนซึ่งผ่านการอัดมาจากเทอร์โบ จะมาถูกลดอุณหภูมิเพิ่มความหนาแน่นของมวลอากาศ ก่อนส่งเข้าห้องเผาไหม้ที่อินเตอร์คูลเลอร์ โดยวิศวกรได้เสริม Electric Compressor ที่วางวงจรแบบคู่ขนาน เข้าไประหว่างอินเตอร์คูลเลอร์กับตัวเครื่องยนต์ หรือก่อนที่อากาศจะถูกส่งเข้าไปยังเข้าห้องเผาไหม้ นั่นเอง
          [หมายเหตุ : ภาพประกอบทั้งหมดเป็น Electric Bi-turbo ในเครื่องยนต์ RS 5 TDI Concept แต่ขออนุญาตกล่าวถึง A6 TDI Concept เป็นพื้นฐาน เพราะใช้เครื่องยนต์เวอร์ชั่นแรกที่ติดตั้ง Electric Compressor]
         Electrically Driven Compressor หรือเรียกสั้น ๆ ว่า Electric Compressor มีหน้าที่ อัดอากาศเข้าห้องเผาไหม้ขณะเครื่องยนต์ทำงานในย่านรอบต่ำ ช่วงเริ่มขยับจากรอบเดินเบา หลังจากผู้ขับเหยียบคันเร่งเพื่อออกรถ ซึ่งเป็นช่วงที่ไอเสียมีแรงดันต่ำ ทำให้เกิดความล่าช้าในการตอบสนอง ซึ่งอาการดังกล่าวนี้ เราคุ้นเคยกันในชื่อ ‘Turbo Lag’ ชุด Electric Compressor จะมาพร้อมท่อแยก และ Bypass Valve รับหน้าที่ เปิด-ปิด เพิ่มช่องทางในการลำเรียงอากาศเข้าห้องเผาไหม้ในย่านรอบสูง

          Electric Compressor ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้า ทำงานด้วยแรงเคลื่อนไฟฟ้า 48 โวลต์ ขณะที่ระบบไฟฟ้าในรถทั้งหมด ใช้อยู่ที่เพียง 12 โวลต์ ดังนั้นจึงต้องมีแหล่งเก็บพลังงานไฟฟ้า และวงจรไฟฟ้าชุดใหม่ เพื่อรองรับ Electric Compressor รวมทั้งอุปกรณ์พิเศษบางระบบ ความฉับไวในการทำงานตั้งแต่เริ่มหมุนของมอเตอร์ จนถึงรอบสูงสุดอยู่ที่เพียง 250 milliseconds [0.250 วินาที] แรงดันไอเสียในรอบเครื่องต่ำ จึงไม่มีผลใด ๆ ต่อการตอบสนองของเครื่องยนต์ นั่นเพราะ Electric Compressor ถูกออกแบบมารับหน้าที่ลดอาการ ‘Turbo Lag’ โดยตรง
          เมื่อรอบเครื่องสวิงแตะระดับ 3,000 รอบ/นาที ไอเสียมีแรงดันมากพอในการขับกังหันเทอร์ไบน์แล้ว (เพื่อให้ใบพัดอีกฝั่งอัดอากาศเข้าห้องเผาไหม้) Bypass Valve จะ ‘เปิด’ เพิ่มปริมาณการไหลของอากาศให้เพียงพอกับความต้องการของเครื่องยนต์ในย่านรอบสูง ขณะที่ชุดใบพัดอัดอากาศภายใน Electric Compressor จะหมุนฟรี
          ขุมพลัง V6 TDI ใน A6 TDI Concept สร้างแรงม้าในระดับ 326 hp ที่ 4,000 รอบ/นาที แรงบิดสูงสุด 650 Nm ที่ 1,500-3,000 รอบ/นาที

          สำหรับ RS 5 TDI Concept รถต้นแบบที่ต่อยอดแนวคิด Electric Compressor ในสเต็ปต่อมา จะใช้เครื่องยนต์ Electric Bi-turbo ตัวเครื่องยนต์ V6 TDI ยังคงพื้นฐานเดียวกัน ความเปลี่ยนแปลงอยู่ที่วงจรระบบอัดอากาศชุดใหม่ จาก Mono-turbo ยกระดับมาเป็น Bi-turbo ใช้เทอร์โบต่างขนาด [ไม่มีครีบแปรผันแรงดันไอเสีย] จำนวน 2 ตัว ตัวเล็กเป็นเทอร์โบแรงดันต่ำ ตัวใหญ่กว่าเป็นเทอร์โบแรงดันสูง พร้อมรูปแบบการอัดอากาศแบบ Sequential หรือต่อเนื่อง

          สำหรับ Electric Compressor และท่อทางส่วนต่าง ๆ จัดวางในตำแหน่งเดียวกัน พร้อมทั้งใช้ขั้นตอนการทำงานที่เหมือนกับเครื่องยนต์ของ A6 TDI Concept ทุกประการ RS 5 TDI Concept มาพร้อมพละกำลังที่มหาศาลถึง 385 hp ที่ 4,250 รอบ/นาที แรงบิดสูงสุด 750 Nm ที่ 1,250-2,000 รอบ/นาที และตะกาย 4 ล้อ ผ่านระบบ Quattro ทำอัตราเร่ง 0-100 กม./ชม. ด้วยเวลาต่ำกว่า 4 วินาที

 

ภาพ และ ภาพยนตร์ : AUDI AG
เรื่อง : Pitak Boon