อนาคตเครื่องยนต์ภายใต้แนวคิด TNGA ของโตโยต้า
Managing Officer แห่ง Toyata Mr. Hirohisa Kishi ตอบคำถาม เรื่องการผลิตเครื่องยนต์ภายใต้แนวคิด TNGA (Toyota New Global Architecture) และแนวทางการพัฒนาเครื่องยนต์ต่อไปในอนาคต เพื่อเน้นถึงความสำคัญของการพัฒนาระบบส่งกำลังที่มีบทบาทอย่างมากในการช่วยประหยัดเชื้อเพลิง
เครื่องยนต์ที่ผลิตขึ้นภายใต้แนวคิด “TNGA” ถูกเปิดตัวตั้งแต่ปี 2017
“เราเปิดตัวเครื่องยนต์ขนาด 2,500cc ออกมาเป็นลำดับแรก จากนั้นจึงตามด้วยขนาด 2,000cc ซึ่งทั้งคู่ล้วนแต่เป็นการพัฒนาตามแนวคิดการประหยัดพลังงานของเครื่องยนต์สันดาปภายในและระบบส่งกำลัง อย่างไรก็ตาม สิ่งที่บริษัทมองว่ามีค่าต่อสังคมที่สุดก็คือการทำอีโค่คาร์ให้แพร่หลาย ซึ่งด้วย laser cladded valve seat นี้เอง ที่ทำให้เราได้ประสิทธิภาพการสันดาปที่สูงขึ้น ยกระดับเครื่องยนต์สันดาปภายในขึ้นไปอีกขั้น”
เครื่องยนต์ที่ได้นี้ มี Thermal efficiency อยู่ที่ 40% สำหรับรถเบนซิน และ 41% สำหรับรถไฮบริด ซึ่งถือว่าเป็นระดับท็อปของโลกเลยนะครับ
“เมื่อเราคำนึงถึงการนำไปใช้กับระบบไฮบริดแล้ว เราจึงตัดสินใจออกแบบเครื่องยนต์ให้เรียบง่ายที่สุด ซึ่งนอกจากจะทำให้ได้ Thermal efficiency สูงสุดสำหรับรถไฮบริดแล้ว ยังได้อัตราส่วนกำลังอัดอยู่ที่ 14 ซึ่งเป็นมาตรฐานสูงสุดในอุตสาหกรรมยานยนต์อีกด้วย อีกทั้งด้วยการออกแบบให้สามารถใช้ได้กับทั้งรถเบนซินและไฮบริด ทำให้ประสบความสำเร็จในการเสริมประสิทธิภาพในการผลิตและพัฒนาให้เพิ่มยิ่งขึ้น”
จะเรียกว่าทำได้ดีที่สุดภายใต้ข้อจำกัดได้ไหมครับ
“เครื่องยนต์ของเราผ่านการปรับเปลี่ยนแก้ไขกว่า 20 – 30 ครั้ง ซึ่งการนำวิธี laser cladding มาใช้ทำให้ได้บ่อลิ้น (Valve Seat) ที่เรียบตรงและเชื่อมด้วยอัลลอยด์ ทำให้อากาศเข้าไปในห้องเผาไหม้ได้อย่างราบรื่น ส่งผลให้ได้คุณสมบัติในการเผาไหม้อย่างรวดเร็ว ซึ่งหลังจากนี้ เราตั้งใจจะเพิ่มอัตราส่วนกำลังอัดให้มากขึ้น โดยปัจจัยสำคัญอยู่ที่ว่าจะสามารถเผาไหม้สารผสมบาง (Lean Burn) ได้ดีแค่ไหน และติดตั้งเทคโนโลยีสำหรับลดอัตราการสูญเสียและหมุนเวียนพลังงานเข้าไป รวมถึงการเคลือบด้วยสารทนความร้อน เพื่อรักษาอุณหภูมิในตัวเครื่องอีกด้วย”
หลังจากนี้ตั้งเป้าการเพิ่ม Thermal efficiency ไว้อย่างไรบ้าง
“ปัจจุบันเราสามารถทำได้มากถึง 45% ในห้องทดลอง และจะเพิ่มเป็น 50% ในห้องทดลองในปี 2025 อย่างไรก็ตาม กว่าจะได้ 40% ในปัจจุบันนี้ก็คือผลจากการพัฒนามาเกือบ 100 ปี 10% ที่เราต้องการจึงเป็นเรื่องที่ยากมาก อีกทั้งต้องมีการวิจัยอีกมากจึงจะสามารถนำมาใช้งานจริงได้ รวมถึงปัญหาอื่น ๆ ทั้งด้านการผลิต การติดตั้ง และการกำจัดไอเสีย”
แปลว่าต้องวิจัยในอีกหลายเรื่อง?
“ก็ตั้งแต่การยกระดับคุณภาพเชื้อเพลิงที่ใช้ ซึ่งปัจจุบันเราได้ร่วมกันวิจัยกับบริษัทน้ำมัน ซึ่งเมื่อวิจัยได้ในระดับหนึ่งแล้ว ก็ถึงขั้นตอนการจัดวางเพื่อแก้ปัญหาการน็อคของเครื่องยนต์ ซึ่งเรามองว่า หากมีสิ่งที่สามารถป้องกันปัญหาเช่นนี้ได้ก็นับว่าเป็นเรื่องที่ดี นอกจากนี้ การเปลี่ยนเชื้อเพลงที่ใช้ ย่อมหมายถึงต้นทุนการพัฒนาที่มากขึ้น จึงต้องเริ่มตั้งแต่การวิจัยขั้นพื้นฐาน เพื่อให้ได้เทคโนโลยีที่สามารถทำมาใช้งานจริงได้"