ผิวกระบอกสูบ, แหวนลูกสูบ, ลูกสูบ และน้ำมันเครื่อง EP. 1/8

ถาม : การคว้านเสื้อสูบ นอกจากต้องมีแผ่นประกบด้านบนแล้ว หลังคว้านเสร็จต้องชุบแข็งหรือไม่ เพราะบางคนคิดว่ากระบอกสูบจาก โรงงานมีการชุบแข็งมาให้ เมื่อคว้านใหม่ ส่วนที่ชุบแข็งจะถูกคว้านออกไปด้วย ถ้าไม่ชุบแข็งใหม่จะทําให้กระบอกสูบสึกหรอเร็ว

ตอบ : ถ้ากระบอกสูบเป็นเหล็กหล่อ ไม่มีการชุบแข็งจากโรงงาน เพราะเหล็กหล่อมีความแข็งมากอยู่แล้ว เนื่องจากมีคาร์บอนสูง

ส่วนที่บอกว่า เมื่อคว้านกระบอกสูบใหม่แล้วสึกหรอเร็ว อาจเป็นเพราะคว้านไม่ดี หรือเจ้าของกระบอกสูบอยากได้ ขนแมว’ หรือ ‘ลายไขว้ เพราะเชื่อว่าช่วยเก็บน้ํามันเครื่อง โรงกลึงก็ทำให้

แต่บางครั้งช่างที่โรงกลึงดันทําออกมาเป็น “ขนเม่น เพราะหินที่ใช้ขัดเป็นหินแข็งแบบที่ไม่ค่อยสึก เวลาขัดให้เป็นรอยขนแมวก็จะขัดอย่างแรง ผิวกระบอกสูบจะมีรอยเหมือนเวลาไถนาแล้วดินม้วนขึ้นมา ทําให้ผิวไม่เรียบ 

เมื่อทดลองเอาลูกสูบใส่เข้าไปก็แน่นพอดี เพราะแหวนลูกสูบแนบกับขี้เหล็กที่ม้วนขึ้นมา แต่เมื่อประกอบเครื่องยนต์แล้ววิ่งจริง แหวนลูกสูบก็ขูดเหล็กที่ม้วนขึ้นมาจนหายไปหมด คราวนี้ลูกสูบหลวม !

วิธีที่ถูกต้อง คือ ใช้หินขัดที่ค่อนข้างนิ่ม เวลาขัดกระบอกสูบก็สึก หินก็สึกด้วย เหล็กก็ไม่ม้วนขึ้นมา แต่ช้า เปลืองหิน แพง โรงกลึงส่วนใหญ่ก็เลยใช้หินแข็ง ชุดเดียวใช้กันเป็นปี พอหินหมดก็เอากระดาษทรายพัน แข็งเหมือนกันเพราะเป็นอะลูมินัมออกไซด์ ถ้าอยากใช้หินนิ่มก็ต้องเอาหินไปให้โรงกลึง ตัวหินขัดราคาประมาณ 300 ดอลลาร์สหรัฐ (13,500 บาท) ใช้ได้กับเสื้อสูบประมาณ 10 บล็อก

ส่วนแผ่นเหล็กปิดด้านบนเสื้อสูบ (DECK -PLATE) ใช้ในกรณีที่สกรูที่ลงไปบนเนื้อโลหะ อยู่ใกล้กับปากกระบอกสูบ ถ้าอยู่ห่างไปประมาณ 2 เซนติเมตร (วัดจากขอบรูนอตถึงขอบกระบอก) ไม่ต้องใช้ เพราะสกรูไม่ดึงปากกระบอกแล้ว

ที่คิดว่าต้องใช้แผ่นเหล็กปิดด้านบนกับทุกเสื้อสูบ อาจเพราะอ่านหนังสืออเมริกันมากเกินไป เนื่องจากเครื่องยนต์อเมริกันกระบอกสูบใหญ่ ถ้าสกรูอยู่ไกลเกินไปปะเก็นฝาสูบอาจแตก จึงต้องออกแบบให้สกรูอยู่ชิดกระบอกสูบ แต่เครื่องยนต์ญี่ปุ่นส่วนใหญ่ถูกออกแบบให้สกรูอยู่ห่างกระบอกสูบมากอยู่แล้

 

ถาม : เวลาขัดกระบอกสูบเสร็จแล้ว ผิวควร เป็นแบบไหน บางคนบอกต้องเป็นเส้นไขว้ เพื่อให้น้ํามันเครื่องเกาะติดอยู่

ตอบ : น้ํามันเครื่องมีที่ให้อยู่ตั้งเยอะแยะ เกาะอะไรก็ได้ กระจกเรียบ ๆ เอาน้ํามันเครื่องมาทาไว้ก็อยู่ แล้วถ้าผนัง เสื้อสูบเป็นเหล็กหล่อก็มีน้ํามันซึมอยู่ในตัวด้วย จะล้างน้ํามันที่ซึมให้ออกหมดเกลี้ยงยังไม่ได้เลย เพราะฉะนั้นไม่ต้องทํา “ลาย” ให้น้ํามันเครื่องอยู่หรอก

ถ้าจะทํา “ลาย” ให้น้ํามันเครื่องอยู่ ผมเอาไปไว้บนลูกสูบไม่ง่ายกว่าหรือ สั่งทําผิวลูกสูบเป็นเส้น ๆ ก็ได้ แต่ไม่มีความจําเป็น เพราะน้ํามันเครื่องปัจจุบันมีคุณภาพดีขึ้น อยู่ตรงไหนก็เกาะตรงนั้น เวลาน้ํามันเครื่องเปื้อนมือยังล้างไม่ค่อยออกเลย

เวลาผมสั่งโรงกลึงให้คว้านและขัดกระบอกสูบ จะบอกเสมอว่า กรุณาอย่าให้มีเส้น ขอแบบเรียบ ๆ แต่ไม่ต้องถึงกับเป็นเงาแว๊บ แล้วก็ส่งหินขัดไปให้ด้วย แต่ตอนคว้านอย่าลืมเผื่อระยะสําหรับขัดไว้ประมาณ 5 ฟิลเลอร์ด้วยนะ !

เหมือนเวลาเจียรข้อเหวี่ยง ผมมักเสนอโรงกลึงว่าใช้หินของผมได้ไหม ก้อนละประมาณ 18,000 บาท เจ้าของโรงกลึงบางแห่งยังไม่ยอมทําให้ เพราะขี้เกียจถ่วงสมดุลหินใหม่ แล้วเวลาเปลี่ยนหินก้อนเก่าออก เอาก้อนใหม่ใส่ ก็กลัวว่าหินจะตกแตก เลยไม่ยอมเปลี่ยนให้

ผมก็เลยบอกว่าใช้หินของโรงกลึงก็ได้ แต่ช่วยล้างหน้าหินให้ผมหน่อย เอาเพชรตัดมุมให้ด้วย ต้องการรัศมี 25 มิลลิเมตร เจ้าของโรงกลึงก็บ่นว่าเปลือง เปลืองผมจ่ายให้ก็ได้ หินคุณก้อน ละ 4,000 บาท จะคิดค่าล้างหน้าหินครั้งละ 500 บาทก็ได้ ถึงจะยอมทําให้ แต่ผิวกระบอกสูบก็ยังเป็นรอยอยู่เล็กน้อย เพราะใช้หินแข็ง

ปัจจุบันยังมีตําราต่างประเทศเรื่องการขัดกระบอกสูบว่า ขนแมวเส้น 2 เส้นที่โชว์กันต้องทํามุม 30 องศาเพื่อให้น้ํามันเครื่องอยู่ ซึ่งจริง ๆ แล้วไม่จําเป็น

ขนแมวน่าจะใช้กับแหวนลูกสูบราคาถูก คุณภาพห่วย ไม่ค่อยกลมหรือไม่เรียบ แล้วก็กําหนดให้เริ่มใช้ปากแหวน แคบ ๆ (ทั้งที่ความจริงต้องการกว้างกว่านั้น) แต่ให้แหวนลูกสูบถูก้บกระบอกสูบจนแหวนสึก แล้วปากแหวนก็จะห่างขึ้นเอง

ถ้าใช้แหวนลูกสูบห่วยต้องมีการรัน-อิน ช่วงแรกอย่าขับเร็ว แล้วก็อาจมีควันขาวออกทางท่อไอเสียเล็กน้อย เพราะแหวนยังไม่เข้าที่ กวาดน้ํามันเครื่องยังไม่หมด ต้องให้ขนแมวบนกระบอกสูบช่วยถูแหวนจนสึกแนบพอดีกับกระบอกสูบ จากนั้นถึงจะขับแบบอัดได้ แต่ถ้าใช้แหวนลูกสูบของดี เรียบและกลมมาตั้งแต่กําเนิด ใส่แล้วขับอัดได้เลย รถแข่งไม่มีเวลารัน-อิน ชิ้นส่วนให้เข้าที่มากนัก

เวลาผมซื้อแหวนลูกสูบ ผมจะเลือกที่ปากแหวนชนกัน แล้วค่อยแต่งทีหลัง เพราะถ้าซื้อปากแหวนพอดีมาใช้ เมื่อแต่งปากแหวนเสร็จแล้วอาจหลวมเกินไป ต้องทิ้งทั้งชุด เวลาแต่งก็ใช้หิน แต่ต้องลบคมที่เกิดจากการแต่งให้ดี

การตัดปากแหวน เสียเวลา หัวใจจะวาย ต้องกลั้นหายใจตัด เพราะถ้าตัดเกินก็ทิ้งเลย ถ้ามีแหวนเยอะก็ไม่เป็นไร แต่ถ้ามีแหวนพอดีกับจํานวนลูกสูบมันบีบหัวใจ ผมต้องสั่งเผื่อไว้เสมอ ไม่งั้นไม่กล้าตัด

 

ถาม : บางคนบอกว่ารถแข่งรัน-อิน ตอนเซต- อัพ

ตอบ : ไม่ใช่ ตอนเซต-อัพไม่ได้ทําในลักษณะของการ รัน-อิน

การรัน-อินของรถแข่งมีอย่างเดียว คือ แหวนตบใน ร่องแหวนบน-ล่าง เพื่อให้เรียบเหมือนกัน เพราะร่องแหวนของลูกสูบทําโดยใช้ใบมีดตัดเข้าไป จึงไม่เรียบสนิท มีเส้นๆ จากด้านนอกไล่เข้าไปด้านใน ก็ต้องให้แหวนตบร่องแหวนบน-ล่าง เพื่อให้ร่องแหวนเรียบสนิท

การตบร่องแหวนใช้เวลาประมาณ 30 นาที ถ้าเครื่องยนต์อยู่บนไดโนเทสต์ ก็ใช้วิธี LOAD-UNLOAD สลับกัน ถ้าเครื่องยนต์นั้นเข้าไปอยู่ในรถยนต์แล้ว ก็ให้ขับอยู่ในเกียร์ 2 แล้วกดคันเร่งไปประมาณ 5,000 รอบ/นาที แล้วยกคันเร่ง เครื่องยนต์ก็ OVER-RUN รอบเครื่องยนต์ก็ลดลง ช่วงนั้นลูกสูบจะถูกดูดตลอดเวลา เพราะไม่มีการจุดระเบิด แหวนลูกสูบจะถูกดูดขึ้นไปด้านบน ก็ตบร่องแหวนด้านบน พอกดคันเร่ง แรงดันในห้องเผาไหม้มีมาก แหวนก็ถูกดันไปตบร่องแหวนด้านล่าง

ถ้าเป็นเครื่องยนต์จากโรงงาน อาจต้องคิดมากกว่านั่น ถ้าต้องการให้ปากแหวนมีความกว้าง 14 ฟิลเลอร์นิ้ว เริ่มต้นอาจต้องทําปากแหวน 10 ฟิลเลอร์นิ้ว แล้วให้แหวนถูกับผิวกระบอกสูบจนสึก ปากแหวนก็จะห่างออก

แต่ถ้าคนซื้อไปแล้วทะลึ่งขับ 200 กิโลเมตร/ชั่วโมง แช่จากกรุงเทพฯ ไปนครสวรรค์ แหวนลูกสูบก็ร้อนและขยายตัว แล้วปากแหวนที่ห่างอยู่แค่ 10 ฟิลเลอร์นิ้ว ก็เลยขยายตัวมาชนกัน (BUTT) แหวนก็เลยเบ่งติดกับกระบอกสูบ แต่ลูกสูบยังพาแหวนเลื่อนขึ้น-ลงอยู่ อะไรจะไม่เจ๊ง ก็เลยต้องให้รัน-อิน แต่ถ้าทําปากแหวนมา 14 ฟิลเลอร์นิ้วพอดี อยากอัดก็อัดไป

แต่ก็มีบางคนเถียงว่า รู้ได้อย่างไรว่า 30 นาที คือ เวลาที่เหมาะสม หรือร่องแหวนจะเรียบพอแล้ว เพราะวัดไม่ได้ใช้อะไรในการตัดสินใจ

ผมพอตอบได้ว่า ใช้ประสบการณ์และเครื่องมือที่คน ทั่วไปไม่มี จึงบอกได้ว่าแรงม้าที่ได้จากการรัน-อิน 30 นาที หรือ 1 ชั่วโมงก็ไม่แตกต่างกัน LEAK GUAGE ของ LEAK TESTER ก็แสดงผลออกมาใกล้เคียงกัน เพราะฉะนั้นทําไม ต้องรัน-อิน นาน ๆ ให้เปลืองน้ํามันเชื้อเพลิงและเปลืองอายุเครื่องยนต์ เครื่องยนต์ฟอร์มูลาวันก็รัน-อิน 30 นาที ถ้าไม่เคยได้ยินก็ได้ยินชะ หรือถ้าไม่เชื่อจะไปถาม ENGINE TESTER ในทีมเหล่านั้นด้วยตัวเองก็ได้ ถ้าเขายอมบอกนะ

 

ถาม : บางคนบอกว่ากระบอกสูบยังไงก็ไม่กลม ใช้ไปสักพักจะเป็นวงรี

ตอบ : เกิดขึ้นได้กับเสื้อสูบที่ไม่มีร่องน้ําระบายความร้อน ระหว่างกระบอกสูบแต่ละอัน (SIAMESED CYLINDER) เพราะฉะนั้นเมื่อกระบอกสูบร้อนและขยายตัวก็จะออกด้านข้าง กลายเป็นวงรี ส่วนสูบแรกกับสูบสุดท้ายเมื่อขยายตัวจะเป็น ตัวดี – D เพราะสามารถขยายตัวได้ 3 ด้าน ลูกสูบและแหวนก็ต้องทําให้มีรูปร่างตามนั้น ถ้าเป็น 4 สูบ ก็ต้องทําเป็นรูปวงรี 2 ลูก เป็นรูปตัวตี 2 ลูก !

มีวิธีวางแหวนลูกสูบซึ่งเป็นวงกลมให้ลงไปในกระบอกสูบซึ่งเมื่อร้อนจะกลายเป็นวงรีได้ โดยวางปากแหวนตัวแรกตั้งฉากกับแนวของการขยายตัวของกระบอกสูบ แหวนตัวที่ 2 ก็หันตรงข้ามกับตัวแรก แหวนน้ํามันก็แบ่งอย่างละครึ่งตัว วิธีนี้ทําให้แหวนขยับตัวน้อยที่สุด และไม่ทําให้มีรอยที่ผิวกระบอกด้วย

เครื่องยนต์ปัจจุบันพยายามทําให้กระทัดรัด จึงตัดร่องน้ําตรงกลางออกไปเพื่อเลื่อนกระบอกสูบให้เข้ามาชิดกัน เหลือ 4-5 มิลลิเมตร ส่วนเครื่องยนต์สมัยก่อนวางกระบอกสูบห่างกันมาก

เช่น เครื่องยนต์ตระกูล ที ของโตโยต้า 2ทีจี ระยะกระบอกสูบ 98 มิลลิเมตร คว้านรูมาแค่ 85 มิลลิเมตร เหลือตั้ง 13 มิลลิเมตร มีรูน้ําตรงกลาง 3 มิลลิเมตร เหลือความหนาข้างละ 5 มิลลิเมตร คว้านได้อีกเยอะ