ส่อง วิวัฒนาการเครื่องยนต์รถแข่ง BMW M POWER

เกือบ 60 ปีก่อน ในวงการมอเตอร์สปอร์ตที่กำลังขับเคี่ยวกันอย่างหนักแทบจะไม่ต่างจากทุกวันนี้ ขณะที่คู่แข่งอย่าง Mercedes AMG ภูมิใจในประวัติการแข่งรถที่สืบทอดมายาวนาน ตั้งแต่ยุคเริ่มต้นของการแข่งขันด้วยเครื่องยนต์ BMW เข้าร่วมในเวลาต่อมาซึ่งช้ากว่าแบรนด์ตราดาว เครื่องยนต์เทอร์โบรุ่นแรกของ BMW พัฒนาขึ้นโดยเฉพาะสำหรับการแข่งขันระยะไกล เปิดตัวครั้งแรกในปี 1969 ซึ่งทำให้ปี 2019 เป็นปีที่ BMW เฉลิมฉลองครบรอบ 50 ปีของการแข่งขันด้วยเครื่องยนต์เทอร์โบที่เร้าใจ เพื่อเป็นเกียรติแก่การเฉลิมฉลอง BMW เปิดรายชื่อเครื่องยนต์เทอร์โบที่ใช้ในรถแข่งตลอดห้าทศวรรษที่ผ่านมา

เครื่องยนต์สันดาปภายใน เป็นระบบส่งกำลังที่อาจดูสกปรก แต่มันจุดประกายให้เกิดการสร้างประวัติศาสตร์ ตามด้วยนวัตกรรมระบบส่งกำลังที่ใช้เชื้อเพลิง ไม่ว่าจะเป็นเบนซิน หรือดีเซล เป็นที่รู้จักกันดีว่า ในยุค 1968-1970 เครื่องยนต์เบนซินสี่สูบเรียง M121 ซึ่งถูกนำไปวางลงในห้องเครื่องของ BMW 2002 TI และถูกส่งลงทำการแข่งขันในรายการ European Touring Car Championship ด้วยกำลังเครื่องยนต์ 280 แรงม้า

เกือบหนึ่งทศวรรษต่อมา ในปี 1976 เครื่องยนต์ M49/4 ที่ติดตั้งบน BMW 3.0 CSL ไม่ประสบความสำเร็จในการสร้างความประทับใจบนสนามแข่ง แม้จะมีกำลังมากถึง 750 แรงม้า ในการแข่งขัน 24 Hours of Le Mans ประจำปี 1976 

หนึ่งปีต่อมา เครื่องยนต์ M12/12 กำลัง 400 แรงม้า ถูกติดตั้งในห้องเครื่องของรถแข่ง BMW 320 Group 5 เพื่อใช้ในการแข่งขัน German Racing Championship ตามมาด้วยเครื่องยนต์ M88/2 ที่มีกำลัง 1,000 แรงม้า ประจำการอยู่ใน BMW M1 Group 5 ปี 1979

ตั้งแต่ปี 1981 จนถึงปี 1987 BMW ทนความยั่วยวนไม่ไหว จึงกระโดดเข้าร่วมการแข่งขัน Formula 1 โดยจับมือร่วมกับสำนัก Brabham เครื่องยนต์ M12/13 F1 ขับโดย Nelson Piquet คว้าชัยชนะในการแข่งขัน Formula 1 เป็นครั้งแรกด้วยเครื่องยนต์เทอร์โบ เครื่องยนต์รุ่นต่อมาคือ M12/13/1 กำลัง 1,400 แรงม้า ซึ่งยังคงเป็นเครื่องยนต์ Formula 1 ที่ทรงพลังที่สุดเท่าที่มีมา

สองทศวรรษที่ BMW หยุดผลิตเครื่องยนต์เทอร์โบสำหรับการแข่งขัน และกลับมาผลิตอีกครั้งในปี 2011 ด้วย เครื่องยนต์ P14 และ P13 ใน MINI WRC และ BMW 320TC WTCC สำหรับใช้ในการแข่งขัน FIA World Touring Car Championship

ปี 2016 BMW M6 GT3 ติดตั้งเครื่องยนต์ P63 ที่มีพละกำลัง 585 แรงม้า คว้าชัยชนะในการแข่งขัน 24 Hours of Spa-Francorchamps ได้สองครั้ง

เครื่องยนต์ P63/1 ซึ่งใช้อยู่ใน BMW M8 GTE ในการแข่งขัน FIA World Endurance Championship และ IMSA WeatherTech SportsCar Championship เป็นหนึ่งในเครื่องยนต์ที่เพิ่มเข้ามาล่าสุดในกลุ่มรถแข่งของ BMW M

ทุกวันนี้ เทคนิคใหม่ๆ ทำให้เครื่องยนต์ขนาดเล็กความจุแค่ 2.0 ลิตร มีกำลังเหลือล้นมากถึง 600 แรงม้า (เครื่องยนต์ Toyota G20E 2.0L Turbo) เครื่องยนต์ P48 ซึ่งวางอยู่ในห้องเครื่องยนต์ของ BMW M4 DTM เป็นเครื่องยนต์ที่มีอายุน้อยที่สุด เมื่อเทียบกับเครื่องยนต์ M ทั้งหมดที่เคยลงไปสำแดงฤทธิ์เดชในสนามแข่ง 

P48 นั้นล้ำหน้าอย่างมากในด้านวัสดุศาสตร์ ส่วนประกอบต่างๆ เช่น ตัวจ่ายไฟ พัดลม อ่างน้ำมันเครื่อง และวาล์วเพิ่มแรงดันถูกยกเลิก ไม่มีท่ออากาศอัดโดยตรงอีกต่อไป ซึ่งส่งอากาศอัดไปยังเครื่องยนต์โดยไม่ต้องระบายความร้อนใดๆ P48 มีระบบอ่างน้ำมันเครื่องแบบแห้งที่ซับซ้อน น้ำมันที่จำเป็นสำหรับการหล่อลื่นภายในเครื่องยนต์ จะถูกดึงออกทันทีโดยที่น้ำมันไม่สูญเสียไปจากการกระเซ็น ส่วนอื่นของระบบนี้คือถังน้ำมันซึ่งติดอยู่กับเครื่องยนต์โดยตรง การระบายความร้อนด้วยอากาศอัดที่มีประสิทธิภาพ ช่วยให้เครื่องยนต์ทำงานท่ามกลางแรงกดดันมหาศาลของมอเตอร์สปอร์ต

หน่วยเสริม เช่น สตาร์ทเตอร์เจนเนอเรเตอร์ (เครื่องกำเนิดไฟฟ้า Mild Hybrid 48V) ไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของเครื่องยนต์อีกต่อไป แต่ติดตั้งอยู่บนกระปุกเกียร์ทรานส์แอ็กเซิลด้านหลังเครื่องยนต์ พลาสติกเสริมคาร์บอนไฟเบอร์ไ เข้ามาแทนที่โครงสร้างแบบเชื่อมและหล่อด้วยอะลูมิเนียมแบบเก่าบนห้องรวมท่อไอดี ลิ้นปีกผีเสื้อจะเคลื่อนที่ด้วยไฟฟ้า ไม่ต้องใช้คันเร่งแบบกลไกอีกต่อไป แทนที่จะเป็นสายรัดจุดระเบิดแบบเปิด สายไฟใน P48 จะบรรจุอยู่ในถาดสายเคเบิลคาร์บอน

ประเด็นสำคัญของเครื่องยนต์รถแข่ง P48 คือ อัตราสิ้นเปลืองเชื้อเพลิง เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องยนต์รุ่นก่อนหน้าซึ่งมีประสิทธิภาพดีมาก P48 ออกแบบให้มีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นเกือบ 10% จริงๆ แล้วมีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นมากกว่า M121 ในปี 1969 มากกว่า 50% ทำได้ด้วยการใช้ระบบฉีดเชื้อเพลิงไดเรคอินเจคชันหัวฉีดแรงดันสูง ซึ่งมีอยู่ในเครื่องยนต์ที่ผลิตขึ้นโดย BMW รวมถึงการเตรียมส่วนผสมและการจุดระเบิด ซึ่งทำให้เครื่องยนต์ทำงานใน "โหมดเผาไหม้บาง" ได้อย่างราบรื่น 

วิศวกร M ทำการปรับจูนเพื่อลดการสูญเสียดกำลังซึ่งเกิดจากแรงเสียดทาน โดยทำให้แรงเสียดทานจากการทำงานของเครื่องยนต์เหลือน้อยที่สุด เช่น ผ่านระบบน้ำมันหล่อลื่นและปั้มน้ำมันหล่อลื่น ใช้ส่วนประกอบที่ทนต่ออุณหภูมิสูง ซึ่งไม่จำเป็นต้องระบายความร้อนด้วยเชื้อเพลิง ทำให้ P48 เป็นหนึ่งในเครื่องยนต์ที่ใช้สำหรับการแข่งของ BMW ที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในยุคนี้ แม้จะมีกำลังเพิ่มขึ้นอย่างมากประมาณ 100ps แต่ P48 ได้รับการออกแบบมาเพื่อความน่าเชื่อถือและความทนทาน เหนียวแน่นในการแข่งระยะไกลแบบเอนดูลานซ์

เทอร์โบชาร์จเจอร์ในเครื่อง P48 จ่ายอากาศให้เครื่องยนต์ในปริมาณที่มากถึง 400 ลิตรต่อวินาที ลูกสูบเร่งความเร็วจาก 0 ถึง 100 กม./ชม. ในเวลาไม่ถึง 1 ในพันวินาที ปั๊มน้ำเปลี่ยนถ่ายน้ำได้ประมาณ 18,000 ลิตรต่อชั่วโมง ในขณะที่มีการวาดแบบแปลนของชิ้นส่วนต่างๆมากถึง 1,005 แบบสำหรับการประกอบในขั้นตอนสุดท้ายของเครื่องยนต์ P48  ซึ่งประกอบด้วยชิ้นส่วนแต่ละชิ้นประมาณ 2,000 ชิ้น

ยุคใหม่ของการแข่งรถทัวร์ริ่ง ด้วยขุมกำลัง BMW P48 และกฎข้อบังคับ Class 1 เช่นเดียวกับเครื่องยนต์รุ่นต้นแบบจากปี 1969 อีกไม่นาน หลังจากรถไฟฟ้าของแบรนด์ตราใบพัดขายไม่ค่อยดี เราจะได้เห็นเทคโนโลยี BMW นี้ในรถยนต์นั่งส่วนบุคคลแน่ๆ.

BMW P48 Engine
Configuration: Inline 4-cylinder
Displacement: 2.0 liters
Turbocharger: Single turbocharger by Garrett Advancing Motion with a boost pressure of 3.5 bar
Power Output: Over 600 horsepower
Torque: Approximately 650 Nm at 9,000 rpm
Redline: 9,500 rpm
Weight: 85 kg (187 lbs), including the turbocharger
Fuel Injection: Bosch HDEV6 350 bar central high-pressure gasoline direct fuel injection
Engine Management: Bosch Motronic MS 7.4
Fuel Type: Aral Ultimate 102 RON unleaded racing gasoline
Lubrication System: Dry sump with Shell Helix Ultra

อาคม รวมสุวรรณ
E-Mail chang.arcom@thairath.co.th 
Facebook https://www.facebook.com/chang.arcom 
https://www.facebook.com/ARCOM-CHANG-Thairath-Online-525369247505358/