บทความเกี่ยวกับ เฮดเดอร์

ขอบคุณน้องเต่าSickness#008...

เฮดเดอร์...เพิ่มกำลัง
เครื่องยนต์ 4 จังหวะที่ใช้กันในรถยนต์ทั่วไปมีการทำงานต่อเนื่อง ดูด-อัด-ระเบิด-คาย ในการหมุนเพลาข้อเหวี่ยงรอบต่อ 1 วัฏจักรการทำงาน คือ ดูด-ลูกสูบเลื่อนลง วาล์วไอดีเปิดเพื่อรับไอดีเข้ามา, อัด-ลูกสูบเลื่อนขึ้น วาล์วไอดี-ไอเสียปิดสนิท เพื่ออัดเตรียมให้มีการจุดระเบิดในจังหวะต่อไป, ระเบิด-จุดระเบิดด้วยหัวเทียน (สำหรับเครื่องยนต์เบนซิน) หรือจุดระเบิดด้วยการฉีดละอองน้ำมันเข้าผสมกับอากาศที่ถูกอัดแน่นจนร้อนจัด (สำหรับเครื่องยนต์ดีเซล) แล้วต่อเนื่องถึงจังหวะสุดท้ายที่เกี่ยวข้องกับ -เฮดเดอร์- คือ คาย-ลูกสูบเลื่อนขึ้น วาล์วไอเสียเปิดเพื่อระบายไอเสียออกจากเครื่องยนต์ เและเตรียมรับไอดีในจังหวะดูดต่อไป

การปรับแต่งเครื่องยนต์ให้ได้ผลเต็มที่ ต้องเพิ่มการประจุอากาศและน้ำมันในด้านไอดี ควบคู่กับการระบายไอเสียออกจากเครื่องยนต์ให้เร็วและหมดจดที่สุด ถ้าเพิ่มเฉพาะไอดีแต่ไอเสียระบายออกไม่ทันหรือไม่หมด กำลังของเครื่องยนต์ก็เพิ่มขึ้นไม่เต็มที่ แม้เครื่องยนต์ที่ไม่ได้ปรับแต่งด้านการประจุไอดี แต่ถ้าสามารถเพิ่มการระบายไอเสียให้ดีขึ้นได้ก็จะมีกำลังเพิ่มขึ้นเล็กน้อย

เสมือนเครื่องยนต์เป็นบ้าน ถ้าเพิ่มเฉพาะประสิทธิภาพการนำน้ำสะอาดเข้าบ้าน โดยไม่เพิ่มประสิทธิภาพการนำน้ำเสียออก น้ำเสียอาจค้างอยู่และผสมกับน้ำดี หรือมีแรงต้านการดูดน้ำดีเข้าบ้าน และแม้ไม่ได้เพิ่มประสิทธิภาพการนำน้ำดีเข้าบ้าน แต่ถ้าเร่งให้น้ำเสียออกจากบ้านได้เร็วและหมดจดก็ยังดี

 

พื้นฐานระบบระบายไอเสีย
การระบายไอเสียออกจากเครื่องยนต์ใช้การขยายตัวของก๊าซแรงดันสูงและร้อน ที่จะเคลื่อนตัวหาอากาศภายนอกที่เย็นและมีแรงดันต่ำกว่า ร่วมกับการเลื่อนตัวขึ้นของลูกสูบ ผ่านวาล์วไอเสียและพอร์ทไอเสียบนฝาสูบออกนอกเครื่องยนต์

ระบบระบายไอเสียภายนอกเครื่องยนต์ที่ต่ออยู่กับฝาสูบยาวต่อเนื่องไปถึงปลายท่อด้านท้ายนี้เองที่เกี่ยวข้องกับเฮดเดอร์ และได้รับความสนใจในการเพิ่มกำลังเครื่องยนต์เพราะสะดวก ไม่ต้องยุ่งกับชิ้นส่วนอื่นของเครื่องยนต์

ระบบระบายไอเสียนี้แยกเป็น 4 ส่วน คือ

1. ท่อร่วมไอเสีย - EXHAUST MANIFOLD (หรือภาษาสแลงเรียกว่า เขาควาย) ส่วนที่ติดกับฝาสูบของเครื่องยนต์ก่อนรวบเป็นท่อเดี่ยว (หรือคู่ในบางรุ่น) เฉพาะส่วนนี้เองที่ -เฮดเดอร์- เข้ามาแทนที่

2. ต่อจากนั้นเป็นท่อไอเสียเดี่ยว (หรือคู่ในบางรุ่น)

3. เข้าหม้อพักเก็บเสียง โดยอาจมีหม้อพักหลายใบ (ในหลายแบบ)

4. ต่อเนื่องไปยังปลายท่อระบายไอเสียออกสู่ภายนอก โดยเครื่องยนต์หัวฉีดรุ่นใหม่มีอุปกรณ์บำบัดไอเสีย-แคตตาไลติก คอนเวอร์เตอร์ ติดหลังท่อร่วมไอเสียก่อนเข้าหม้อพักใบแรก หรืออาจรวมอยู่กับท่อร่วมไอเสียเลย

รถยนต์ทั่วไปมักเลือกใช้ท่อร่วมไอเสียเป็นเหล็กหล่อและสั้น เพราะผลิตจำนวนมากได้สะดวก ขนาดกะทัดรัด และไม่ยุ่งยากเหมือนเฮดเดอร์ที่ต้องนำท่อเหล็กมาดัดและเชื่อมด้วยกำลังคน โดยยอมให้ไอเสียระบายปั่นป่วนและไม่คล่องนัก ก่อนรวบเข้าสู่ท่อไอเสีย (หรือแคตตาไลติก คอนเวอร์เตอร์) และใช่ท่อไอเสียช่วงต่อเนื่องไปขนาดไม่ใหญ่นัก พร้อมหม้อพักแบบไส้ย้อนที่ชะลอและหมุนไอเสียเพื่อลดเสียงดัง แล้วระบายออกปลายท่อแบบธรรมดา

การเพิ่มประสิทธิภาพระบบระบายไอเสีย
ไม่ว่าจะปรับแต่งเครื่องยนต์ด้านการประจุไอดีด้วยหรือไม่ เครื่องยนต์ทั่วไปสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการระบายไอเสียได้ โดยได้ผลมากบ้างน้อยบ้าง ขึ้นอยู่กับระบบไอเสียเดิมว่าอั้นหรือโล่งแค่ไหน และชุดใหม่ดีแค่ไหน

การทำให้การระบายไอเสียออกจากเครื่องยนต์เร็วและหมดจดที่สุดย่อมมีผลดี เพราะถ้าอั้นการไหลออกจะมีแรงดันย้อนกลับ-BACK PRESSURE คอยต้านการเลื่อนขึ้นของลูกสูบ และถ้าระบายไอเสียออกไม่หมด ไอดีที่เข้ามาในจังหวะต่อไปจะผสมกับไอเสีย เมื่อมีการจุดระเบิด การเผาไหม้จะลดความรุนแรงลง กำลังของเครื่องยนต์ก็จะลดลงเพราะไอดีมีออกซิเจนน้อยผู้ผลิตรถยนต์ส่วนใหญ่ไม่สามารถออกแบบและเลือกใช้ระบบท่อไอเสียทั้งชุดให้มีประสิทธิภาพสูงสุดได้ เพราะติดปัญหาเรื่องต้นทุน ความยุ่งยากในการผลิต และเรื่องเสียงที่อาจดังขึ้นบ้าง

 

เฮดเดอร์ไม่ใช่มาแทนทั้งระบบ
เป็นเพียงท่อร่วมไอเสียแบบพิเศษที่ถูกนำมาทดแทนท่อร่วมไอเสียเดิม ที่สั้นจนเกิดความปั่นป่วนและระบายไอเสียไม่โล่งมาก ไม่ใช่มาแทนระบบระบายไอเสียทั้งหมด เพราะยังต้องต่อออกไปยังท่อไอเสีย หม้อพัก และปลายท่อ (หรือแคตตาไลติก คอนเวอร์เตอร์ด้วย)

เฮดเดอร์ผลิตจากท่อเหล็กหรือสเตนเลสดัดขึ้นรูปหลายท่อแล้วเชื่อมรวบเป็นท่อเดี่ยว (หรือคู่) สำหรับต่อเข้าสู่ท่อไอเสีย (หรือแคตตาไลติก คอนเวอร์เตอร์) โดยมีการจัดระเบียบและปล่อยให้ไอเสียในแต่ละกระบอกสูบไหลออกมาเข้าสู่ท่ออิสระไม่เกี่ยวกับกระบอกสูบ เป็นระยะทางยาวกว่าท่อร่วมไอเสียเดิม เช่น เครื่องยนต์ 4 สูบ เดิมออกจากฝาสูบ 4 ท่อ ยาวแค่ 6 นิ้ว ก็ต้องรวบกันเพื่อเตรียมเข้าสู่ท่อไอเสีย แต่เฮดเดอร์มี 4 ท่ออิสระต่อออกจากฝาสูบ ยาวกว่า 12 นิ้วก่อนรวบ และยังมีการจัดลำดับเพื่อไม่ให้มีความปั่นป่วนของการไหลของไอเสีย การระบายไอเสียออกจากเครื่องยนต์ในช่วงต้นจึงคล่อง เร็ว และไม่ปั่นป่วน จากเฮดเดอร์ที่เปลี่ยนแทนท่อร่วมไอเสียเดิม

โดยสรุป จุดเด่นของเฮดเดอร์ คือ มีท่อเดี่ยวของแต่ละกระบอกสูบยาวขึ้น และจัดระเบียบการไหลของไอเสียก่อนรวบตามจังหวะการจุดระเบิดของเครื่องยนต์เพื่อเข้าสู่ท่อไอเสียเดี่ยว ดีกว่าท่อร่วมไอเสียเดิมแบบสั้นๆ ที่ระบายไม่คล่อง และการไหลของไอเสียมีความปั่นป่วนพอสมควร

สูตรเฮดเดอร์แท้จริง
เกี่ยวข้องกับแคมชาฟท์ เพื่อช่วยดูดไอดีด้วย จุดประสงค์ที่แท้จริงของเฮดเดอร์ ไม่ได้มีหน้าที่เพียงช่วยระบายไอเสียเท่านั้น แต่ยังช่วยสร้างแรงดูดไอดีเข้าสู่กระบอกสูบในจังหวะดูดของเครื่องยนต์ ในจังหวะโอเวอร์แล็ป-OVER LAP คือ จังหวะต่อเนื่องระหว่างคาย-ดูด ลูกสูบเลื่อนขึ้นเกือบสุด วาล์วไอเสียเกือบปิด แต่วาล์วไอดีเริ่มเปิดล่วงหน้าเล็กน้อย

ตามหลักการของคลื่นเสียง ACOUSTIC ที่มีการย้อนกลับเมื่อก๊าซแรงดันสูงหรือเสียงวิ่งไปถึงระยะหนึ่ง สลับไป-มาจนกว่าแรงดันจะหมดลง (ไม่สามารถมองเห็นได้) เฮดเดอร์ที่มีความยาวแต่ละท่อเหมาะสม จะช่วยให้ไอเสียไหลออกจากเครื่องยนต์ได้เร็วที่สุด เมื่อถึงจุดหนึ่งก็จะย้อนกลับมายังเครื่องยนต์และย้อนกลับออกไป

การย้อนกลับไป-มาของไอเสียตามหลัก ACOUSTIC ถ้าเฮดเดอร์มีความยาวเหมาะสม การย้อนกลับมาต้องพอดีกับจังหวะโอเวอร์แลป วาล์วไอดีเริ่มเปิด วาล์วไอเสียเกือบปิด เข้ามาช่วยดึงไอดีเข้าสู่กระบอกสูบได้เร็วขึ้น และเมื่อย้อนกลับออกไป วาล์วไอเสียก็ปิดสนิทพอดีและมีแรงดันลดลงแล้ว ไม่สามารถย้อนกลับเข้ามาได้อีก

การควบคุมให้ไอเสียมีการย้อนกลับไป-มาช่วยดูดไอดี ความยาวของท่อเฮดเดอร์ก่อนรวบเข้าท่อเดี่ยวขึ้นอยู่กับจังหวะเวลาการเปิด-ปิดวาล์วไอดี-ไอเสีย ซึ่งควบคุมด้วยลูกเบี้ยวบนเพลาลูกเบี้ยวหรือแคมชาฟท์ดังนั้นถ้าต้องการให้เฮดเดอร์ช่วยดูดไอดี ต้องออกแบบเฮดเดอร์ให้มีความยาวของท่อต่างๆ เหมาะสมกับองศาหรือจังหวะการควบคุมการเปิด-ปิดวาล์วของแคมชาฟท์ เครื่องยนต์บล็อกเดียวกัน มีรายละเอียดเหมือนกันทุกอย่าง หากใช้แคมชาฟท์ต่างกันด้วย ก็ต้องใช้เฮดเดอร์ที่มีความยาวของท่อต่างกัน แต่เนื่องจากมีการคำนวณที่ยุ่งยากมาก รวมทั้งไม่สามารถทราบองศาหรือจังหวะการเปิด-ปิดวาล์วไอดี-ไอเสียโดยละเอียดสำหรับเครื่องยนต์แบบมาตรฐานส่วนใหญ่จึงไม่นำมาตีพิมพ์

เมื่อคำนวณหาความยาวของเฮดเดอร์แล้ว มักมีความยาวมากจนไม่สามารถใส่ลงไปในห้องเครื่องยนต์ทั่วไปได้ นอกจากรถแข่งบางแบบที่มีพื้นที่เหลือเฟือ แคมชาฟท์พันธุ์แรงหรือแคมชาฟท์สำหรับรถแข่งที่มีองศาการเปิด-ปิดวาล์วนานๆ มักคำนวณออกมาเป็นท่อเฮดเดอร์ที่สั้นกว่า ส่วนแคมชาฟท์สำหรับเครื่องยนต์ทั่วไปซึ่งมีการเปิด-ปิดวาล์วช่วงสั้นกว่า เมื่อคำนวณความยาวของเฮดเดอร์ออกมาแล้ว มักยาวเหยียดจนไม่สามารถใส่ลงไปได้

เฮดเดอร์ทั่วไปจึงตัดประโยชน์ด้านการช่วยดูดไอดีออกไป เน้นเพียงประสิทธิภาพการช่วยระบายไอเสียออกไปให้เร็ว โล่ง และหมดจดที่สุด โดยไม่เน้นความยาวของท่อต่างๆ ของเฮดเดอร์เพื่อให้เกิดการย้อนกลับไป-มาตามหลัก ACOUSTIC หากแต่เป็นไปตามความเหมาะสมของพื้นที่ในห้องเครื่องยนต์ เพราะทำเฮดเดอร์ยาวเกินไปก็ใส่ลงไปไม่ได้

 

สูตรไหนดี
แยกเป็น 2 กรณี คือ ความยาวของเฮดเดอร์ และรูปแบบของเฮดเดอร์ก่อนรวบเป็นท่อเดี่ยว

ความยาวของเฮดเดอร์ ในเมื่อไม่สามารถทำตามความยาวที่แท้จริงและเหมาะสมได้ ขอเพียงมีท่ออิสระของแต่ละกระบอกสูบ ไม่มีการกวนของไอเสียแต่ละกระบอกสูบก่อนรวบเป็นท่อเดี่ยว ยิ่งยาวได้เท่าไรยิ่งดี แต่อย่างไรก็ยังสั้นเกินไปสำหรับการช่วยดูดไอดีอยู่ดี เลือกยาวที่สุดย่อมดีกว่า

รูปแบบ หมายถึง รูปแบบของท่อต่างๆ ของเฮดเดอร์ก่อนรวบเป็นท่อเดี่ยว มีผลต่อการไหลลื่นของไอเสีย เช่น เครื่องยนต์แบบ 4 สูบ เฮดเดอร์มี 2 แบบหลัก คือ 4-1 เป็นท่อเดี่ยว 4 ท่อ ออกจากฝาสูบ ฝาสูบละ 1 ท่อ ยาวตลอดจนรวบเป็นท่อเดี่ยวก่อนเข้าสู่ท่อไอเสียหรือแคตตาไลติก คอนเวอร์เตอร์ และ 4-2-1 เป็นท่อเดี่ยว 4 ท่อ ออกจากฝาสูบ ฝาสูบละ 1 ท่อ แล้วรวบเป็น 2 ท่อคล้ายตัววี ก่อนรวบเข้าเป็นท่อเดี่ยวเข้าสู่ท่อไอเสียในตำแหน่งจุดที่รวบเป็นท่อเดี่ยวยาวใกล้เคียงกัน โดย 2 ท่อของ 2 สูบที่จะรวบเข้าหากันต้องสลับกันจากจังหวะการจุดระเบิด เช่น เครื่องยนต์มีจังหวะการจุดระเบิดเรียงตามสูบ 1-3-4-2 ก็ต้องรวบสูบ 1 กับ 4 เข้าด้วยกัน และ 3 กับ 2 เข้าด้วยกัน แล้วค่อยเป็นตัววี ต่อเนื่องก่อนรวบเข้าท่อเดี่ยว เช่น เฮดเดอร์แบบ 4-2-1 เป็น 4 ท่อออกจากฝาสูบ ยาว 15 นิ้ว ช่วง 2 ท่อยาว 15 นิ้ว รวมเฮดเดอร์ยาว 30 นิ้ว แบบ 4-1 เป็น 4 ท่อออกจากฝาสูบ ยาว 30 นิ้ว รวมเฮดเดอร์ยาว 30 นิ้วเท่ากัน

สำหรับเครื่องยนต์แบบ 4 สูบ เฮดเดอร์แบบ 4-2-1 ให้อัตราเร่งตีนต้น-ปานกลาง ให้ผลดีและยืดหยุ่นกว่าแบบ 4-1 ที่ดีในช่วงตีนปลายหรือรอบสูงเป็นหลัก เครื่องยนต์แบบ 6 สูบเรียง มีรูปแบบเฮดเดอร์ 2 รูปแบบหลัก คือ 6-2-1 และ 6-1 โดยรูปแบบ 6-2-1 ทำได้สะดวกกว่าในเรื่องของความยาวและพื้นที่ ในขณะที่รูปแบบ 6-1 เกะกะกว่า ส่วนผลที่ได้รับ เฮดเดอร์แบบ 6-2-1 ให้อัตราเร่งตีนต้น-ปานกลาง ให้ผลดีและยืดหยุ่นกว่าแบบ 6-1 ที่ดีในช่วงตีนปลายหรือรอบสูงเป็นหลัก

สำหรับเครื่องยนต์แบบ วี 6 สูบ ซึ่งฝาสูบและพอร์ทไอเสียแยกกันอยู่แล้ว ต้องทำเฮดเดอร์แบบ 3-1 ในฝาสูบแต่ละข้าง รวมเป็น 3-1 + 3-1 แล้วรวบเข้าท่อเดี่ยว 1+1 เป็นหลัก

สำหรับเครื่องยนต์ 4 สูบ และ 6 สูบเรียง เลือกเฮดเดอร์แบบ 4-2-1 และ 6-2-1 เป็นหลัก จะให้อัตราเร่งและความยืดหยุ่นในการใช้งานทั่วไปดีลักษณะของเฮดเดอร์ข้างต้นที่ให้ผลแตกต่างกัน เป็นเพียงพื้นฐานส่วนใหญ่ เพราะแบบใดจะให้ผลต้นจัด ปลายแรง ต้องขึ้นอยู่กับส่วนประกอบอื่นด้วย เช่น เครื่องยนต์ที่ใช้แคมชาฟท์องศาสูง ถึงใส่เฮดเดอร์แบบ 4-2-1 ก็อาจจัดจ้านในรอบสูงเหมือนเดิม หรือเฮดเดอร์แบบ 4-2-1 กับแบบ 4-1 ที่ออกแบบสำหรับเครื่องยนต์เดียวกัน แบบแรกอาจให้ผลดีในรอบสูงกว่าแบบ 4-1 ซึ่งแย้งกับหลักการข้างต้นก็ได้ เพราะยังต้องขึ้นอยู่กับความยาวและขนาดของท่อต่างๆ ของเฮดเดอร์อีกด้วย

รายละเอียดอย่ามองข้าม
ในเมื่อเฮดเดอร์ต้องเน้นเฉพาะการเพิ่มประสิทธิภาพการระบายไอเสียเป็นหลัก ความสำคัญจึงไม่ใช่แค่ความยาวหรือขนาดของท่อต่างๆ เท่านั้น แต่ยังมีรายละเอียดอื่นๆ อีกด้วย

ความยาวในเมื่อไม่สามารถทำเฮดเดอร์ให้มีความยาวตามการคำนวณเพื่อให้สามารถช่วยดูดไอดีได้ การทำให้ท่อไอเสียแต่ละท่อที่ออกมาจากฝาสูบแต่ละกระบอกสูบมีการไหลอย่างอิสระที่สุดก่อนรวมกันย่อมมีผลดี

ขนาดของแต่ละท่อ
ท่อที่ต่อออกมาจากฝาสูบต้องมีขนาดเท่าพอร์ทไอเสียหรือใหญ่กว่าเล็กน้อย ห้ามเล็กกว่า เพราะไอเสียจะสะดุดหรืออั้นการไหล และหากเป็นเฮดเดอร์แบบ 4-2-1 หรือ 6-2-1 ช่วง 2 ท่อก่อนรวบเข้าท่อเดี่ยว ต้องมีขนาดใหญ่กว่าท่อที่ต่อออกมาจากฝาสูบประมาณ 1-3 หุน (3-9 มิลลิเมตร) เพราะต้องรองรับไอเสีย 2-3 สูบต่อ 1 ท่อ ก่อนรวบเข้าท่อเดี่ยวตามขนาดที่เหมาะสมตามความจุกระบอกสูบ (ซีซี) ของเครื่องยนต์

 

การดัดท่อ
เฮดเดอร์ทุกแบบต้องมีการดัดท่อโลหะเข้ารูปก่อนนำมาเชื่อมกัน การดัดต้องไม่มีรอยคอดหรือย่น ซึ่งเครื่องมือสำหรับดัดท่อโลหะในไทยแบบไม่มีรอยคอดหรือย่นมีไม่มากนัก เพราะมีราคาแพง ถ้าท่อมีรอยคอดเส้นผ่าศูนย์กลางภายในท่อจะมีพื้นที่ลดลง ทำให้การไหลของไอเสียไม่สะดวก และเกิดความปั่นป่วน

ช่างเฮดเดอร์ในไทยบางรายให้ความสนใจกับรอยคอดหรือย่นนี้ แต่ยังขาดเครื่องมือดัดคุณภาพสูง จึงดัดแปลงใช้วิธีปิดท่อด้านหนึ่งแล้วอัดทรายเข้าไป ปิดท่ออีกด้านแล้วนำไปดัด หลังจากนั้นจึงตัดหัว-ท้ายเอาทรายออกก่อนนำท่อไปใช้ ซึ่งให้ผลดีพอสมควร ท่อไม่คอด ไม่ย่น โดยเรียกวิธีดัดแบบนี้เป็นภาษาสแลงว่า -ดัดทราย-

รอยเชื่อม
การทำเฮดเดอร์ต้องมีการเชื่อมหลายจุด ต้องหลีกเลี่ยงรอยเชื่อมที่ทำให้มีการสะดุดของการไหลของไอเสียตั้งแต่หน้าแปลนที่เฮดเดอร์ประกบกับฝาสูบของเครื่องยนต์ และท่อต่างๆ ที่มีการเชื่อม ต้องตรวจสอบให้ดี เพราะปัญหานี้เกิดขึ้นมาก แต่มักถูกมองข้าม

ท่อช่วงเดี่ยว
ต่อเนื่องจากท่อร่วมไอเสียหรือเฮดเดอร์ ก่อนระบายออกทางด้านท้ายรถยนต์ ต้องคั่นด้วยหม้อพักอีก 1-3 ใบที่ติดอยู่กับท่อไอเสียช่วงเดี่ยวหรือคู่สำหรับเครื่องยนต์ความจุสูงๆบางรุ่นด้วย

สำหรับเครื่องยนต์ควาผู้ผลิตรถยนต์มักเลือกใช้ท่อไอเสียช่วงเดี่ยวขนาดไม่ใหญ่นัก เพราะต้นทุนต่ำและอยากรักษาอัตราการไหลของไอเสีย ท่อเดี่ยวที่ใหญ่มากจะโล่งเกินไปทำให้ไอเสียไหลออกช้า เช่นเดียวกับการเป่าลมออกไปด้วยหลอดกาแฟหรือท่อประปาขนาด 1 นิ้ว อย่างหลังย่อมโล่งเกินไปจึงระบายได้แย่กว่า แต่ถ้าเป่าลมออกทางหลอดยาคูลท์ขนาดจิ๋วย่อมแย่หนักกว่า เพราะระบายไม่ทัน

โดยทั่วไปสามารถเพิ่มขนาดท่อช่วงนี้ได้ประมาณ 1-3 หุน (3-9 มิลลิเมตร) โดยไม่ทำให้โล่งเกินไป ให้ผลดีขึ้นในรอบเครื่องยนต์ปานกลางขึ้นไป แต่ยังคงอัตราการไหลของไอเสียช่วงรอบต่ำได้เป็นปกติ ทั้งนี้ต้องขึ้นอยู่กับการตกแต่งส่วนอื่นของเครื่องยนต์ด้วย ถ้ามีการเพิ่มประสิทธิภาพการประจุไอดีด้วยเทอร์โบ ขยายพอร์ท-วาล์ว ก็ต้องเพิ่มขนาดท่อมากกว่าเครื่องยนต์เดิมๆ เสมือนมีน้ำดีเข้าบ้านมากขึ้น ก็ต้องขยายท่อน้ำทิ้งตามไปด้วย

 

หม้อพัก
ทำหน้าที่หลักในการลดเสียงดัง มี 2 แบบหลัก คือ ไส้ย้อนและไส้ตรง

หม้อพักไส้ย้อน
นิยมใช้สำหรับรถยนต์ทั่วไป มีการชะลอการไหลของไอเสียด้วยห้องที่แบ่งอยู่ในหม้อพัก โดยให้ไอเสียวนเวียนไปมาไม่ใช่ไหลออกตรงๆ แม้มีการอั้นการไหลบ้าง แต่สามารถลดเสียงของการระบายไอเสียได้มาก

หม้อพักไส้ตรง
ระบายไอเสียลื่นโล่งเพราะท่อภายในตรงตลอด เจาะรูโดยรอบแล้วอัดใยแก้วไว้รอบนอกเพื่อลดเสียง แต่ก็ยังเก็บเสียงได้ไม่ดีนัก นิยมใช้สำหรับเครื่องยนต์เทอร์โบที่เน้นการระบายไอเสียคล่อง และมีเทอร์โบช่วยลดแรงดันของไอเสียแล้วระดับหนึ่ง เสียงจึงไม่ดังมาก

ในรถยนต์ทั่วไปไม่นิยมใช้ เพราะเสียงดังและมีอายุการเก็บเสียงที่ดีสั้น เมื่อผ่านการใช้งานไประยะหนึ่ง ใยแก้วที่ถูกความร้อนนานๆ จะค่อยๆ ปลิวผ่านรูเล็กๆ รอบไส้กลาง การเก็บเสียงจะลดลง

รถยนต์บางรุ่นใช้หม้อพักไส้ตรงผสมกับไส้ย้อนเพื่อไม่ให้ไอเสียอั้นเกินไป แต่บางรุ่นใช้เฉพาะหม้อพักไส้ย้อนล้วนๆ เพราะเน้นความเงียบของไอเสียเสียงที่เกิดจากการระบายไอเสียจะดังหรือไม่ ส่วนใหญ่อยู่ที่หม้อพักไม่ใช่อยู่ที่ตัวเฮดเดอร์หรือท่อเดี่ยวที่มีผลบ้างเท่านั้น

อย่างไรก็ตาม เมื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพการเก็บเสียงระหว่างหม้อพักแบบไส้ย้อนกับแบบไส้ตรงในขนาดเท่ากันและคุณภาพดีทั้งคู่ หม้อพักแบบไส้ตรงจะมีเสียงดังกว่ามากบ้าง น้อยบ้าง และจะดังเพิ่มขึ้นเมื่อใยแก้วกรอบและปลิวออกไป

แคตตาไลติกคอนเวอร์เตอร์
เป็นอีกหนึ่งอุปกรณ์ในระบบระบายไอเสียของเครื่องยนต์หัวฉีดยุคใหม่ มีจุดประสงค์หลักในการช่วยลดมลพิษในไอเสียก่อนไหลเข้าสู่หม้อพักใบแรก โดยอาจติดตั้งรวมกับท่อร่วมไอเสียหรือแยกออกมา มักเรียกกันว่า -ตัวกรองไอเสีย- ทั้งที่น่าจะเรียกว่า อุปกรณ์บำบัดไอเสีย เพราะไม่ได้ทำงานด้วยการกรองไว้ แต่ใช้ปฏิกริยาทางเคมีสลับการยึดเหนี่ยวของโมเลกุล เมื่อไอเสียไหลผ่านรังผึ้งที่เคลือบสารพิเศษไว้ จะเปลี่ยนไฮโดรคาร์บอน, คาร์บอนมอนออกไซด์ และไนโตรเจนออกไซด์ที่เป็นพิษให้กลายเป็นไอน้ำ, คาร์บอนไดออกไซด์ และไนโตรเจน ที่ไม่เป็นพิษต่อสิ่งแวดล้อม

อุปกรณ์บำบัดไอเสียมีจุดด้อยที่ค้างคาใจคนส่วนใหญ่ว่า เป็นตัวอั้นการไหลของไอเสีย ทำให้เครื่องยนต์มีกำลังลดลง และเมื่อหมดสภาพต้องเปลี่ยนตัวใหม่ในราคาหลายพันบาท จึงอาจถูกตัดออกทั้งที่ยังไม่หมดสภาพ โดยไม่ห่วงใยมลพิษในอากาศที่จะเพิ่มขึ้น

ในความเป็นจริง อุปกรณ์บำบัดไอเสียอาจมีผลอั้นไอเสียบ้าง แต่ก็น้อยมากและผู้ผลิตก็พยายามลดปัญหานี้ลง กระทั่งปัจจุบันแทบไม่ทำให้เครื่องยนต์มีกำลังลดลงเลย ทั้งยังพยายามเพิ่มอายุการใช้งานจนเกิน 100,000-200,000 กิโลเมตร และมีราคาลดลงเรื่อยๆ (หากราชการยกเว้นภาษีเพราะห่วงใยสิ่งแวดล้อม)

ดังนั้น การถอดอุปกรณ์บำบัดไอเสียออกเพื่อหวังผลเรื่องกำลังของเครื่องยนต์จึงไม่ควรกระทำ เพราะมีกำลังเพิ่มขึ้นน้อย แต่เพิ่มมลพิษในอากาศมาก แม้หมดอายุแล้วก็ไม่ควรถอดออกเพื่อต่อท่อตรง

อุปกรณ์บำบัดไอเสียจะมีอายุการใช้งานสั้นลงจากปกติ เมื่อเครื่องยนต์ทำงานผิดปกติ เช่น มีส่วนผสมไอดีหนา-บางเกินไป หรือมีการเติมน้ำมันเบนซินซูเปอร์ (แม้ในปัจจุบันไม่มีสารตะกั่ว) จะทำให้อุปกรณ์บำบัดไอเสียมีอายุการใช้งานสั้นลง แต่ก็ยังมีสารเคลือบบ่าวาล์วซึ่งจะกลายเป็นเถ้าเกาะ โดยทั่วไปแล้วรถยนต์ที่มีอุปกรณ์บำบัดไอเสียติดตั้งอยู่จะใช้ช่องเติมน้ำมันเชื้อเพลิงขนาดเล็ก ไม่สามารถเสียบหัวจ่ายเบนซินซูเปอร์ที่มีขนาดใหญ่กว่าได้

อาการของอุปกรณ์บำบัดไอเสียหมดอายุ เครื่องยนต์จะมีกำลังต่ำลงคล้ายกับอาการของท่อไอเสียตันหรือระบายไม่ทัน จึงต้องตรวจสอบอย่างละเอียดว่าเครื่องยนต์ยังทำงานปกติหรือไม่

 

ปลายท่อ
มีผลต่อกำลังของเครื่องยนต์น้อยมาก ขอเพียงไม่อั้นหรือไม่เกิดการหมุนวนปั่นป่วนก็พอแล้ว ความสวยงามเป็นที่มาของปลายท่อหลากหลายแบบ การเปลี่ยนแค่ปลายท่อ หวังผลเรื่องการเพิ่มกำลังของเครื่องยนต์แทบไม่ได้

ท่ออ่อน
เป็นท่อพิเศษที่สามารถขยับตัวได้เล็กน้อย ติดตั้งในช่วงท่อเดี่ยวหลังท่อร่วมไอเสียหรือเฮดเดอร์ใกล้กับเครื่องยนต์ ทำหน้าที่ให้ท่อไอเสียสามารถขยับตัวได้เกือบอิสระจากการขยับตัวของเครื่องยนต์ (โดยเฉพาะแบบขับเคลื่อนล้อหน้า) ป้องกันการแตกร้าวของท่อไอเสีย ป้องกันนอตต่างๆ คลายหรือถอน

ท่ออ่อน ภายนอกมีลักษณะเป็นโลหะสานไขว้สลับไปมา ภายในเป็นโลหะบางย่นเป็นวง ความยาวประมาณ 3-12 นิ้ว จำเป็นต้องใส่ และควรมีท่อภายในขนาดไม่เล็กเกินไป เมื่อรั่วต้องเปลี่ยนในราคา 1,000-3,000 บาท

เฮดเดอร์ใน - นอกประเทศ
ไม่สามารถสรุปได้ทันทีว่าเฮดเดอร์ของนอกจะดีกว่าเสมอไป เพราะต้องขึ้นอยู่กับรายละเอียด คือ ความยาว ขนาด รอยคอด-ย่น รอยเชื่อม ฯลฯ

โดยทั่วไป เฮดเดอร์ของนอกแบบมาตรฐานจะมีการทดสอบโดยติดตั้งเข้ากับเครื่องยนต์แล้วทดสอบบนเครื่องวัดแรงม้า (ไดนาโมมิเตอร์) กำลังของเครื่องยนต์สามารถระบุออกมาชัดเจนเป็นหน่วยแรงม้า-แรงบิด ต่างจากเฮดเดอร์ของในประเทศที่ใช้ความรู้สึก
ในการขับเป็นตัววัดอย่างไร้มาตรฐาน

การเปลี่ยนท่อไอเสียเพื่อความแรง
การเปลี่ยนเฉพาะเฮดเดอร์ เป็นการทดแทนเพียงท่อร่วมไอเสียเดิมในส่วนที่ติดกับเครื่องยนต์เท่านั้น ผลดีที่ได้รับจะมากขึ้นอีกเมื่อเปลี่ยนท่อเดี่ยวและหม้อพักประสิทธิภาพสูงด้วย

ต้องแยกเป็นส่วนๆ ไปถึงผลที่จะได้รับ โดยเฮดเดอร์เป็นอุปกรณ์ที่ให้ผลมากที่สุด และไม่สามารถสรุปได้ชัดเจนว่า แต่ละอุปกรณ์จะให้กำลังของเครื่องยนต์เพิ่มขึ้นกี่เปอร์เซ็นต์ เพราะนอกจากประสิทธิภาพของอุปกรณ์ใหม่แล้ว ยังเกี่ยวข้องกับอุปกรณ์เดิม เช่น เดิมท่อไอเสียทั้งชุดอั้นมาก เมื่อเปลี่ยนเข้าไปย่อมทำให้เครื่องยนต์มีกำลังเพิ่มขึ้นมากกว่าท่อไอเสียทั้งชุดที่มีประสิทธิภาพเกือบสุดยอดอยู่แล้ว

โดยทั่วไปสามารถประมาณกำลังของเครื่องยนต์ที่เพิ่มขึ้นได้ดังนี้ เฮดเดอร์ 2-5% ท่อเดี่ยวขยายขนาด 1-3% หม้อพักไส้ตรง 2-3% โดยรวมแล้วส่วนใหญ่จะอยู่ที่ประมาณ 5% สำหรับการเปลี่ยนท่อไอเสียทั้งชุด ตั้งแต่เฮดเดอร์ ขยายท่อเดี่ยว หม้อพักไส้ตรง และไม่เกิน 8-10%

ผลเสียที่ร่ำลือ
ไม่ว่าเครื่องยนต์จะถูกปรับแต่งเพิ่มไอดีหรือส่วนอื่นหรือไม่ก็ตาม การเพิ่มประสิทธิภาพการระบายไอเสียล้วนมีผลดีโดยไม่มีผลเสีย ถ้าไม่โล่งหรือเสียงดังจนเกินไป

เสมือนเครื่องยนต์เป็นบ้าน ไม่ว่าจะมีน้ำดีไหลเข้าบ้านมากเท่าไรก็ตาม แต่ถ้าทำให้น้ำเสียไหลออกได้เร็ว มาก และหมดจดที่สุด ย่อมมีผลดี โดยไม่ทำให้เครื่องยนต์สึกหรอเร็วหรือสิ้นเปลืองเพิ่มขึ้นเลย

ผลเสียโดยส่วนใหญ่หลังจากเปลี่ยนเฮดเดอร์พร้อมท่อไอเสียชุดใหม่แล้วสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงเพิ่มขึ้นหรือมีผลเสียอื่น มักมีสาเหตุมาจากการกดคันเร่งหนักหน่วงและถี่ขึ้น เพราะถ้าไม่รักความแรงแล้วจะเพิ่มกำลังของเครื่องยนต์ไปทำไม ดังนั้นไม่ต้องกังวล ถ้าจะเพิ่มกำลังของเครื่องยนต์ด้วยการระบายไอเสียที่ดีขึ้น

ฉนวนความร้อน
ไอเสียเป็นก๊าซร้อนที่มีการขยายตัวและมีแรงดันสูง มีหลักการทางฟิสิกส์ คือ ต้องพยายามไหลออกไปหาอากาศภายนอกที่เย็นและมีแรงดันต่ำกว่า การเพิ่มขนาดหรือความโล่งของท่อต่างๆ ไม่ได้ทำให้ไอเสียไหลได้เร็วขึ้นเพียงวิธีเดียว การรักษาความร้อนของไอเสียก่อนระบายออกหรือคลายแรงดัน ก็ทำให้ไอเสียไหลออกได้เร็วขึ้นด้วย

โดยมีหลักการพื้นฐาน คือ ห่อหุ้มท่อร่วมไอเสีย เฮดเดอร์ และท่อไอเสียช่วงเดี่ยวด้วยฉนวนวัสดุพิเศษ โดยส่วนใหญ่ผลิตเป็นใยสังเคราะห์ยืดหยุ่นได้คล้ายแถบผ้า กว้าง 1-2 นิ้ว พันตามท่อไอเสียจุดต่างๆ เพื่อไม่ให้ความร้อนระบายออก ทั้งยังป้องกันไม่ให้อุปกรณ์อื่นโดนความร้อนอีกด้วย แล้วรัดหัว-ท้ายด้วยเข็มขัดโลหะหรือลวดโลหะ ราคาไม่แพง เมตรละ 1,500-3,000 บาท โดยฉนวนนี้เป็นเพียงอุปกรณ์เสริม ให้ผลดีแต่ก็ไม่มากนัก วัดออกมาคงไม่เกิน 1-3% แต่ก็ไม่แพงและไม่มีผลเสีย ส่วนใหญ่นิยมนำไปพันหุ้มตัวเฮดเดอร์

ควรเลือกชนิดที่สามารถควบคุมความร้อนได้ดีและทนทาน เพราะบางรุ่นเสื่อมสภาพเร็วมาก และอาจไหม้เมื่อร้อนจัด

เครื่องยนต์เทอร์โบ
บทความข้างต้นเป็นรายละเอียดสำหรับเครื่องยนต์ที่ไม่ได้ติดตั้งเทอร์โบ

สำหรับเครื่องยนต์เทอร์โบ ซึ่งมีความเกี่ยวข้องทั้งการใช้ไอเสียที่ระบายออกมาจากเครื่องยนต์ไปปั่นกังหันไอเสีย (เทอร์ไบน์) เพื่อเป็นต้นกำลังในการหมุนกังหันไอดี (คอมเพรสเซอร์) เพื่อดูดและอัดไอดีเข้าสู่เครื่องยนต์

การเพิ่มประสิทธิภาพการไหลของไอเสียจึงมี 2 ส่วนหลัก คือ ก่อนเข้าเทอร์โบ และหลังออกจากเทอร์โบก่อนเข้าเทอร์โบ ตัวเทอร์โบต้องติดตั้งเข้ากับเครื่องยนต์ ก่อนแคตตาไลติก คอนเวอร์เตอร์ หม้อพัก หรือช่วงท่อเดี่ยวให้ใกล้เครื่องยนต์ เพื่อไม่ให้ไอเสียคลายแรงดันและความร้อน โดยไปปั่นกังหันไอเสียให้เร็วที่สุด ส่วนใหญ่จึงใช้ท่อร่วมไอเสียแบบเหล็กหล่อ ที่ผลิตง่ายและสั้นไม่เกะกะ

การใช้เฮดเดอร์จากท่อโลหะดัดแทนท่อร่วมไอเสียก่อนเข้าเทอร์โบ แม้ยาวเกะกะและมีการสูญเสียความร้อนมากกว่าท่อร่วมไอเสียเหล็กหล่อ แต่ก็มีผลดีในการไหลและลดการปั่นป่วนของไอเสีย เพราะไอเสียของแต่ละสูบมีการไหลอย่างอิสระไม่ตีกันก่อนเข้าเทอร์โบ

เฮดเดอร์สำหรับเครื่องยนต์เทอร์โบและไม่มีเทอร์โบแตกต่างกันมาก โดยเครื่องยนต์เทอร์โบเน้นเพียงให้แต่ละท่อที่ออกมาจากกระบอกสูบมีความยาวใกล้เคียงกันและสั้นที่สุด ซึ่งเกี่ยวข้องกับพื้นที่ในห้องเครื่องยนต์ เพราะต้องมีเทอร์โบติดตั้งอยู่ด้วย ต่างจากเครื่องยนต์ที่ไม่มีเทอร์โบ ซึ่งเฮดเดอร์เน้นเพียงการระบายไอเสียที่คล่องตัวด้วยท่อยาวๆ เท่านั้น

เฮดเดอร์สำหรับเครื่องยนต์เทอร์โบ มีความยาวของท่อแต่ละสูบมากกว่าท่อร่วมไอเสียแบบเหล็กหล่อ แต่ท่อโลหะดัดที่บางกว่าก็ทำให้มีการคายความร้อนมากขึ้น จนไอเสียลดความเร็วในการไหลลงไป สามารถแก้ไขปัญหานี้ได้โดยพันเฮดเดอร์เทอร์โบด้วยฉนวนกันความร้อนพิเศษข้างต้น

หลังออกจากเทอร์โบ ใช้พื้นฐานใกล้เคียงกับเครื่องยนต์ธรรมดาคือโล่งที่สุด แต่ไม่โล่งเกินไป

หลังจากไอเสียไหลออกมาปั่นกังหันไอเสียแล้ว ต้องไล่ออกไปให้เร็วที่สุด ดังนั้นขนาดของท่อเดี่ยวและหม้อพักอาจขยายใหญ่ขึ้นได้เล็กน้อย และควรใช้หม้อพักไส้ตรง ที่แม้มีพื้นฐานการเก็บเสียงไม่ค่อยดี แต่มีการระบายไอเสียดี

เพราะตัวเทอร์โบที่ต้องใช้ไอเสียมาปั่นกังหันไอเสียก่อนระบายออก มีการคลายแรงดันและความร้อนลงบ้างแล้ว ซึ่งส่งผลให้เสียงดังลดลง เครื่องยนต์เทอร์โบที่ใช้หม้อพักไส้ตรงล้วนๆ กับเครื่องยนต์ไม่มีเทอร์โบ มีพื้นฐานของระบบท่อไอเสียเดียวกันทั้งหมด เครื่องยนต์เทอร์โบจะมีเสียงของท่อไอเสียเบากว่า

การช่วยไล่ไอเสียสามารถเพิ่มกำลังของเครื่องยนต์ได้ ไม่ว่าจะมีการปรับแต่งส่วนอื่นของเครื่องยนต์หรือไม่ก็ตาม เพราะท่อไอเสียแบบมาตรฐานถูกจำกัดด้วยต้นทุนและเสียงเป็นสำคัญ

 

อ่านเกือบชั่วโมงเลยครับ ได้ความรู้ดีมากๆ

 

เยี่ยมมาก..ความรู้เพิ่มอีกดีจิงๆ

 

ประโยชน์เยอะเลยน่ะเนี่ย

 

สุดยอดดดดดดดดดดดดดด

 

ขอบคุณมากๆๆๆคับ เป็นประโยชน์มาก

 

เป็นความรู้...สำหรับนักแข่งได้ดีมากๆเลยครับ

 

สุดยอดมากๆครับ

 

thk

 

ขอบคุณมากครับ

 

ความรู้จริงๆ ได้อะไรเยอะเลย

 

ได้ความรู้มาเพียบเลย

 

สุดยอดเลยคับ

 

สุดยอดคับ

 

เจ๋งมักๆ

 

ได้ความรู้ ดี ครับ

 

ขอบคุณคับ

 

ขอถามหน่อยครับ
พอดีใส่เฮดเดอร์ 4-2 ต่างจาก 4-2-1 กับ 4-1 อย่างไรบ้างครับรบกวนช่วยตอบหน่อยครับ
ผมใส่กับ Civic Lx i ปี 96 เครื่อง D16Y4 อยู่ครับ ช่วยตอบข้อดีข้อเสียให้หน่อยครับ

ขอบคุณครับ

 

สวัสดีครับพี่ GREEN NV ขอบคุณมากสำหรับความรู้ครับ

 

ขอบคุณครับ

 

กิ๊บ...ก๊าบ มากๆ

 

ขอบคุณคับ สําหรับความรู้ดีๆ

 

ดีครับ สอนวิธีคำนวณด้วยซิครับ ร้านๆที่ทำไปงั้นๆ โดยไม่มีความรู้เรื่องความยาวที่เหมาะสม จะได้พัฒนาขึ้นทำให้เราๆ ได้ของที่ดีขึ้นน่ะ

พวก รีโซแนนท์ อะไรพวกเนี้ย

เป็นวิทยาทานนะครับ

 

ความรู้มากมาย ขอบคุนมากๆคับบ