เครื่องยนต์ 2.2 Ddi MAXFORCE Biturbo รหัส RZ4F กำลัง 204 แรงม้า แรงบิด 500 นิวตัน-เมตร ที่เพิ่งเปิดตัววันนี้ (22 ตุลาคม 2569) เกิดจาก Isuzu ต้องพัฒนาเครื่องยนต์รุ่นใหม่ที่มีความจุลดลง (3.0 ลิตร เหลือ 2.2 ลิตร) เพื่อให้ผ่านเกณฑ์มาตรฐานไอเสีย Euro 5 ในไทย และ Euro 6 ในออสเตรเลีย ตลาดส่งออกที่มีความสำคัญในด้านตัวเลขยอดขายของ Isuzu
เครื่องยนต์บล็อก 2.2 Ddi MAXFORCE Biturbo รหัส RZ4F แน่นอนว่า มีการปรับเปลี่ยนระบบอัดอากาศใหม่หมด จากเดิมที่ใช้เทอร์โบเดี่ยวมาเป็น ระบบอัดอากาศแบบเทอร์โบคู่ หรือ Bi-Turbocharged จุดนี้ ทำให้เกิดความแตกต่างจากเครื่องยนต์ 2.2 MAXFORCE เทอร์โบเดี่ยว (E-VGS) ในรุ่นท็อป 204 แรงม้า Isuzu เลือกใช้ เทอร์โบ 2ตัว ต่ออนุกรม ในลักษณะ Sequential Bi-Turbo เริ่มจากการทำงานของเทอร์โบลูกเล็กที่รอบต่ำเพื่อลดอาการเทอร์โบแลค เทอร์โบลูกเล็ก หรือที่ศัพท์ช่างเรียกมันว่า Low-Inertia / HP Turbo ใช้โข่งและใบพัดขนาดเล็ก ใช้เทคโนโลยีใหม่ โดยมีระบบแปรผันผันองศาด้วยมอเตอร์ไฟฟ้า (E-VGS) เพื่อสร้างแรงดัน แน่นอนว่าเทอร์โบตัวเล็กช่วยให้บูสท์มาไวตั้งแต่รอบต่ำ 1,000–1,200 ต่อนาที เป้าหมายก็คือ ลดอาการรอรอบหรือเทอร์โบแลค
เทอร์โบลูกใหญ่ High-Flow / LP Turbo เป็นเทอร์โบโข่งคงที่ขนาดใหญ่ มารับหน้าที่ดูดและอัดอากาศมหาศาลต่อในช่วงรอบกลางถึงรอบสูง (ตั้งแต่ 2,200 rpm ขึ้นไป) เพื่อปั๊มตัวเลขแรงบิด 500 นิวตัน-เมตร และขวัญกำลัง 204 แรงม้าให้ออกมาต่อเนื่องโดยที่บูสท์ไม่เหี่ยวปลาย
กลไกการสลับ-คุมการทำงานของระบบวาว์ลบายพาส (Bypass Control Valve) ควบคุมด้วยโซลินอยด์ไฟฟ้าเชื่อมต่อกับกล่อง ECM Multi-Core เพื่อสั่งเปิด-ปิดวาล์วเบี่ยงทิศทางไอเสียและไอดี สลับการทำงานระหว่างเทอร์โบลูกเล็กและลูกใหญ่อย่างแม่นยำ
อินเตอร์คูลเลอร์
เมื่อใช้เทอร์โบคู่สร้างแรงดันบูสท์สูง Peak Boost อาจขยับไปแตะระดับ 2.0–2.5 Bar ความร้อนจากการอัดอากาศจะสูงขึ้น วิศวกรของ Isuzu ปรับการทำงานของอินเตอร์คูลเลอร์อลูมิเนียม โดยออกแบบให้อินเตอร์ฯ มีขนาดใหญ่ขึ้น วางตำแหน่งด้านหน้าหม้อน้ำเพื่อรับลมปะทะตรงสำหรับการระบายอากาศร้อนอย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้อุณหภูมิไอดีมีความเหมาะสม ปรับปรุงการไหลเวียนไอดี Flow Dynamic ลด Pressure Drop หรือลดอาการแรงดันตกให้เหลือน้อยที่สุด เพื่อทำให้ความหนาแน่นมวลอากาศ เข้าสู่ห้องเผาไหม้ได้สูงสุด
ระบบวาล์วและกลไกเพลาลูกเบี้ยว
โครงสร้างฝาสูบยังคงใช้แบบ DOHC 16 วาล์ว 4 วาล์วต่อสูบ มีการปรับเปลี่ยนชิ้นส่วนภายในเพื่อรองรับภาระกรรม Stress & Thermal Load ที่สูงขึ้น ชุดขับเคลื่อนเพลาลูกเบี้ยว Timing Gear & Chain Drive ค่าย Isuzu ยังคงเอกลักษณ์ความทนทานแบบเครื่องยนต์พาณิชย์ ใช้ระบบเฟืองส่งกำลังร่วมกับโซ่เหล็กกล้า Timing Gear & Chain ซ่อนไว้ด้านหน้า/กลางเครื่อง ทนทานต่อแรงบิด 500 นิวตัน-เมตร กระเดื่องวาล์วแบบ Roller Rocker Arm เพิ่มตลับลูกปืนลูกกลิ้งลดแรงเสียดทานระหว่างลูกเบี้ยวแคมชาร์ฟกับวาล์ว การเคลือบผิวชิ้นส่วนเพลาลูกเบี้ยวและถ้วยวาล์ว มีการปรับปรุงผนังด้านในเพื่อลดแรงเสียดทาน (Ultra-Low Friction) ให้สอดรับกับลูกสูบดีไซน์ใหม่
ชิ้นส่วนและเทคโนโลยีอื่นๆ ที่ Isuzu ยัดใส่เข้าไปเสริมความเหนียว เพื่อเป็นการป้องกันไม่ให้เครื่องยนต์ขนาด 2.2 ลิตร แรงบิด 500 นิวตัน-เมตร เกิดอาการไส้ไหลไข้ตัวร้อน Isuzu ลงมืออัปเกรดชิ้นส่วนภายในหลายจุด เริ่มจากระบบเชื้อเพลิง ระบบจ่ายน้ำมันแบบฉีดตรง Direct Injection แรงดันหัวฉีด สูง 250 MPa (2,500 Bar) ใช้หัวฉีดไฟฟ้าแบบ 10 รู จากเดิม 8 รู ฉีดฝอยน้ำมันเป็นละอองขนาดเล็กแบบหลายสเตจ (Pilot, Main, Post Injection) ลดเสียงเขกและควบคุมไอเสียให้อยู่ในเกณฑ์ที่ถูกกฏหมาย
ห้องเผาไหม้แบบ High Swirl ออกแบบหัวลูกสูบและพอร์ตไอดีใหม่ ให้เกิดหมุนเหวี่ยงของอากาศอย่างรุนแรง ช่วยให้เชื้อเพลิงผสมกับอากาศได้อย่างสมบูรณ์ เสื้อสูบแบบ Extreme Strength ใช้เสื้อสูบเหล็กเกรดพิเศษ เพิ่มความหนาของผนังเสื้อสูบและประเก็นฝาสูบ รองรับ Peak Cylinder Pressure ที่เพิ่มขึ้น ระบบหล่อลื่นและระบบระบายความร้อนซึ่งถือเป็นหัวใจการทำงานของเครื่องยนต์ มีการปรับปรุงปั๊มน้ำมันเครื่องและปั๊มน้ำหมุนเวียน ให้มีความจุการไหลสูงขึ้น เพิ่มช่องฉีดน้ำมันเครื่องใต้ลูกสูบ (Piston Cooling Jet) เพื่อระบายความร้อนออกจากหัวลูกสูบโดยตรง
Downsizing & High Boost
จากเดิมเครื่อง 3.0 ลิตร (4JJ3) ซึ่งมีจุดเด่นในด้านความจุเยอะ แรงบิดมาแบบดึงจนลอยลำที่รอบต่ำ ความร้อนและภาระเค้น (Stress) ต่อน้ำหนักเสื้อสูบไม่สูงมาก แต่พอรีดแรงบิด 500 นิวตัน-เมตร ออกจากบล็อกเล็กขนาด 2.2 ลิตร ทำให้ต้องใช้วิธีอัดอากาศด้วยแรงดันที่โคตรสูง (High BMEP - Brake Mean Effective Pressure) จุดสำคัญอยู่ตรงการคุมจังหวะการทำงานของของเทอร์โบต่างขนาด และการระบายความร้อนของฝาสูบ
เทอร์โบคู่แบบอนุกรม 2-Stage Turbo (Sequential / Regulated Two-Stage) ในรอบต่ำไอเสียวิ่งผ่านเทอร์โบลูกเล็กหรือ E-VGS เพื่อเพิ่มแรงบูสท์ตั้งแต่พันรอบต้นๆ ส่วนรอบกลางไปจนถึงรอบสูง กล่อง ECM ควบคุมการทำงานจะสั่งให้วาล์วบายพาสเปิดออก เพื่อให้ไอเสียไหลไปปั่นเทอร์โบลูกใหญ่ เริ่มวงจรการทำงานของเทอร์โบตัวที่สองในรอบสูง เพื่อรับหน้าที่อัดอากาศเข้าห้องเผาไหม้ ส่วนเทอร์โบตัวเล็กที่หมดหน้าที่ลง วาว์ลจะปิดไม่ให้ลมผ่านเพื่อลดการสึกหรอ
เมื่อรอบเครื่องยนต์ไต่ขึ้นไปถึง ช่วงรอบกลางถึงรอบสูง โดยทั่วไปประมาณ 2,200–2,500 rpm ขึ้นไป ขึ้นอยู่กับสภาวะการโหลดของเครื่องยนต์ ECM จะสั่งเปิดวาล์วเบี่ยงไอเสีย (Exhaust Bypass Valve) กล่องควบคุมเครื่องยนต์สั่งงานไปยังโซลินอยด์ไฟฟ้า ให้เปิดวาล์วเบี่ยงเบนทิศทางไอเสีย แก๊สไอเสียแรงดันสูงส่วนใหญ่ที่ออกจากห้องเผาไหม้ จะวิ่งข้ามวาว์ล Bypass ของเทอร์โบลูกเล็ก ไปยังโข่งไอเสียของเทอร์โบลูกใหญ่ ส่วนฝั่งไอดี วาล์วเบี่ยง เบนทิศทางไอดีจะถูกสั่งเปิด เพื่อให้อากาศถูกดูดและอัดโดยเทอร์โบลูกใหญ่เพียงอย่างเดียว ไม่ผ่านครีบเทอร์ไบน์ของเทอร์โบลูกเล็ก และเข้าสู่สภาวะ Freewheeling เมื่อไม่มีแรงดันไอเสียมาหมุนครีบเทอร์ไบน์ และไอดีไม่ต้องวิ่งผ่านตัวมันอีกต่อไปในการทำงานรอบสูง เทอร์โบลูกเล็กจะลดรอบการหมุนลง จนอยู่ในสภาวะสแตนด์บาย หรือหมุนตามแรงเฉื่อยเบาๆ เพื่อลดการสึกหรอของชิ้นส่วนและลดความร้อนสะสม
ทำไมต้องตัดการทำงานของเทอร์โบลูกเล็ก? จะตัดไปเพื่ออะไร?
การสั่งตัดการทำงานของเทอร์โบลูกเล็กในช่วงรอบสูง ช่วยป้องกันปัญหาอั้นไอเสีย หรือ Exhaust Back Pressure High เนื่องจากโข่งไอเสียของเทอร์โบลูกเล็กมีขนาดช่องทางอั้นและแคบ เพื่อสร้างแรงดันไอเสียให้มารอบต่ำได้ไว ลดอาการรอบรอบของเทอร์โบตัวแรก และเมื่อใช้รอบสูง ถ้ามีการออกแบบโดยไม่ตัดการทำงานของเทอร์โบตัวเล็ก เมื่อเครื่องยนต์หมุนในรอบสูงขึ้น ปริมาณแก๊สไอเสียที่ออกมาจะมากจนเกินโหลดของเทอร์โบตัวแรก ซึ่งมีขนาดเล็ก หากบังคับให้ไอเสียทั้งหมดต้องวิ่งผ่านโข่งแคบๆ ของหอยลูกเล็ก ไอเสียจะไหลออกไม่ทัน เกิดอาการแรงดันย้อนกลับ หรือ Back Pressure อย่างรุนแรง ทำให้เครื่องยนต์อั้น ร้อนจัด และกำลังตก รอบปลายเหี่ยวเฉาไม่เอาอ่าวเอาประเทศ
การตัดการทำงานของระบบอัดอากาศเทอร์โบลูกแรก เพื่อป้องกันใบพัดและแกนเทอร์ไบน์ของเทอร์โบลูกเล็กหมุนเกินรอบ หรือที่ศัพท์ช่างเรียกว่า Over-speeding แน่นอนว่า เทอร์โบลูกเล็ก ออกแบบมาให้หมุนอย่างจัดจ้านตั้งแต่รอบต่ำ เป้าหมายก็คือ การสส่งไอดีปริมาณเหมาะสมได้อย่างรวดเร็ว ในรอบต่ำ ถ้าไม่ตัดการทำงานในรอบสูง หากโดนแก๊สไอเสียในรอบสูงปะทะต่อเนื่อง ตัวแกนและใบพัดเทอร์ไบน์จะหมุนเร็วจนเกินขีดจำกัด ทำให้บูสท์ไหล (Over-boost) น้ำมันเครื่องที่เลี้ยงแกนไหม้ ตามด้วยแกนเทอร์โบขาดกระจุยกระจายวายป่วง!
การตัดการทำงานเทอร์โบตัวเล็กในรอบสูงเพื่อส่งการทำงานต่อให้เทอร์โบลูกใหญ่สลับสับเปลี่ยนหน้าที่เข้ามาอัดไอดีต่อไป เทอร์โบลูกใหญ่ที่มีครีบเทอร์ไบน์และโข่งขนาดใหญ่กว่าตัวเล็ก จึงสอดรับกับการบูสไอดีปริมาณมากที่มีความหนาแน่นเข้าสู่ห้องเผาไหม้ได้อย่างไหลลื่น ทำให้เครื่องยนต์สร้างแรงบิดและแรงม้าสูงสุดออกมาได้ต่อเนื่อง โดยที่บูสท์ไม่เหี่ยวปลาย ไม่มีปัญหาเรื่องความร้อน แม้จะขับเร็วท่ามกลางอุณหภูมิที่ร้อนจัดในช่วงบ่ายของเมืองไทย.....
เครื่องยนต์ดีเซล 2.2 ลิตร Bi Turbo มีกลไกวาล์วบายพาสและตัวควบคุมแรงดัน (Actuator/Solenoid Valve) ทำงานสลับไปมา ภายใต้ไอเสียความร้อนสูงอย่างต่อเนื่อง การเพิ่มแรงดันดันหัวฉีดจากเดิม ขึ้นไปแตะ 2,500 Bar พร้อมหัวฉีด 10 รู ให้ละอองน้ำมันแตกตัวเป็นฝอย เผาไหม้ได้อย่างสมบูรณ์ ลดคราบเขม่าสะสมในห้องเผาไหม้และท่อไอดี ลดภาระ EGR/DPF การใช้งานในระยะยาว สิ่งที่จะเจอ คือ ความไวต่อคุณภาพน้ำมันดีเซล น้ำมันที่มีสิ่งปนเปื้อนหรือความชื้น จะสร้างความเสียหายให้ปั๊มแรงดันสูงและหัวฉีดได้ง่ายกว่าระบบแรงดันต่ำยุคเก่า
สรุป นอกจากสร้างแรงม้าแรงบิดแล้ว เครื่องยนต์ดีเซล 2.2 Bi Turbo ยังผ่านมลพิษระดับ EURO-5 ในไทย และ EURO-6 สำหรับรถที่จะส่งออกไปออสเตรเลีย
อ้าว ทีนี้ก็มาสงสัยกันอีกเรื่อง นั่นก็คือ ต้อง เติม หรือ ไม่เติม แอบบูล เนี่ยแหละ ยังไง
เครื่องยนต์ Isuzu 2.2 Ddi MAXFORCE ที่เปิดตัวในประเทศไทย และทำตลาดในไทย ผ่านมาตรฐานไอเสีย EURO 5 โดยไม่ต้องใช้ SCR และไม่ต้องเติม AdBlue' ส่วนสเปก Euro 6 สำหรับตลาดส่งออกต่างประเทศ เช่น ออสเตรเลีย มีกฎหมายมลพิษเข้มงวดกวดขันกับเครื่องยนต์ดีเซล ทำให้เครื่องตัวนี้ เป็นเวอร์ชันที่ติดตั้งระบบ SCR และต้องเติม AdBlue เพิ่มปรับค่ามลพิษให้ผ่านมาตรฐานของทางการออสเตรเลีย
เครื่อง 2.2 ลิตร ทั้งตัว Single Turbo 163 แรงม้า และ Biturbo 204 แรงม้า สเปกไทย ไม่มีการใช้ระบบเติมสาร AdBlue DEF - Diesel Exhaust Fluid กลไกการผ่าน Euro 5 ของ Isuzu ในไทย ใช้การปรับปรุงระบบการเผาไหม้ภายในเครื่องยนต์ (In-cylinder Treatment) ร่วมกับระบบกรองเขม่าท้ายเครื่อง โดยใช้หัวฉีดแรงดันสูง 250 MPa (2,500 bar) พร้อมกล่อง ECM Multi-Core เพื่อควบคุมการฉีดจ่ายน้ำมันให้ละเอียดเป็นฝอยสูงสุด ออกแบบห้องเผาไหม้แบบ High Swirl และลูกสูบแรงเสียดทานต่ำระบบกรองไอเสียแบบ DOC (Diesel Oxidation Catalyst) และ DPD / DPF (Diesel Particulate Diffuser / Filter) ดักจับฝุ่นเขม่า
สำหรับกฏเหล็ก Euro 6 ที่ Isuzu จะต้องเจอเมื่อทำการการส่งออกไปขายในออสเตรเลีย ตรงจุดนี้ มีการแยกสเปกอย่างชัดเจน สเปกส่งออกตลาดออสเตรเลีย/ยุโรป ซึ่งมีกฏหมายมลพิษ Euro 6 / ADR 80/04 เครื่องยนต์ 2.2 บล็อกเดียวกันนี้ เมื่อต้องส่งออกไปขายในประเทศที่บังคับใช้มาตรฐาน Euro 6 จะต้องติดตั้งระบบ SCR หรือ Selective Catalytic Reduction ซึ่งต้องใช้สาร AdBlue เนื่องจากมาตรฐานมลพิษ Euro 6 กวดขันเรื่องการปล่อยก๊าซไนโตรเจนออกไซด์ที่เข้มงวดกว่า Euro 5 ในไทยหลายเท่า เมื่อมีแค่ระบบ EGR + DPF และการปรับจูนภายในเครื่องยนต์แบบเดิม ไม่สามารถลด NOx ให้ต่ำตามกฎหมายออสเตรเลียได้ จึงต้องมีถังและหัวฉีด AdBlue เพิ่มเข้ามาในตัวรถเวอร์ชันส่งออก
SCR ย่อมาจาก Selective Catalytic Reduction เรียกว่า "ระบบเร่งปฏิกิริยาเพื่อลดมลพิษ หลักการทำงานของ SCR คือ ช่วยลดก๊าซ ไนโตรเจนออกไซด์ NO x ในไอเสียเครื่องยนต์ดีเซล ซึ่งเป็นก๊าซพิษที่ก่อให้เกิดควันและมลพิษทางอากาศ โดยใช้น้ำยาบำบัดไอเสีย หรือ DEF Diesel Exhaust Fluid ที่รู้จักกันในชื่อทางการค้าว่า AdBlue® หรือ สารละลายยูเรียบริสุทธิ์ 32.5% ผสมน้ำกลั่น
ระบบกรองมลพิษจะฉีด AdBlue เข้าไปในท่อไอเสียก่อนถึงชุดแคตตาไลติกคอนเวอร์เตอร์ SCR ความร้อนในท่อไอเสีย จะเปลี่ยนยูเรียให้กลายเป็น แอมโมเนีย โดยแอมโมเนียจะเข้าไปทำปฏิกิริยาเคมีกับก๊าซ NO x บนตัวเร่งปฏิกิริยา (SCR Catalyst)ผลลัพธ์ที่ได้ออกมาทางปลายท่อไอเสียจะกลายเป็น ก๊าซไนโตรเจนและไอน้ำ เป็นเทคโนโลยีที่ใช้เพื่อให้เครื่องยนต์ดีเซล 2.2 ลิตร Bi-turbo ผ่านเกณฑ์มลพิษเข้มงวดระดับ EURO 6