Square Four Engine แปลก…แต่ก็เป็นไปแล้ว ! เครื่องยนต์ 4 สูบ ทรงนี้…เคยมีอยู่จริงดิ ?

ในแต่ละยุคสมัย เครื่องยนต์ มีวิวัฒนาการและแนวทางการออกแบบที่ต่างกันออกไป ตามหลักการและแนวความคิดที่ทางผู้ผลิต ซึ่งต่างหวังผลด้วยทฤษฎีที่จูงใจว่า เมื่อพัฒนาในรูปแบบนี้แล้ว จะให้ผลลัพท์ที่เหนือกว่าผลิตผลของคู่แข่งอย่างที่ต้องการ นั่นจึงทำให้ในช่วงเวลากว่า 1 ศตวรรษ ที่ผ่านมา เราได้เห็นการพัฒนาเครื่องยนต์หลากหลายรูปแบบ หลากหลายความจุ หลากหลายลักษณะการทำงาน แต่หนึ่งรูปแบบเครื่องยนต์ ที่ต้องยอมรับว่า มีดีไซน์ที่แปลกอย่างน่าทึ่ง คงหนีไม่พ้นเครื่องยนต์ที่ถูกเรียกว่าเป็น Square Four Engine ซึ่งครั้งหนึ่งเคยสร้างความฮือฮาให้กับวงกรสองล้อ ด้วยระดับพละกำลัง ความสมูทในการทำงาน รวมถึงสุ้มเสียที่ดุดันและชวนให้หลงใหล

Ariel Motors เจ้าตำรับขุมพลัง 4 สูบ สแควร์ ในช่วงกลางศตวรรษ 19

หากพูดถึงจุดกำเนิดของ Square Four Engine หรือ เครื่องยนต์แบบ 4 สูบ สี่เหลี่ยม คงต้องย้อนกันยาวๆ กว่า 100 ปีก่อน ซึ่งหลายๆ คนคงยากที่จะเชื่อว่า เทคโนโลยีรูปแบบนี้…มันเคยมีอยู่ในโลกด้วยหรือ ? เครื่องยนต์รูปแบบนี้ ถูกคิดค้นขึ้นโดย Edward Turner นักออกแบบมอเตอร์ไซค์ชาวสหราชอาณาจักร ผู้มีจุดมุ่งหมายจะสร้างเครื่องยนต์ที่มีขนาดกะทัดรัด อันเป็นเสมือนการมัดรวมของเครื่องยนต์สูบคู่ 2 ตัว เข้าไว้ในเสื้อสูบเดียวกัน เป็นรูปแบบที่แตกยอดการดีไซน์มาจากเครื่องยนต์ในรูปแบบ V4 ที่ต้องแยกเสื้อสูบออกเป็น 2 ฝั่ง ซึ่งอาจกินพื้นที่ในการจัดวางมากกว่าเครื่องยนต์ในรูปแบบ Square Four Engine โดยหลังจากที่เขาพัฒนาเครื่องยนต์นี้ได้สำเร็จ เขาได้ขายแนวคิดนี้ให้กับแบรนด์ผู้ผลิตของอังกฤษในชื่อ Ariel Motors จนกลายมาเป็นที่มาของเครื่องยนต์ Ariel Square Four ในท้ายที่สุด

ข้ออดีของ Square Four Engine คือ ประหยัดพื้นที่ บาลานซ์ ลดการสั่นสะเทือน และได้เสียงที่เป็นเอกลักษณ์

แม้ว่าจะมีขนาดที่กะทัดรัด แต่กลับมีข้อจำกัดในหหลายๆ ปัจจัย ซึ่งทำให้…เครื่อง Four Square ไม่ได้ไปต่อ

Square Four Engine ไม่ใช่แค่เพียงการนำบล็อคเครื่องยนต์สูบคู่ 2 ตัว มาประกบกันเท่านั้น แต่ยังมีแนวคิดในการออกแบบที่น่าสนใจ โดยทิศทางการเคลื่อนที่ของลูกสูบทั้ง 4 เป็นแนวขึ้นลงในลักษณะเดียวกัน และมีความต่างของลำดับการจุดระเบิดอยู่ที่ 180 องศา เช่นเดียวกับเครื่องยนต์ในรูปแบบ 4 สูบ แถวเรียง (สูบหนึ่งขึ้นสุด อีกสูบหนึ่งจะอยู่ล่างสุด ตามลำดับการจุดระเบิดในแนวทะแยง) นั่นหมายความว่า ในแต่ละชุดของเซ็ตลูกสูบคู่ จะมีข้อเหวี่ยงแยกกันเป็น 2 แท่ง เชื่อมการทำงานให้สอดคล้องในทิศทางตรงข้ามกันด้วยชุดเฟือง (ต่างกับเครื่องยนต์ในรูปแบบ V4 หรือ Boxer ที่ใช้เพลาข้อเหวี่ยงชุดเดียวกัน แม้จะมี 4 สูบ เหมือนกันก็ตาม) ซึ่งการดีไซน์ให้ข้อเหวี่ยวทั้ง 2 ชุด หมุนในทิศทางตรงข้ามกันของ Square Four Engine ถือเป็นข้อดีที่ช่วยสร้างบาลานซ์ในการขับขี่ โดยเฉพาะในขณะที่เร่งเครื่องยนต์ หรือการลดความเร็วแบบกระทันหัน ที่จะช่วยหักล้างแรงเฉื่อยจากเครื่องยนต์ เพื่อเสถียรภาพการขับขี่ที่ดีมากขึ้น หากไม่ลงลึกในเรื่องเทคนิคมากเกินไป สิ่งที่เป็นผลพลอยได้จากการออกแบบเครื่องยนต์ Square Four Engine คงหนีไม่พ้น ความสมดุลและการทำงานที่ราบรื่น ซึ่งช่วยลดการสั่นสะเทือนของตัวเครื่องยนต์ขณะขับขี่ อีกทั้งตัวเครื่องยังมีขนาดที่กะทัดรัด ทำให้สามารถหาตำแหน่งเพื่อสร้างบาลานซ์ในการวางได้ง่าย ไม่ต่างจากเครื่องยนต์สูบเดียวที่มีขนาดใหญ่

Kawasaki Square 4 750 Prototype ออกมาสร้างความฮือฮาในยุค 70 แต่สุดท้าย…ไม่เกิดขึ้นจริง

เครื่องยนต์ในรูปแบบ Square Four Engine ไม่ใช่แค่แนวคิดที่ทำตลาดแบบประเดี๋ยวประด๋าว แต่ Ariel Motors ทำตลาดด้วยมอเตอร์ไซค์รูปแบบนี้มาอย่างยาวนานถึง 3 ทศวรรษ ก่อนจะยุติการผลิตเครื่องยนต์ 4 สูบ สแควร์ ไปในปี ค.ศ. 1959 แต่อย่างไรก็ตาม…เครื่องยนต์ Square Four Engine ยังได้รับความสนใจจากผู้ผลิตรายอื่นๆ ทั้งในยุโรปและญี่ปุ่น เช่น ในช่วงปี 1970 ทางค่าย Kawasaki ได้เผยโฉมมอเตอร์ไซค์ Kawasaki Square 4 750 Prototype ที่มาพร้อมเครื่องยนต์ 4 สูบ 2 จังหวะ ในลักษณะเดียวกัน พร้อมเพิ่มประสิทธิภาพให้สูงขึ้นด้วยระบบระบายความร้อนด้วยน้ำ แม้จะดูเป็นเทคโนโลยีที่น่าสนใจและสร้างความฮือฮาได้มากในครั้งนี้ แต่ในท้ายที่สุดแล้ว โปรเจ็คท์ดังกล่าว…ยังคงเป็นได้แค่รถต้นแบบที่ไม่เคยถูกผลิตจริง ด้วยข้อจำกัดหลายๆ ประการ โดยเฉพาะข้อกฎหมายที่เอื้อต่อการพัฒนาสู่ยุคของเครื่องยนต์ 4 จังหวะ ซึ่งแม้จะไม่เกิดขึ้นจริง แต่ทั้งโลกก็ได้เห็นถึงความตั้งใจที่จะก้าวมาเป็นมหาอำนาจด้านเทคโนโลยีแห่งวงการสองล้อของแบรนด์ Kawasaki ในยุคนั้น

อย่างไรก็ตาม Square Four Engine กลับไม่เป็นที่นิยมเท่าที่ควร แม้จะเป็นเครื่องยนต์ที่ให้แรงบิดและพละกำลังในรอบต่ำที่ดี แต่ด้วยเลย์เอาท์ของเครื่อง การจะออกแบบให้สามารถรีดกำลังในรอบสูงนั้น กลับทำได้ยาก ด้วยข้อจำกัดในการออกแบบทิศทางการไหลของไอดีเข้าสู่เครื่องยนต์ที่มีพื้นที่จำกัด และด้วยการที่กระบอกสูบรวมกันอยู่ในพื้นที่จำกัด ทำให้ประสิทธิภาพในการระบายความร้อนของเครื่องยนต์รูปแบบ Square Four Engine ทำได้ไม่ดีนัก โดยเฉพาะกับยุคสมัยที่เครื่องยนต์ยังใช้การระบายความร้อยด้วยอากาศ และปัจจัยสำคัญอีกประการก็คือ เครื่องยนต์ในรูปแบบ Square Four Engine มีต้นทุนในการผลิตที่ค่อนข้างสูง เมื่อเทียบกับเครื่องยนต์ทั่วๆ ไป ส่งให้เทคโนโลยีสุดแปลกนี้…ถูกลืมไปในระยะเวลาช่วงสั้นๆ

ขอขอบคุณคลิปจาก driving 4 answers