ตามดูซีรีส์อันเป็นอีกหนึ่งสัญลักษณ์ของประวัติศาสตร์เครื่องยนต์ PORSCHE เรามาดูการออกแบบและวิวัฒนาการของเครื่อง V8 รหัส M28 ที่ขับเคลื่อน PORSCHE Grand Tourer รุ่นแรกซึ่งเป็นที่รู้จักไปทั่วโลกอย่าง 928 ในทุกเจนเนอเรชั่น
การมองย้อนกลับไปทำให้เราเย้ยหยันความคิดของ 928 ที่จะมาแทนที่ 911 แต่นั่นก็เป็นเรื่องจริงที่มันเกิดขึ้น แน่นอนว่านี่เป็นความคิดของ Ernst Fuhrmann ผู้อำนวยการฝ่ายเทคนิคของ PORSCHE ตั้งแต่ปี 1971 และนำไปสู่การเป็นประธานจนถึงปี 1980 ในขณะที่หลายคนไม่เห็นด้วยกับมุมมองของเขาที่มีต่อ 911 ในเรื่องของขีดจำกัดของการพัฒนาศักยภาพรถสปอร์ต บริษัทกลัวผลกระทบของข่าวลือที่มีถึงมาตรการการเปลี่ยนแปลงความปลอดภัยจากอุบัติเหตุในอเมริกาเหนือ กฎการปล่อยมลพิษและเสียง ซึ่งจะมีผลเสียที่ส่งต่อถึงการขายในระยะยาวของ 911 ซึ่งเป็นรุ่นเรือธงของ PORSCHE ในอนาคต ศูนย์กลางของความกลัวเหล่านี้คือข้อจำกัดของรูปแบบเครื่องยนต์ด้านหลังของ 911
มีการสำรวจทางเลือกในการใช้เครื่องยนต์วางกลางสำหรับ 911 แต่ทีมเทคนิคของ Fuhrmann สรุปผลลัพธ์ของห้องโดยสารสี่ที่นั่งจะถูกบุกรุกอย่างจริงจัง ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้การติดตั้งเครื่องยนต์ไว้ด้านหน้านั้นเป็นทางออกเหมาะสมที่สุด ในขณะเดียวกันข้อกังวลที่ทีมงานเลือกใช้เครื่องยนต์ระบายความร้อนด้วยของเหลวกับโครงการนี้ และเพื่อต่อกรกับรถกำลังสูงจาก BMW และ MERCEDES สถาปัตยกรรมพื้นฐานของ 928 ถูกสร้างขึ้นเพื่อความแข็งแกร่ง พวกเขาเริ่มพัฒนาเครื่องยนต์ V8 รหัส M28 อย่างต่อเนื่องในระหว่างการผลิตของ PORSCHE รุ่นนี้ที่ยาวนานเกือบสองทศวรรษ
เช่นเดียวกับเครื่อง V8 ส่วนใหญ่ M28 ใช้การวางแบบ V 90 องศา ร่วมกับการออกแบบข้อเหวี่ยงที่ไขว้กันอย่างสมดุล สิ่งนี้ทำให้เครื่องยนต์ทำงานได้สมบูรณ์แบบที่สุด พร้อมด้วยบาลานซ์ที่ดีเป็นของแถมจากการที่เครื่องอยู่ค่อนข้างต่ำ เพื่อให้ฝากระโปรงลาดยาวลงไป ต่อไปยังเรื่องของการลดน้ำหนัก PORSCHE มุ่งมั่นที่จะมอบเครื่อง M28 ด้วยเสื้อสูบอลูมีเนียมอัลลอยด์
PEDAL TO THE METAL
ย้อนกลับไปก่อนปี 1960 ก่อนที่โครงการ 928 จะเริ่มต้นขึ้นอย่างจริงจัง บริษัทอเมริกันชื่อ Reynolds Aluminium พัฒนาเทคนิคใหม่มาแทนกระบอกสูบเหล็กหล่อ ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าหากเสื้อสูบทำจากโลหะอลูมีเนียม-ซิลิกอน ผนังกระบอกสูบอาจจะติดขัดได้ เพื่อให้แน่ใจว่าซิลิกอนนั้นต้องอยู่ห่างจากอลูมีเนียม จะส่งผลให้พื้นผิวสึกหรอได้ยาก ลูกสูบอลูมีเนียมที่มาพร้อมกับการเคลือบด้วยโลหะหรือโครเมี่ยมบาง ๆ นำไปสู่สิ่งที่เราเรียกว่า “Reverse” ที่เรียกอย่างนั้นเพราะเป็นการจับคู่ระหว่างกระบอกสูบโลหะและลูกสูบอัลลอยด์ สูตรของ Reynolds ได้รับการนำเสนอให้เป็นที่รู้จักในเครื่องยนต์ของ 911 ปี 1972 และการใช้มันใน M28 ก็เป็นข้อดีสำหรับการเริ่มต้นหลายประการ แต่ต้องกังวลกับน้ำหนักของกระบอกสูบโลหะ ที่ทำให้เสื้อสูบนั้นมีน้ำหนักเยอะขึ้นอย่างมาก ในขณะที่โครงสร้างของมันแข็งแรงกว่ามาก แม้จะมีน้ำหนักเบา อย่างไรก็ตามมีความกังวลเกี่ยวกับความเปราะที่อาจเกิดขึ้นกับโลหะผสมของบล็อก V8 เมื่อเวลาผ่านไป แต่เทคนิคการหล่อโลหะด้วยแรงดันต่ำช่วยคลายความกังวลนี้ไปได้ ยิ่งไปกว่านั้นวิศวกรของ PORSCHE มากับความคิดที่ผิดปกติในการใช้โลหะผสมชนิดอื่นสำหรับเสื้อข้อเหวี่ยงด้านล่าง ไม่เพียงแค่นั้นแต่ยังเพิ่มช่องน้ำมันเพื่อหล่อลื่นระหว่างผิวสัมผัสทั้งสอง จึงช่วยเพิ่มอัตราการไหล (การจ่ายน้ำมันจะราบลื่นไปกว่าการเจาะรูน้ำมันแบบดั้งเดิม) และลดปริมาณแรงเสียดทาน เจ้าหน้าที่ด้านเทคนิคของ PORSCHE จำนวนหนึ่งได้ร่วมกันหาข้อสงสัยของพวกเขาเมื่อได้รับการนำเสนอแนวคิดนี้ แต่มันก็จบลงด้วยความสำเร็จที่ยิ่งใหญ่
การทำงานที่ส่วนด้านล่างค่อนข้างตรงไปตรงมา เพื่อประโยชน์ในการลดเสียงรบกวนของเพลาข้อเหวี่ยงฟอร์จที่ได้รับการออกแบบให้มีความแข็งเป็นพิเศษ นอกจากนี้การใช้แบริ่งขนาดใหญ่ห้าอันเพื่อให้มั่นใจได้ถึงความน่าเชื่อถือและเพื่อให้หมุนได้คล่องในการสร้างพลังงาน และลดแรงเสียดทาน (ซึ่งเพิ่มระยะเวลาและต้นทุนในการผลิตเครื่องยนต์) PORSCHE ใช้ก้านสูบเหล็กอบร้อนด้วยกรรมวิธีการ forged ส่งผลให้ชิ้นส่วนเบากว่า แต่แข็งแกร่งเท่าเหล็กหล่อโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงมิติ
การทำ M28 ครั้งแรกใช้แคมชาฟท์โอเวอร์เฮดเส้นเดี่ยวต่อกระบอกสูบทั้งสี่ที่มีวาล์ว2ตัวต่อสูบ มีห้องเผาไหม้ที่มีการออกแบบที่อนุรักษ์นิยมตามมตรฐาน อันเป็นคุณลักษณะของรถสมรรถนะสูงส่วนใหญ่ วิศวกร PORSCHE มีการให้ความสำคัญกับเป้าหมายการลดมลพิษ ย่างไรก็ตามภาพตัดของ M28 แสดงให้เห็นว่าช่องทางเดินไอดีนั้นเป็นอย่างไรในห้อง Plenum ที่มี runner ระยะยาวตรงไปยังหลังวาล์ว ซึ่งส่งเสริมการไหลของอากาศที่ดีเพื่อประสิทธิภาพที่ดีที่สุด
SETTING THE TONE
911 ได้แสดงให้เห็นว่าการใช้วาล์วไฮดรอลิกส์นั้นเป็นอย่างไรในการช่วยยืดอายุการใช้งานของเครื่องยนต์ ซึ่งเป็นสาเหตุในการลดการบำรุงรักษา แนวคิดดังกล่าวถูกส่งต่อไปยัง 928 อย่างไรก็ตาม วิศวกรของ PORSCHE ยังคงผลักดันระบบถ้วยวาล์วไฮดรอลิกส์นี้ แนวคิดนี้ใช้งานได้ดีแต่ข้อควรระมัดระวังคือ มีชิ้นส่วนที่ไม่มั่นใจว่าจะอยู่รอดได้ในความเร็วรอบเครื่องยนต์สูง ๆ แต่คาดว่า 928 ในช่วงท้ายของการผลิต ข้อสงสัยเหล่านั้นถูกขจัดออกไปโดยใช้การจัดเรียงระบบไฮดรอลิกส์ใหม่แบบที่ใช้ในเครื่องยนต์รถแข่ง 6 สูบของพวกเขา ที่ไม่แสดงความผิดพลาดแม้จะไปถึง 8,200 รอบต่อนาทีแล้วก็ตาม 928 เป็นการต่อยอดเคล็ดลับความสำเร็จด้วยฝาครอบกระเดื่อง ที่โดดเด่นและทำงานได้อย่างดี และเพื่อประโยชน์ในการประหยัดต้นทุนพวกเขาออกแบบมาให้ใช้กับฝาสูบเดิมได้
สานต่อจิตวิญญาณแห่งการสร้างสรรค์วิศวกรรมใน M28 V8 กับปัญหาที่รู้มาแต่เนิ่น ๆ เกี่ยวกับฟันของสายพานไทม์มิ่ง (ทำงานเงียบกว่าเมื่อเทียบกับโซ่) ถูกใช้เพื่อขับเคลื่อนเพลาลูกเบี้ยวและปั๊มน้ำหล่อเย็น ความยาวของเครื่องยนต์อาจจะลดลงและทำให้การออกแบบด้านหน้าของรถนั้นทำได้ง่ายขึ้น ผลที่ได้คือสายพานขนาดใหญ่ที่มีความยาวเกือบ 2 เมตร ซึ่งในตอนแรกทำให้เกิดความกังวล แต่มันก็ผ่านการทดสอบความทนทานบนแท่นทดสอบหลายร้อยชั่วโมง (ก่อนหน้าเครื่อง M28 จะถูกผลิตจริง) อย่างไรก็ตาม ได้รับการยืนยันและความน่าเชื่อถือถึงความเหมาะสมในการใช้งานตามวัตถุประสงค์ สายพานถูกออกแบบผ่านกระบวนการผลิตอย่างดี แม้พวกเขารู้ว่าสักวันมันจะพังก่อนกำหนด สายพานไทม์มิ่งของ 928 ควรทำงานโดยไม่ผิดพลาดในช่วง 30,000 ไมล์ ก่อนจะมีการใช้เครื่องมือเพื่อจัดการเปลี่ยนสายพานให้กับ PORSCHE เครื่อง V8 ความจุเยอะนี้
ความกังวลเกี่ยวกับราคาและอัตราการสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิง ในใจของทุกคนในช่วงต้นทศวรรษ 1970 นี้ส่งผลกระทบอย่างมากต่อฝ่ายบริหารของ PORSCHE ซึ่งต้องเน้นการประหยัดน้ำมันอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน แม้ว่าเครื่องยนต์ M28 จะถูกออกแบบเพื่อรองรับความจุที่หลากหลายตั้งแต่เริ่มออกแบบ โดยเว้นระยะห่างของกระบอกสูบไว้เพื่อให้ PORSCHE สามารถปรับตัวเข้ากับความต้องการของตลาดและประสิทธิภาพในอนาคตที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ในการอัพเกรดตามความจำเป็น
M28 รุ่น 3.9 ลิตรได้รับการพิจารณาและทดสอบ (และถูกยกเลิกอย่างรวดเร็วเนื่องจากให้กำลังน้อยประมาณ 180 แรงม้า) แต่เครื่อง M28 ต้นแบบที่ ‘เหมาะสม’ จริง ๆ ก็คือเครื่อง 5.0 ลิตร คาร์บูเรเตอร์ มันเกิดขึ้นในเดือนมกราคม ปี 1973 และหลังจากนั้นไม่กี่เดือน มีการออกแบบเผื่อให้แน่ใจว่ามีความแข็งแกร่ง PORSCHE ทดสอบ 250 ชั่วโมงบนไดนาโมมิเตอร์ เหลือเชื่อ 209 ชั่วโมงนั้นถูกกดคันเร่งเต็มที่ หัวฉีด K-Jetronic BOSCH ช่วยควบคุมการฉีดน้ำมันเข้าเครื่องยนต์ เพื่อควบคุมส่วนผสมระหว่างเชื้อเพลิงกับอากาศ ลดการปล่อยมลพิษ การออกแบบลูกสูบใหม่ช่วยแก้ไขปัญหาและสร้างความประทับใจในการทดสอบไปจน 250 ชั่วโมงนั้นเสร็จสิ้น ก่อนที่ M28 จะถูกจับคู่กับระบบ Transaxle ใน 928 เพื่อการทดสอบขั้นต่อไป
SHARK ATTACK
928 วางจำหน่ายในปลายปี 1978 ด้วยเครื่องยนต์ 4.5 ลิตร V8 ของ PORSCHE ที่บังเอิญว่ามีกระบอกสูบขนาด 95 มิลลิเมตร เหมือนกับเครื่อง 3.0 ลิตรของ 911 Carrera และ Turbo ในเวลานั้น แม้ว่าระยะชัก 78.9 มิลลิเมตรของ V8 จะยาวกว่า เผยให้เห็นถึงความปรารถนาของทีมวิศวกรที่จัดลำดับความสำคัญให้กับแรงบิดมากกว่าแรงม้า ถึงกระนั้นกำลังสูงสุดสำหรับตลาดยุโรปนั้นสูงสุดถึง 237 แรงม้า ที่ 5,500 รอบต่อนนาที (ในสหรัฐอเมริกามีแรงม้าน้อยกว่าเล็กน้อย) ด้วยแรงบิด 260 ปอนด์-ฟุตที่มาเพียงแค่ 3,600 รอบต่อนาที
และสองปีต่อมา PORSCHE เปิดเผยรุ่น 928 S ด้วยรูปลักษณ์ที่เป็นเอกลักษณ์ (ลิ้นหน้าขนาดใหญ่และสปอยเลอร์หลัง) เบรกขนาดใหญ่กว่า และการปรับแต่งอื่น ๆ อีกมากมาย แต่ข่าวใหญ่คือรุ่นใหม่ของ M28 มีกระบอกสูบที่เพิ่มขึ้น 97 มิลลิเมตร กับระยะชักเดิมทำให้ได้ความจุ 4.644 ซีซี. PORSCHE ยังเพิ่มอัตราส่วนการอัดจาก 8.5:1 เป็น 10:1 มีส่วนช่วยให้เครื่องยนต์ใหม่มีกำลังสูงสุด 296 แรงม้า และแรงบิด 284 ปอนด์-ฟุต ที่มาในรอบที่สูงขึ้น (5,900 รอบต่อนาที และ 4,500 รอบต่อนาที ตามลำดับ) รุ่น 4.5 ลิตรใน 928 วางขายจนถึงปี 1982 แม้ว่าอัตราส่วนการอัดของมันจะเพิ่มเป็น 10:1 ส่งผลให้แรงบิดสูงสุดเพิ่มขึ้นเล็กน้อย
และการผลิต M28 รุ่น 4.7 ลิตรมีมาจนถึงปี 1984 อยู่ใต้ฝากระโปรงของรถ 928 ที่มีป้าย S2 แปะมาด้วย ต้นกำลังขนาด 8 สูบมาพร้อมกับระบบจุดระเบิดที่ซับซ้อนของ Bosch EZF ที่แยกอิสระแต่ละกระบอกสูบ เพื่อการจุดระเบิดที่แม่นยำมากขึ้น คราวนี้ PORSCHE เพิ่มอัตราส่วนกำลังอัดเป็น 10.4:1 ส่งผลให้คราวนี้กำลังและแรงบิดมากขึ้นถึง 306 แรงม้าและแรงบิด 295 ปอนด์-ฟุต รุ่นหลังนี้มีความเร็วรอบที่ต่ำกว่าในความจริง ด้วยกฏหมายการปล่อยมลพิษที่แตกต่างกันของคุณภาพน้ำมันเชื้อเพลิงและการเก็บภาษีทั่วโลกที่มีรูปแบบที่แตกต่างกันเล็กน้อย ในการผลิต M28 เพียงครั้งเดียว บางตัวมีกำลังอัดที่ต่ำ บางตัวมีการติดตั้งแคทกรองไอเสีย อันที่จริงตลาดในอเมริกาเหนือเป็นตลาดแรกที่ได้รับ 928 ที่ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์ 5.0 ลิตรในปี 1985, กระบอกสูบเพิ่มเป็น 100 มิลลิเมตร แม้ว่าอัตราส่วนกำลังอัดจะค่อนข้างสูงถึง 10:1 แต่กำลังสูงสุดก็แค่ 288 แรงม้าเท่านั้น ที่สำคัญแรงบิด 302 ปอนด์-ฟุต นี่แหล่ะที่มีประโยชน์สำหรับเครื่อง V8 อย่างไรก็ตาม การนำระบบส่งกำลังใหม่มาใช้กับเครื่องแคมชาฟท์คู่แบบ OHC ได้รับการออกแบบให้ทำงานขับวาล์ว 4 ตัวต่อสูบ และห้องเผาไหม้ใหม่ เพื่อลดความซับซ้อนของการขับเคลื่อนของแคมชาฟท์ ฟันของสายพานยังคงหมุนเฟืองเพลาลูกเบี้ยวในแต่ละอัน (เพลาลูกเบี้ยวด้านนอกสำหรับวาล์วไอเสีย) ในขณะที่เพลาลูกเบี้ยวไอดี ถูกขับเคลื่อนจากเพลาลูกเบี้ยวไอเสียโดยโซ่ขนาดเล็ก ๆ ที่อยู่ตรงกลางของแต่ละข้าง
FIVE STAR
ในปี 1987 รถ 928 ทุกรุ่นใช้เครื่องยนต์ 5.0 ลิตร เพลาลูกเบี้ยวคู่ที่อยู่เหนือฝาสูบแม้ว่าจะแตกต่างจากที่นำเสนอในสหรัฐอเมริกา เครื่องยนต์ V8 ที่ใหม่กว่า มีวาล์วไอดีขนาดใหญ่และฝาสูบที่ออกแบบมาใหม่ แคมชาฟท์โปรไฟล์ใหม่และลูกสูบใหม่ ได้รับตราสัญลักษณ์เป็น 928 S4 และมาพร้อมกับ 315 แรงม้า ที่ 6,000 รอบต่อนาที และแรงบิด 317 ปอนด์-ฟุต ที่มาเพียง 3,000 รอบต่อนาที นอกจากนี้ยังมีการเพิ่มน็อคเซ็นเซอร์ในการช่วยจัดการการปรับองศาไฟจุดระเบิด ให้เหมาะสมกับคุณภาพของเชื้อเพลิงและสภาพอากาศที่แตกต่างกัน ซึ่งจำเป็นต้องมีการปรับแต่งลูกสูบเล็กน้อยในปีถัดมา ในปี 1989 ฝาสูบถูกทำด้วยวัสดุที่หนาขึ้นเพื่อลดโอกาสที่จะเกิดการแตกร้าว
รถคันสุดท้ายที่ใช้เครื่องยนต์ M28 มาในปี 1992 พร้อมกับการมาของ 928 GTS ‘ฉลาม’ที่มีการขยายความจุเครื่อง V8 มา 5.4 ลิตร โดยรักษาความโตกระบอกสูบที่ 100 มิลลิเมตรเหมือนรุ่นก่อนหน้า แต่เพิ่มระยะชักเข้าไป (เหมือนกับเครื่อง M28 ตอนแรก) ถึง 85.9 มิลลิเมตร อัตราส่วนกำลังอัดสูง 10.4:1 ทำให้ได้กำลัง 345 แรงม้าที่ 5,700 รอบต่อนาที และแรงบิด 369 ปอนด์-ฟุต ที่ 4,250 รอบต่อนาที ตัวเลขเหล่านั้นไม่เปลี่ยนแปลงจนกระทั่ง 928 นั้นสิ้นสุดลงจากสายการผลิตในอีก 3 ปีต่อมา แม้ว่าเครื่องยนต์จะต้องการปรับแต่งเพิ่มเติม เช่นก้านสูบใหม่ แหวนลูกสูบ และการออกแบบกระโปรงลูกสูบ เพื่อรักษาความน่าเชื่อถือ
ในขณะที่ 928 ล้มเหลวในการจะมาแทนที่ 911 แต่มันก็เป็น V8 ในตำนานของ PORSCHE ที่เดินทางมาไกล จนใกล้ครบรอบยี่สิบปีในสายพานการประกอบ M28 รุ่นแรกพา 928 วิ่งไปถึง 144 ไมล์ต่อชั่วโมง และพุ่งไปที่ 100 กิโลเมตรต่อชั่วโมงจากจุดหยุดนิ่งใน 6.6 วินาที ในขณะที่ GTS รุ่นสุดท้ายสามารถไปถึง 170 ไมล์ต่อชั่วโมง และส่งเวลาใน 4.9 วินาที แม้จะมีน้ำหนักเพิ่มขึ้นใกล้ 200 กิโลกรัม เห็นชัดว่าโมเดล ‘Clean Sheet’ ของ PORSCHE (356 คือวิวัฒนาการของ VW Beetle และ 911 คือวิวัฒนาการของ 356) ไม่ใช่การเย้ยหยันแต่อย่างใด 928 ยังคงเป็น PORSCHE ที่มีเครื่อง V8 วางหน้าเท่านั้น และก็น่าแปลกใจเล็กน้อยที่ M28 ยังคงดำเนินมอบความเพลิดเพลินต่อไปให้กับฐานแฟนๆที่เหนียวแน่นอย่างมหาศาล
Leave a Reply