มารู้จักหัวเทียนกันนะ

บทความที่น่าสนใจ จากข้อเขียนของ  คุณธเนศร์  เสนีวงศ์ ณ อยุธยา   ซึ่งดิฉันคิดว่าน่าจะเป็นประโยชน์สำหรับผู้ใช้รถนะคะ

จะทยอยนำมาลงค่ะ  ธัญญลักษณ์ เสนีวงศ์ ณ อยุธยา

 

เรื่องที่จะเขียนต่อไปนี้ ผมอาจจะถือเอาเองก็ได้ว่า เป็นตอนต่อจากเรื่อง”หัวเทียนนั้นสำคัญไฉน” อันเป็นเรื่องที่พี่อาจินต์ ปัญจพรรค์ กรุณาตั้งชื่อให้ เมื่อราวปี พ.ศ.2520-21 สมัยท่านเป็นบรรณาธิการนิตยสารฟ้าเมืองไทย และผมส่งเรื่องไปรับการพิจารณาจากท่าน แถมด้วยคำต่อท้ายชื่อของผมว่า”ช่างเครื่องขี้เล่น”

เพราะหลังจากนั้นมาจนบัดนี้ ผมจำไม่ได้ว่าเขียนเรื่องหัวเทียนเป็นงานเป็นการอีกเลยหรือไม่

แต่ที่จำได้นั้น ก็คือเรื่องนั้นเขียนขึ้นจากความเครียดอันเป็นผลจากการลาออกจากงานผู้จัดการฝ่ายบริการมาหยกหยก

และเขียนเรื่องออกมาให้ท่านผู้อ่านหัวเราะออกมาได้ ในขณะที่ปัจจุบันเขียนเรื่องครั้งใดไม่เคยเครียด แต่กลับทำให้ท่านผู้อ่านหัวเราะไม่ค่อยออกกันเสียหมด

 

โดยสามัญสำนึกของช่างยนต์ และผู้ใช้รถยนต์ทั่วไปที่รู้จักรถยนต์กับเครื่องยนต์พอสมควรนั้น หัวเทียนก็เป็นส่วนหนึ่งของระบบจุดระเบิด ของเครื่องยนต์เผาไหม้ภายในแบบเบนซิน

ส่วนในความเป็นจริง หัวเทียนเป็นมากกว่าหัวเทียน และเป็นได้ถึงหนึ่งในความน่าพิศวงของวิศวกรรมจักรกล เช่นนั้นเลย

อย่างแรก หัวเทียนทำหน้าที่เป็นซีล ป้องกันการรั่วของฝาสูบต่อแรงดันอันเกิดจากการอัดตัว และการเผาไหม้ของส่วนผสมอากาศกับน้ำมันเชื้อเพลิง

ต่อมา หัวเทียนก็เป็นส่วนประกอบหนึ่งของระบบระบายความร้อน ทำหน้าที่เอาความร้อนจากการเผาไหม้ในห้องเผาไหม้ออกไปยังฝาสูบ เพื่อให้น้ำระบายความร้อนได้นำพาความร้อนนั้นไปทิ้งสู่บรรยากาศภายนอกต่อไป

อย่างที่สาม หัวเทียนเป็นจุดเชื่อมของระบบไฟฟ้า ก่อให้เกิดการกระโดดของกระแสไฟฟ้า อันเป็นการเชื่อมต่อของกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านตัวถังรถยนต์ กลับไปสู่แบตเตอรี่ ผ่านจุดสัมผัสที่ฐานของตัวหัวเทียนกับฝาสูบของเครื่องยนต์

และอย่างที่สี่ หัวเทียนทำหน้าที่จุดประกายไฟเพื่อให้เกิดการเผาไหม้ของส่วนผสมอากาศกับน้ำมันเชื้อเพลิง อันจำเป็นจะต้องใช้ความเป็นวิศวกรรม ที่จะให้ประกายไฟของหัวเทียนเกิดขึ้นนานพอ และร้อนพอ ที่เป็นผลจากการไหลของกระแสไฟฟ้า เพื่อให้เกิดผลสำเร็จตามวัตถุประสงค์

เห็นแล้วใช่ไหมครับ ว่าชิ้นส่วนง่ายง่ายของรถยนต์ ที่คุณหลายคนเปลี่ยนทิ้งเปลี่ยนขว้าง ซื้อมาในแบบหัวเทียนก็คือหัวเทียน ไม่ได้สนใจใยดีว่าหัวเทียนมากี่เบอร์ กี่แบบ ขอให้เรียกว่าเป็นหัวเทียน ใส่กันเข้าไปกับร่องเกลียวของหัวเทียนในฝาสูบเครื่องยนต์ของคุณได้ ก็พอแล้วนั้น

กลายเป็นว่า คุณเลือกซื้อหัวเทียนเพียงเพื่อวัตถุประสงค์แรกของหัวเทียนอย่างเดียว หาได้มองถึงวัตถุประสงค์อื่นของหัวเทียนด้วยเลย

ดังนั้น จะมาร้องโวยวายเมื่อเครื่องยนต์ทำงานผิดปกติ อันเป็นผลมาจากหัวเทียน ทั้งที่เพิ่งเปลี่ยนหัวเทียนใหม่มาใช้นั้น ถูกต้องแล้วหรือ ในเมื่อคุณเองนั่นแหละ ไม่ได้เลือกหัวเทียนให้ตรงตามวัตถุประสงค์ของวิศวกร ผู้ออกแบบเครื่องยนต์

และยิ่งไม่ได้เลือกหัวเทียน ตามที่วิศวกรผู้ออกแบบหัวเทียนแต่ละหัว อย่างยุ่งยากลำบากลำบน มาให้คุณเลือกใช้

อาจจะเป็นได้ที่คุณรู้จักหัวเทียนเพียงแค่หัวเทียน และรู้วัตถุประสงค์ของหัวเทียนเพียงแค่เป็นตัวจุดระเบิด ไม่ได้เกี่ยวอะไรกับการป้องกันการรั่วของฝาสูบเลยแม้แต่น้อยด้วยซ้ำ

ทั้งนี้ ก็เพราะโครงสร้างพื้นฐานภายนอกของหัวเทียนนั้น ก็คล้ายกันหรือเรียกได้ว่าเหมือนกันแทบทั้งหมด

ในขณะที่ความแตกต่างของแต่ละหัวเทียน อยู่ที่โครงสร้างภายใน อันทำขึ้นมาเพื่อให้รองรับความต้องการของแต่ละเครื่องยนต์ และแต่ละหัวสูบหรือห้องเผาไหม้ที่ออกแบบกันขึ้นมา

หัวเทียนทั้งหัวนั้น สร้างขึ้นมารอบแท่งโลหะหรือ Center Shaft อันเป็นแท่งโลหะนำไฟฟ้า ตั้งตรงตั้งแต่ส่วนบนของหัวเทียน ลงมาจนถึงส่วนล่าง โดยตอนบนนั้นเรียกว่า Terminal อันเป็นส่วนที่จะเสียบต่อกับปลั๊กหัวเทียน ของสายไฟแรงสูง

ในขณะที่ส่วนล่างสุดเรียกกันว่า แกนหัวเทียน หรือ Center Electrode คือส่วนปลายของ Center Shaft ที่เชื่อมต่อด้วยทองแดง หุ้มนิเกิล แต่ก็อาจจะทำเป็นทิปแหลมด้วยทองขาว หรือ Iridium ก็ได้เช่นกัน

แกนกลางของหัวเทียน ก็จะถูกล้อมด้วยฉนวนตั้งแต่ใต้หัวต่อด้านบนลงไปถึงส่วนล่าง โดยคลุมไปถึงเกือบสุดปลายแกนหัวเทียน ช่างเครื่องเมืองไทยเรียกส่วนนี้ว่ากระเบื้อง ก็เพราะทำโดยวัสดุคล้าย Porcelain หรือกระเบื้องนั่นแหละครับ แต่ทำเป็นพิเศษด้วยการใช้วัสดุทนแรงดันสูง ในขณะที่ยังสามารถจะเป็นสื่อนำความร้อนได้ดี

ระหว่างแกนกลางของหัวเทียน กับฉนวนนั่นมีซีลที่จะทำหน้าที่ยึดแกนกลางให้อยู่ตรงกลางจริงจริง และส่วนของฉนวนที่ยื่นลงไปในห้องเผาไหม้นั้น ช่างไทยเรียกอะไรผมจนปัญญาครับ เพราะนึกไม่ออก แต่ช่างฝรั่งเรียกกันว่า Insulator Leg

ตัวเรือนหัวเทียน เป็นโลหะแข็ง ส่วนใหญ่ก็จะเป็นเหล็กหุ้มฉนวนตอนล่างของตัวหัวเทียน ปลายเป็นเกลียวลงไปยึดกับฝาสูบ ส่วนบนเป็นแบบหกเหลี่ยมให้เอาเครื่องมือเข้าไปจับ เพื่อขันแน่นและคลายออก

ส่วนบนของเกลียวหัวเทียนนั้น อาจจะมีแหวนแบบยุบตัวได้ ทำหน้าที่เป็นซีลป้องกันการรั่วของแรงอัดในห้องเผาไหม้ ที่จะยุบตัวเมื่อหัวเทียนถูกขันเกลียวลงไปกับฝาสูบ แต่ไม่ทั้งหมดของหัวเทียนที่จะมีแหวนซีลนี้นะครับ

แล้วก็ยังมี Ground Electrode หรือ Side Electrode ที่เราเรียกกันว่า เขี้ยวหัวเทียน เชื่อมไว้กับส่วนล่างของเรือนหัวเทียน ยื่นออกมาใต้แกนหัวเทียน แต่ไม่ติดกัน โดยระยะห่างระหว่างแกนกับเขี้ยวนี่แหละครับ เราเรียกกันว่า Gap หรือช่องห่างของหัวเทียน ที่ควรจะได้รับการปรับตั้งให้เหมาะสมกับความต้องการของเครื่องยนต์ เพราะตรงนี้ ก็คือการทำให้การกระโดดของกระแสไฟฟ้าที่จะไปเผาไหม้ส่วนผสมของอากาศกับน้ำมันเชื้อเพลิง เป็นไปได้ตามความต้องการในการออกแบบของวิศวกร

หัวเทียนยังมีตัวต้านทาน  หรือ Resistors ฝังเอาไว้ภายใน ที่แกนหัวเทียน เพื่อป้องกันการต่อเนื่องในการกระโดดของกระแสไฟฟ้า ที่ Gap ของหัวเทียนเมื่อกระแสลดระดับลง อันเป็นการลดการรบกวนโดยกระแสคลื่นวิทยุ เป็นสิ่งสำคัญของการใช้คอมพิวเตอร์ในการควบคุมการทำงานของเครื่องยนต์ และปัจจุบัน หัวเทียนคุณภาพดีทั่วไปก็จะมีตัวต้านทานนี้อยู่ภายในเสมอ

และที่แน่แน่นั้น หัวเทียนยังคงต้องอยู่คู่กับเครื่องยนต์เบนซิน แบบสี่จังหวะอีกนานเท่านาน และก็เช่นเดียวกัน คำว่า Heat Range ก็ยังคงอยู่คู่กับหัวเทียน และเพื่อนช่างไปตลอด

เพราะหัวเทียนต้องทำงานอยู่ในความร้อนของห้องเผาไหม้ ก็จะต้องเอาความร้อนนั้นออกไปยังฝาสูบ เพื่อให้ความร้อนไปกับน้ำระบายความร้อน ออกไปแลกเปลี่ยนความร้อนกับอากาศที่รังผึ้งของหม้อน้ำอยู่เหมือนเดิม เพียงแต่ว่า ระดับความร้อนที่หัวเทียนต้องเผชิญนั้น ต่างกันออกไปในแต่ละเครื่องยนต์ แต่ละสภาพการทำงาน แต่ละสภาพการขับขี่

ความแตกต่างจะเป็นเท่าไร ไกลเกินไปที่จะพูดถึงในเรื่องเล่นเล่นของเราวันนี้

แต่เอาแค่เพียงว่าหัวเทียนจะต้องทำงานภายใต้ความร้อนที่เหมาะสมของหัวเทียน ก็ยุ่งยากพอแล้ว

วิศวกรผู้ออกแบบหัวเทียน รู้เรื่องพวกนี้ดี ว่าหัวเทียนจะต้องปรับค่าความร้อนที่เขี้ยวและแกนให้ได้พอเหมาะกับการทำงานของหัวเทียน

และจะปรับได้อย่างไร

ก็ปรับโดยการระบายความร้อนออกจากแกนและเขี้ยวหัวเทียน ผ่านทางฉนวนกระเบื้องสีขาวภายในของหัวเทียนนั้นแหละครับ

ระยะห่างของกระเบื้อง อันหมายถึงความลึกของฉนวนที่โผล่ออกมาให้เห็น ยาวหรือลึกเท่าไร ความร้อนจะใช้เวลานานเท่านั้นในการเดินทางจากแกนหัวเทียน ออกไปถึงเสื้อหรือปลอกหัวเทียน เพื่อผ่านไปยังฝาสูบ

เพียงคุณหงายหัวเทียนขึ้นมาดู เอาสองหัวนะครับ แบบเบอร์ต่างกัน ในกรณีที่คุณไม่ทราบว่า จะเลือกหัวเทียนเบอร์ใดที่เหมาะกับเครื่องยนต์ของคุณดี คุณจะเห็นว่า หัวหนึ่งมีความลึกมากกว่าอีกหัวหนึ่งเสมอไป ถ้าเบอร์ต่างกัน

และหัวเทียนที่ฉนวนลึกกว่า นั่นแหละครับ หัวเทียนร้อน ใช้กับเครื่องยนต์ที่ทำงานเย็นกว่า

ในขณะที่หัวเทียนฉนวนตื้น ก็เป็นหัวเทียนเย็น ใช้กับเครื่องยนต์ที่ทำงานร้อนกว่า

สองอย่างนี้ ควรจำเอาไว้ให้ดี เพราะคุณจะต้องใช้มันไปจนกว่าจะเลิกอาชีพช่างยนต์ ในกรณีที่เป็นช่าง และหากคุณเป็นผู้ใช้รถยนต์ ก็ควรรู้เอาไว้ด้วยเช่นกัน

แล้วจะรู้ได้อย่างไร ว่าเครื่องยนต์ทำงานเย็น หรือร้อนเกินไปสำหรับหัวเทียน

ก็ดูที่ฉนวนนั่นอีกเช่นเคย ดูว่า หากเครื่องยนต์ทำงานด้วยหัวเทียนนั้นมาสักพัก คุณขับรถด้วยความเร็วสูงหน่อย แล้วปลดเกียร์ ดับเครื่องเลยยิ่งดี จอดรถ ถอดหัวเทียนออกมาดู ฉนวนของหัวเทียนเป็นสีขาวหรือเหลืองจัดก็แสดงว่า หัวเทียนร้อนเกินไปสำหรับเครื่องยนต์นั้น

แต่หากฉนวนของหัวเทียนเป็นคราบสีดำเข้ม ก็หมายความว่า หัวเทียนนั้นเย็นเกินไป สำหรับการใช้งานในเครื่องยนต์ของคุณ

เปลี่ยน ด้วยการเลือกเบอร์หัวเทียนให้ร้อนขึ้น หรือเย็นลง ที่หากคุณไม่ทราบว่า เบอร์อะไรจะเย็นหรือร้อน ก็ขอหัวเทียนเบอร์ถัดไปมาเทียบดูความลึกของฉนวน เป็นการเปรียบเทียบ คุณก็จะรู้ทางเดินของคุณได้แล้วละครับ ว่าจะไปทางเบอร์มากขึ้น หรือน้อยลง

การปรับความห่างของเขี้ยวหัวเทียน ก็ยังมีความจำเป็นอยู่ในทุกวันนี้

แต่เพราะการอ่านข้อมูลแล้วแปลหรือเข้าใจผิดผิด ของนายช่างเทคนิค ทำให้เพื่อนช่างหลายคนเชื่อเอาดื้อดื้อว่า หัวเทียนปรับความห่างมาจากโรงงานแล้วทุกหัว

ลองคิดดูถึงว่า หัวเทียนแต่ละเบอร์ แต่ละหัว ไม่ได้มาพร้อมกับเครื่องยนต์นับไม่ถ้วนเครื่อง เขาจะปรับมาให้ได้อย่างไร

โดยเฉพาะหัวเทียนแบบ Copper อันเป็นหัวเทียนธรรมดา ที่ราคาประหยัดนั้น ไม่ได้ปรับมาให้แน่นอนครับ

มีปรับมา ก็เพียงแต่หัวเทียนแบบอีริเดียม และทองคำขาวเท่านั้น เพราะอะไร เพราะแกนหัวเทียนแบบอีริเดียมนั้นเขาทำเป็นปลายเหมือนแหลม แต่มีส่วนตัดปลาย ไม่ได้แหลมจริง และประกายไฟจะเกิดจากขอบของแกน ที่แม้อีรีเดียมหรือทองคำขาวจะแข็ง แต่ก็หัก บิ่น อันเป็นเหตุให้ประกายไฟไม่สมบูรณ์ได้ เขาจึงตั้งให้ห่างไว้หน่อยก่อนอยู่แล้วจากโรงงาน โดยเอาค่าเฉลี่ยจากเครื่องยนต์นานาประดามี มาเป็นหลัก แล้วเสนอว่า ไม่ต้องปรับ เพราะรู้ดีว่า ช่างทั่วไปไม่มีเครื่องมือปรับเขี้ยวหัวเทียนที่จะไม่ทำอันตรายกับแกน

ส่วนการปรับห่างไว้หน่อยนั้น ก็ไม่เป็นไรอยู่แล้ว เพราะเครื่องยนต์สมัยใหม่ที่ใช้หัวเทียนอีริเดียมหรือทองคำขาว มักจะใช้ระบบไฟจุดระเบิดแบบไม่มีจานจ่าย โดยใช้คอยล์แบบต่อตรงกับหัวเทียน ให้กำลังไฟแรงสูง สามารถจุดระเบิดได้แรงและไกลกว่าคอยล์จุดระเบิดแบบทั่วไป

ก็เท่านั้นเองแหละครับ คนที่อ่านบทความแนะนำทางเทคนิคไม่เข้าใจ หรือไม่ละเอียด แล้วโมเมเอาหน้าตาเฉย ก็อาจจะถือเอาง่ายง่ายว่า หัวเทียนสมัยนี้ไม่ต้องปรับระยะห่างของเขี้ยวหัวเทียนแล้วไปเสียหมด

ยังครับ ยังต้องปรับอยู่เหมือนกัน สำหรับหัวเทียนธรรมดา

แต่หัวเทียนที่เขาไม่แนะนำให้ปรับ ก็เฉพาะตรงที่ว่า คุณปรับไม่เป็นหรือไม่มีเครื่องมือเท่านั้นเอง