ฝาหม้อน้ำอุปกรณ์ชิ้นเล็กๆ แต่...ไม่เล็ก !

ฝาหม้อน้ำ  ไม่ใช่อะไหล่เฉพาะยี่ห้อของโรงงานประกอบรถยนต์  แต่เป็นฝาที่สามารถหาซื้อได้ทั่วไป สำหรับใช้กับรถได้หลากหลายยี่ห้อ อาจมีหน่วยความดันเป็นปอนด์/ตารางนิ้ว ซึ่งเป็นหน่วยเดียวกับที่เราใช้วัดความดันลมยาง มักมีค่าอยู่ในระดับหลักสิบ เช่น 12 ถึง 14 ปอนด์/ตารางนิ้ว

ถ้าเป็นฝาเฉพาะรุ่นจากโรงงานประกอบรถยนต์  จะไม่ใช้หน่วยนี้ ตัวเลขที่เราพบจะมี 2 แบบ แบบแรก มีค่าอยู่ในระดับหลักหน่วย เช่น 1.0 หรือ 0.9 และอาจไม่มีหน่วยกำกับไว้ ค่าเหล่านี้เป็นค่าความดันซึ่งมีหน่วยเป็นบาร์ (BAR)

ฉะนั้น ค่าความดันที่กำหนดไว้บนฝาหม้อน้ำ หมายความว่า สปริงของฝาหม้อน้ำ จะควบคุมความดันในระบบหล่อเย็นเครื่องยนต์ไว้ ไม่ให้สูงเกินค่านี้ เมื่อความดันเพิ่มสูงถึงค่าที่กำหนดไว้ แรงสปริงจะสู้แรงจากความดันไม่ไหว เลยต้องปล่อยให้น้ำ หรืออากาศส่วนหนึ่งลอดผ่านออกไป ความดัน 1 บาร์ มีค่าประมาณ 14.5 ปอนด์/ตารางนิ้ว หรือ ประมาณ 1.02 กก./ตร.ซม.

ค่าความดันที่มีหน่วยเป็น บาร์ นี้ หลายประเทศในยุโรปใช้กำหนดค่าความดันลมยางด้วย ถ้าพบค่านี้บนสติคเกอร์แถวๆ ขอบประตูรถ ก็เอา 14.5 คูณ จะได้ค่าความดันลมยางในหน่วยปอนด์/ตารางนิ้วตามที่เรารู้จักกันดี

ที่แปลกหน่อยก็คือ ตัวเลขหลักร้อยบนฝาหม้อน้ำ เช่น 100 หรือ 120 ตัวเลขนี้เป็นค่าความดันเช่นเดียวกัน แต่มีหน่วยเป็น KPA หรือ กิโลปาสกาล ส่วนมากมักไม่ค่อยบอกไว้ด้วยว่ามีหน่วยเป็นอะไร เพราะฉะนั้นถ้าเห็นตัวเลขแถวๆ 100 ให้สรุปไปเลยว่า หมายถึงหน่วย กิโลปาสกาล เช่น 120 ก็หมายถึง 120 KPA หรือ 120,000 PA (หนึ่งแสนสองหมื่นปาสกาล) ชื่อ ปาสกาล นี้ เป็นชื่อที่ถูกตั้งเพื่อเป็นเกียรติให้แก่ PASCAL ชาวฝรั่งเศส อาจเนื่องจากไม่ทราบว่าจะเรียกเป็นอะไรดี เพราะ PASCAL เก่งหลายด้าน ทั้ง ฟิสิคส์ คณิตศาสตร์ และปรัชญา

มีการกำหนดเป็นมาตรฐานสากลให้ค่า 100,000 PA เท่ากับ 1 BAR (อ่านว่าบาร์) PA จึงเป็นหน่วยที่เล็กมากเพื่อไม่ให้ต้องเขียนเลขศูนย์กันจนเมื่อยมือ จึงนิยมใช้วิธีตัวคูณด้วย 1,000 เสียก่อนให้เป็น KPA (กิโลปาสกาล) ทำนองเดียวกันกับกิโลกรัมที่เราคุ้นเคยกันดีนั่นเอง เพราะฉะนั้น 1 BAR ก็เท่ากับ 100 KPA พอดี และเท่ากับ 14.5 ปอนด์/ตารางนิ้ว โดยประมาณ เพราะความจริงมีตัวเลขหลังจุดทศนิยมอีกยาวเหยียด แต่ไม่จำเป็นสำหรับค่าหยาบๆ ในรถยนต์ของเรา

สำหรับรถรุ่นล่าสุดในบางประเทศ เราจะพบว่าค่าความดันบนฝาหม้อน้ำสูงถึง 140 เมื่อเอา 14.5 คูณ แล้วหารด้วย 100 จะได้ค่าความดันเป็นปอนด์/ตารางนิ้ว ประมาณ 20.3 ปอนด์/ตารางนิ้ว ซึ่งเป็นตัวเลขที่สูงมาก สำหรับความดันที่กระทำต่อหม้อน้ำ และท่อน้ำทั้งระบบ เพราะฉะนั้น ท่อน้ำของรถที่ใช้ฝาหม้อน้ำความดันสูงยุคหลังๆ นี้ จะต้องมีโครงสร้างที่แข็งแรงมาก เพื่อให้สามารถรับความดันระดับนี้ได้ ผู้ที่นิยมใช้ของเทียมราคาถูก คงพอเข้าใจแล้วว่า ทำไมท่อน้ำของคุณจึงบวมเป่ง จนปริภายในระยะเวลาแค่ 2-3 เดือนเท่านั้นเอง

● แล้วทำไมโรงงานประกอบรถยนต์จึงต่างพากันใช้ฝาหม้อน้ำความดันสูงเหล่านี้ ?

เพราะหม้อน้ำ มีหน้าที่ระบายความร้อนของน้ำให้กับอากาศภายนอก ความร้อนของน้ำนั้นก็คือ ความร้อนที่ถูกระบายออกมาจากการเผาไหม้ของเชื้อเพลิง ในห้องเผาไหม้นั่นเอง หม้อน้ำที่ระบายความร้อนได้ดีจะต้องทำจากวัสดุ ซึ่งเป็นตัวนำความร้อนที่ดี และต้องมีพื้นที่ผิวมากตามไปด้วย  ไม่ว่าจะเป็นด้านที่สัมผัสกับน้ำ และด้านที่สัมผัสกับอากาศ เพราะฉะนั้นหม้อน้ำที่มีพื้นที่ผิวมากจึงต้องมีขนาดใหญ่ หรือไม่ก็ต้องมีความหนามากเพียงพอ ซึ่งแน่นอนว่า ต้องกินเนื้อที่มากพอสมควร และมีน้ำหนักมากตามไปด้วย ทั้งสองคุณสมบัตินี้ อาจไม่เหมาะสำหรับรถเก๋งในยุคนี้ที่มีขนาดตัวถังเพรียวลม และมีน้ำหนักน้อย เพื่อการประหยัดเชื้อเพลิง ด้านหน้าของรถรุ่นใหม่ซึ่งมีแนวโน้มว่าจะแบนลงทุกที บีบบังคับให้หม้อน้ำต้องมีขนาดเล็กลงตามไปด้วย

เมื่อถูกจำกัดขนาด ก็หมายความว่า พื้นที่ผิวสำหรับระบายความร้อนต้องหายไปด้วย ผู้ออกแบบเครื่องยนต์จึงต้องหาทางออกด้านอื่นแทน ถ้าเราดูจากสูตรของการถ่ายเทความร้อนจะพบว่า ขึ้นอยู่กับความแตกต่างของอุณหภูมิด้วย เพื่อชดเชยกับขนาดของหม้อน้ำ เราจำเป็นต้องทำให้อุณหภูมิของน้ำแตกต่างจากอุณหภูมิของอากาศภายนอกที่ผ่านหม้อน้ำให้มากที่สุด ซึ่งก็คือต้องให้น้ำในระบบหล่อเย็นร้อนขึ้นนั่นเอง

●  เพื่อให้เห็นภาพกันง่ายขึ้น 

เปรียบเทียบกับการระบายน้ำ ถ้าเราจะระบายน้ำจากถังแรกไปสู่ถังที่สอง สิ่งแรก คือ ระดับน้ำในถังแรกต้องสูงกว่า และหากเราต้องการให้การระบายน้ำเป็นไปอย่างรวดเร็ว ก็ต้องใช้ท่อขนาดใหญ่เชื่อมต่อกันระหว่างถังทั้งสอง แต่ถ้าขนาดของท่อนี้ถูกจำกัด  (ทำนองเดียวกับขนาดของหม้อน้ำ) เราก็ยังสามารถเพิ่มอัตราการถ่ายเท หรือการไหลของน้ำได้ โดยการยกระดับน้ำในถังแรกให้สูงขึ้นกว่าเดิมอีก (ทำนองเดียวกันกับการเพิ่มอุณหภูมิของน้ำในเครื่องยนต์) แต่น้ำที่ร้อนขึ้น ย่อมต้องถึงจุดเดือดอย่างง่ายดาย ถ้าจะให้มันเดือดยากขึ้น ตำราฟิสิคส์เขาบอกว่า ต้องให้มันอยู่ใต้ความดันที่สูงขึ้นอีก นี่ก็คือ ที่มาของฝาหม้อน้ำความดันสูงในรถรุ่นใหม่ที่เราใช้อยู่นี่เอง

ผลพลอยได้ของการเพิ่มอุณหภูมิน้ำ ย่อมทำให้อุณหภูมิส่วนอื่นของเครื่องยนต์สูงตามไปด้วย คือ ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ซึ่งสูงขึ้นเล็กน้อย หมายความว่า การลดความสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงลงนั่นเอง ฝาหม้อน้ำความดันสูงรุ่นล่าสุดนี้ ค่าสูงสุดถึง 200 KPA หรือประมาณ 29 ปอนด์/ตารางนิ้ว ซึ่งเป็นค่าที่สูงมาก ถ้าผู้ใช้รถท่านใดมีฝาหม้อน้ำที่มีความดันสูงใกล้เคียงค่านี้ ต้องระวังอย่าให้ช่างที่ไม่มีความรู้เพียงพอเอาท่อน้ำของปลอมมาใส่ให้แล้วกัน รับรองว่าท่อน้ำของท่านจะบวมตุ่ย และแตกกลางทางแน่ๆ

● ฝาหม้อน้ำระบุข้อควรระวัง !

ในการเปิดฝา เพื่อตรวจ หรือเติมน้ำห้ามทำในขณะที่ยังมีความร้อนอยู่ เพราะแรงดันของน้ำอาจจะทำให้ได้รับอันตรายได้ ซึ่งในการปฏิบัติที่ถูกต้อง ควรทำการตรวจเติมน้ำที่หม้อพักน้ำแทน

สาเหตุให้เครื่องยนต์มีความร้อนสูงผิดปกติจนถึงขั้นน้ำเดือด ก็อาจมาจาก 'ฝาหม้อน้ำ' ได้เช่นกัน เช่น แผ่นยางเล็กๆ ด้านล่างฝาหม้อน้ำอาจหมดสภาพการใช้งาน แข็งตัว เปราะ หรือฉีกขาด หรือไม่ก็เป็นเหตุมาจากหม้อน้ำที่สกปรกเป็นสนิม จนทำให้วาล์วและสปริงเกิดเป็นสนิม ซึ่งสาเหตุเหล่านี้อาจส่งผลให้เครื่องยนต์เกิดเสียหายได้ ฉะนั้นควรหมั่นตรวจสภาพของฝาหม้อน้ำเป็นครั้งคราว  ในขณะที่เครื่องยนต์เย็น

● จำเป็นต้องเปลี่ยน 'ฝาหม้อน้ำ' เมื่อใด

หากเห็นว่าฝาหม้อน้ำมีอายุการใช้งานมายาวนานแล้ว หรือพบว่าน้ำในหม้อน้ำแห้งบ่อยๆ แต่น้ำในหม้อพักไม่ยุบหายไปไหนเลย ก็ลองเปิดฝาปิดหม้อน้ำออกมา (ตอนเครื่องเย็นแล้ว) แล้วหงายขึ้นจะเห็นวาล์ว สูญญากาศอยู่ตรงแกนกลาง (เป็นลักษณะกลมๆ ส่วนใหญ่จะเป็นสีส้ม) ลองจับและดึงดู ถ้ามันแข็งมากหรือดึงไม่ออก หรือไม่ขยับเลยแสดงว่าสปริงสูญญากาศมันตายแล้วทำ ให้วาล์วสูญญากาศเปิดไม่ออกให้เปลี่ยนฝาปิดหม้อน้ำนั้นโดยทันที หรือชำรุดฉีกขาด ก็ควรที่จะเปลี่ยนใหม่ทุกๆ 3-4  ปี หรือทุก 4-5 หมื่นกิโลเมตร และควรซื้อฝาหม้อน้ำที่เป็นของแท้จากบริษัท หรือของที่มีคุณภาพทัดเทียมจะดีที่สุด เพราะฝาปิดหม้อน้ำจะมียางกันรั่วตรงขอบบ่ารองด้านในที่มี อายุงานของมันราวๆ นี้ แล้วจะเสื่อมสภาพไม่สามารถกันน้ำรั่วออกจากหม้อน้ำได้ หรือไม่ก็พวกสปริงทั้งสปริงแรงดันสูง และสปริงสูญญากาศเมื่ออยู่กับความร้อน นานๆ ค่าความแข็งก็จะเสียไป อาจจะทำให้น้ำไหลออกจากหม้อน้ำมากเกินไป หรือไม่ดูดกลับเข้ามาในหม้อน้ำ

และหากตรวจเช็คว่ามีคราบน้ำที่บริเวณใต้ฝาปิดหม้อน้ำหรือเปล่า ถ้าพบว่าน้ำในหม้อ น้ำต่ำบ่อยๆ และน้ำในหม้อพักปกติวาล์วสูญญากาศ ดึงดูแล้วก็ปกติเพราะ อาจจะเกิดการรั่วจากซีลยางรองบ่าฝาปิดหม้อน้ำแข็งตัว จนเกิดการรั่วของน้ำได้ ถ้าพบคราบน้ำรั่วก็ให้เปลี่ยนฝาปิดแรงดันสูงโดยทันทีเช่นกัน

ที่กล่าวมาทั้งหมดควรตรวจเช็คทุกๆ 1-3 เดือน และถ้าอายุของฝาปิดหม้อน้ำเกิน  2 ปี หรือ 3 หมื่นกิโลเมตรแล้วถ้าทำได้ควรตรวจเช็คทุกอาทิตย์

ชมคลิพหลักการทำงานของฝาหม้อน้ำ 

 
ที่มา :

บทความ "ฟอร์มูลา" / mazdaclubthailand