เกียร์ Dual Clutch ทำงานอย่างไร?

Dual Clutch นับเป็นระบบเกียร์รถยนต์ที่มีประสิทธิภาพในการถ่ายทอดกำลังจากเครื่องยนต์ไปยังชุดเฟืองเกียร์และส่งต่อไปยังเฟืองท้ายและล้อได้อย่างเต็มเม็ดเต็มหน่อยหรือเกือบ 100% ก็ว่าได้ โดยที่ให้ความสะดวกสบายแก่ผู้ขับขี่ที่ไม่ต้องใช้เท้าซ้ายในการเหยียบคลัตช์ และระบบยังทำการเปลี่ยนจังหวะในแต่ละเกียร์ให้เหมาะสมตามความเร็วและการใช้งานได้โดยอัตโนมัติอีกด้วย หรือเรียกว่าเป็นเกียร์ธรรมดาที่เปลี่ยนจังหวะอัตโนมัติก็ย่อมได้ 

เกียร์ระบบนี้มีข้อดีที่โดดเด่นคือ การส่งกำลังที่ไม่ตกหล่นเหมือนเกียร์อัตโนมัติทั่วไปแบบทอร์คคอนเวอร์เตอร์ที่ใช้น้ำมันเกียร์เป็นตัวส่งถ่ายกำลังจึงการหมุนฟรีมากกว่า ระบบดูอัลคลัตช์นี้ใช้การถ่ายกำลังด้วยแผ่นคลัตช์ที่มีลักษณะคล้ายในรถยนต์ที่ใช้เกียร์ธรรมดา นั่นคือ มีหวีคลัตช์ แผ่นคลัตช์และผ้าคลัตช์ (อาจเป็นแบบแผ่นเดี่ยวหรือแผ่นซ้อนขึ้นกับการออกแบบของผู้ผลิต) พร้อมด้วยลูกปืนคลัตช์ (ขึ้นกับการออกแบบของแต่ละบริษัทฯ) และสุดท้ายก็ต้องมีก้ามปูกดคลัตช์ (หรืออาจเป็นโคฟเวอร์คลัตช์ตามแต่ผู้ออกแบบ) จะเห็นว่าอุปกรณ์คล้ายกับในเกียร์ธรรมดามาก 

ภาพจาก www.millersgarage.co.uk

ภาพจาก www.quora.com

หรืออีกรูปแบบหนึ่งคือ มีชุดคลัตช์เป็นตลับซ้อนกันหลายแผ่นอยู่ในฮับอีกที ซึ่งภายในฮับนี้ก็จะมีชุดแผ่นคลัตช์ 2 ชุด แต่ละชุดแยกกันอิสระ และใช้ส่งกำลังไปยังเกียร์แต่ละตำแหน่ง โดยอาศัยแรงดันน้ำมันเกียร์ไปตัวสั่งการให้ชุดคลัตช์ตัดและต่อกำลังอีกทีหนึ่ง

ภาพจาก m5carblog.blogspot.com

นอกจากนี้ระบบคลัตช์คู่ ยังสามารถสับเปลี่ยนจังหวะเกียร์ได้รวดเร็วและแม่นยำกว่าการใช้คลัตช์แบบชุดเดียว โดยคลัตช์ชุดที่ 1 จะทำหน้าที่ในการส่งกำลังไปที่เฟืองของเกียร์แต่ละตำแหน่ง เช่น 1,3,5 ส่วนคลัตช์ชุดที่ 2 จะส่งกำลังไปตำแหน่งเกียร์ 2,4,6 เป็นต้น โดยมีชุดกลไกทำหน้าที่จับและเข้าตำแหน่งเกียร์ทีละจังหวะตามความเร็วหรือการขับขี่

ภาพจาก www.mathworks.com

ยกตัวอย่างเช่น เมื่อเข้าเกียร์ 1 คลัตช์ชุดที่ 1 และเฟืองเกียร์ 1 จะจับรอเอาไว้ โดยที่มีระบบกลไกที่ควบคุมคลัตช์ จะยกแผ่นคลัตช์ให้จากออกมาจากฟลายวีลหรือชุดส่งกำลัง (เกียร์ว่าง) เมื่อเดินคันเร่งระบบกลไกชุดคลัตช์ก็จะค่อยๆ ปล่อยให้แผ่นคลัตช์จับติดกับฟลายวีล (คล้ายการปล่อยเท้าซ้ายของรถเกียร์ธรรมดา) และเลียคลัตช์เล็กน้อยเพื่อให้รถเคลื่อนที่ไปโดยเครื่องยนต์ไม่ดับ  

ภาพจาก www.motor1.com

จากนั้นระบบก็สั่งการให้ชุดคลัตช์ที่ 2 เข้าตำแหน่งเกียร์ 2 รอไว้โดยมีชุดกลไกควบคุมคลัตช์ยกแผ่นคลัตช์รอไว้เช่นกัน เมื่อความเร็วเหมาะสมชุดคลัตช์ที่ 2 ก็จะทำงานปล่อยให้ชุดคลัตช์ที่ 2 ควบคุมแผ่นคลัตช์ให้จับติดกับฟลายวีล นับเป็นจังหวะเกียร์ 2 หลังจากนั้นก็ทำสลับกันไประหว่างชุดคลัตช์ที่ 1 และ 2 ไปเรื่อยๆ จนครบจังหวะเกียร์ หรือเมื่อต้องการเปลี่ยนตำแหน่งเกียร์ต่างๆ  

ข้อดี

ระบบเกียร์อัตโนมัติแบบใช้แผ่นคลัตช์แห้งนี้ หรือดูอัลคลัตช์ ช่วยให้การส่งถ่ายกำลังจากเครื่องยนต์สู่ชุดเกียร์และไปยังล้อขับเคลื่อน เต็มประสิทธิภาพ มากกว่าการใช้ระบบทอร์คคอนเวอร์เตอร์ที่ใช้น้ำมันไฮดลอลิกส์ในการส่งถ่ายกำลัง จึงทำให้มีความใกล้เคียงหรือเทียบเท่าเครื่องยนต์ที่ใช้ระบบเกียร์ธรรมดาก็ว่าได้ และการใช้ระบบแผ่นคลัตช์คู่นั้น ยิ่งช่วยให้การตัดต่อกำลังและเปลี่ยนอัตราทดในแต่ลที่ะเกียร์นุ่มนวล ไม่สะดุด และใช้เวลาน้อยจนแทบไม่รู้สึกอีกด้วย  

ข้อเสีย

เนื่องจากเป็นระบบการส่งกำลังคล้ายรถเกียร์ธรรมดา การออกตัวจึงอาจมีอาการสั่นหรือกระชากบ้างเล็กน้อย ตามน้ำหนักที่เพิ่มลงบนคันเร่ง กรณีขับขี่ในสภาพการจราจรติดขัดบ่อยครั้ง ระบบกลไกหรือระบบน้ำมันที่ควบคุมภายในชุดคลัตช์อาจมีการสะสมความร้อนจากการทำงานที่ถี่เกินไป และการที่ผู้ขับอาจเดินคันเร่งไม่สอดคล้องกับระบบคลัตช์อย่างสม่ำเสมอ จึงอาจส่งผลให้เกิดอาการกระตุกในบางจังหวะ หรืออาการไม่มีกำลังเมื่อเปลี่ยนตำแหน่งเกียร์สูงๆ ในขณะที่รอบเครื่องยนต์ต่ำเกินไปโดยไม่ตั้งใจ เช่น การขับขึ้นทางชันที่ต้องใช้เกียร์ 1 เมื่อเพิ่มความเร็วมากขึ้นก็จะถูกเปลี่ยนเป็นเกียร์ 2 และหากจำเป็นต้องลดความเร็วลงเล็กน้อย โดยที่เกียร์ยังไม่ลดลงมาตามความเร็ว ก็มักจะเกิดการเร่งไม่ขึ้น หรือมีอาการสั่นของเครื่องยนต์ เนื่องจากระบบกำลังพยายามเลียคลัตช์อยู่เพื่อให้เครื่องยนต์ไม่ดับเป็นต้น 

ทำไมมีอาการกระตุก?

อาการกระตุกส่วนมากมักเกิดขึ้นในขณะที่ใช้ความเร็วต่ำๆ ลักษณะขับตามกันในช่วงรถติด เมื่อระบบเกียร์เปลี่ยนจังหวะสูงขึ้น แต่ด้วยสภาพการจราจรอาจต้องลดความเร็วลงมาทีละนิด ซึ่งบางครั้งระบบเกียร์ยังคงค้างไว้ที่จังหวะเดิม เมื่อเปลี่ยนตามลงมา จึงเกิดอาการกระตุก (คล้ายในรถยนต์เกียร์ธรรมดาที่ใส่เกียร์ต่ำแล้วพายายามขับไปโดยไม่เลียคลัตช์) เช่น ขึ้นทางชันจากเกียร์ 1 และเมื่อความเร็วเพิ่มขึ้นเป็นระบบก็เข้าเกียร์ 2 แต่หากมีความจำเป็นต้องลดความเร็วลงไม่มากนัก และยังต้องขับขึ้นทางชันเช่นเดิมที่ควรต้องใช้เกียร์ 1 แต่ระบบอาจยังไม่เปลี่ยนตำแหน่งเกียร์ลงมา ก็เท่ากับว่าผู้ขับกำลังใช้เกียร์ 2 ขับขึ้นทางชันนั้นอยู่ เป็นต้น 

สาเหตุที่อาจทำให้พังเร็ว

ระบบเกียร์คลัตช์คู่นั้น โดยทั่วไปใช้กันในรถยนต์พรีเมียมระดับกลางๆ ขึ้นไปจนถึงรถสปอร์ตและซูเปอร์คาร์ ซึ่งรถเหล่านี้มักเน้นขับขี่ในช่วงวันหยุดหรือออกเดินทางไกล ไม่เน้นขับขี่ทุกวันในเขตตัวเมืองมากนัก ระบบเกียร์จึงไม่ทำงานหนักมากนัก 

ส่วนรถยนต์ระดับครอบครัวที่ใช้ระบบเกียร์แบบนี้ ถูกใช้งานในชีวิตประจำวันและมักเจอสภาพการจราจรติดขัดบ่อยๆ ซึ่งย่อมมีผลกระทบไปสู่ระบบเกียร์ได้ และอีกสิ่งหนึ่งคือ การทำงานทั้งหมดส่วนใหญ่ใช้ไฟฟ้าจากแบตเตอรี่เป็นหลัก ดังนั้น หากกระแสไฟอ่อนเกินไป ก็อาจทำให้ระบบเกียร์รวนได้ 

เข้าใจง่ายๆ เกี่ยวกับการทำงานของระบบคลัตช์คู่ก็คือ หากเป็นรถเกียร์ธรรมดา ทุกครั้งที่เจอรถติดหรือต้องหยุดรถ, เปลี่ยนตำแหน่งเกียร์ จะต้องใช้เท้าซ้ายในการเหยียบคลัตช์ทุกครั้งเสมอ เมื่อเจอรถติดมากๆ ขาซ้ายของผู้ขับอาจเกิดการเมื่อยล้าได้ เช่นเดียวกับระบบกลไกของคลัตช์คู่นี้ ใช้ระบบไฟฟ้าไปสั่งการให้ชุดกดคลัตช์ทำงาน เมื่อถูกใช้งานบ่อยครั้งเป็นเวลานานๆ ก็เกิดการสึกหรอเสียหายสะสมเรื่อย ยิ่งในสภาพการจราจรสุดโหดในเขตตัวเมืองต่างๆ ยิ่งส่งผลให้จำนวนครั้งในการใช้งานหมดเร็วขึ้น สมมติว่าระบบกลไกของชุดเกียร์สามารถทำงานได้ 100,000 ครั้ง แต่เมื่อเจอสภาพรถติดบ่อยๆ ก็อาจเหลืออายุการใช้งานไม่กี่เดือนหรือปี  

หมายเหตุ : ความเสียหายจากระบบคลัตช์คู่ขึ้นอยู่กับการใช้งาน, รุ่นรถ, ชิ้นส่วนที่นำมาผลิตและลักษณะการใช้งานของรถแต่คัน ซึ่งอาจมีอาการเสียที่แตกต่างกันออกไป

การใช้งานที่ถูกต้องเพื่อยืดอายุ

การใช้งานที่ช่วยยืดอายุของระบบเกียร์คลัตช์คู่นั้น ยังไม่มีกำหนดตายตัว แต่เมื่อวิเคราะห์จากหลักการทำงานแล้ว อาจพอสรุปได้ดังนี้

• เมื่อต้องหยุดรถในทุกครั้ง หากเป็นไปได้ควรใส่เกียร์ว่างเอาไว้ เมื่อจะออกตัวจึงค่อยใส่เกียร์เดินหน้า เพื่อให้ชุดกลไกกดแผ่นคลัตช์ไม่ต้องทำงานเป็นเวลานานเกินจำเป็น (คล้ายการเหยียบคลัตช์เข้าเกียร์ค้างเอาไว้ เมื่อเข้าเกียร์ว่างก็ไม่ต้องเหยียบคลัตช์ : สำหรับรถเกียร์ธรรมดา) 
• ให้ขับจนชินและเข้าใจจังหวะการเปลี่ยนตำแหน่งเกียร์ เพื่อรู้จังหวะในการเร่ง ออกตัว แซง หรือขึ้นทางชัน เช่น หากขึ้นทางชันให้เข้าตำแหน่งเกียร์ต่ำที่สุด  

การเลือกใช้รถยนต์ ผู้ขับขี่จำเป็นต้องศึกษาระบบเครื่องยนต์กลไลต่างๆ ของรุ่นนั้นๆ ให้เข้าใจอย่างถ่องแท้ ก่อนที่จะซื้อมาใช้งานจริง อาจต้องคำนึกถึงหลักการทำงานและการดูแลรักษา รวมถึงผลดีและผลเสียของระบบเครื่องยนต์กลไกต่างๆ ของรถยนต์รุ่นที่ต้องการอีกด้วย เพราะปัจจุบันเทคโนโลยีในอุตสาหกรรมยานยนตร์ก้าวไกลมาก และมีระบบที่ช่วยเพิ่มความสะดวกสบายพร้อมกับสมรรถนะที่ดียิ่งขึ้น จึงไม่ใช่เรื่องแปลกที่ผู้ใช้ต้องก้าวตามเทคโนโลยีเหล่านี้ให้ทัน ก่อนที่จะเกิดปัญหาอื่นๆ ตามมา