ภัยไอเสียรถยนต์

คงไม่ต้องบอกว่า รถยนต์มีความสำคัญต่อชีวิต ประจำวันในสมัยนี้มากมาย สถานใด ใครที่เคยหงุดหงิด มีรถใช้แล้วเกิดเหตุจำเป็น ต้องนำรถเข้าอู่ซ่อมทำให้ไม่ มีรถใช้งานไประยะหนึ่งจะ พบว่ามีความรู้สึกติดขัด หงุดหงิดไม่คล่องตัวอย่างที่

เคย ครั้นจะใช้บริการรถแท็กซี่ ซึ่งปกติเคยเห็นชุกชุมเหมือนฝูงแมลงวันพอเกิดเหตุด่วนเหตุร้ายขึ้นมาทีไรกลับมองหา ไม่เจอซักคัน

ถึงแม้รถยนต์จะใช้ประโยชน์ได้มากก็จริง แต่ตัวมันมีโทษอยู่ไม่น้อยเช่นกัน อย่างที่เค้ากำลังรถณรงค์กันอย่างเข้มข้นก็เป็นเรื่องของมลพิษที่ปล่อยออกมา ทำให้เกิดปัญหาเดือดร้อนไปทั่วโลก จนกระทั่งต้องมีการออกกฎหมายต่างๆ เอามาบังคับกัน

พวกเครื่องยนต์เหล่านี้จะมีการปล่อยไอเสียออกมา และในไอเสียเหล่านั้น จะมีมลพิษปะปนออกมาเยอะเลย เจ้าสารมลพิษในไอเสียรถยนต์เครื่องเบนซินที่รู้จักกันทั่วไป ได้แก่ THC (Total Hydrocarbon), No (Oxides of nitrogen), CO2 (Carbon monoxide) เท่าที่พอจำได้รู้สึกว่าบ้านเราจะกำหนดมาตรฐานของปริมาณ THC และ Nox รวมกันแล้วต้องไม่เกิน 0-97 g/Km และมาตรฐานของปริมาณ CO2 ในไอเสียต้องไม่เกิน 2.72 g/Km ซึ่งเป็นมาตรฐานที่ใช้ในยุโรปสำหรับในบางประเทศ เช่น ญี่ปุ่น ได้กำหนดมาตรฐานของสารมลพิษต่างๆ เหล่านี้ขึ้นเอง นอกเหนือจากมลพิษต่างๆ ที่ว่ามาแล้ว ยังมีสารพิษที่สำคัญและควรรู้จักอีกหลายชนิด อย่างเช่น Benzene, 1,3-Butadiene, Formaldehyde และ Acetaldehyde เป็นต้น

อันตรายจากสารมลพิษต่างๆ เหล่านี้ อาจแบ่งออกเป็น 2 ประเภทด้วยกันคืออันตรายหรือผลกระทบ ที่มีต่อสิ่งแวดล้อม และอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต ซึ่งเมื่อพิจารณาในด้านผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม พบว่า Formaldehyde, Acetaldehyde, 1,3-Butadiene และ NOx สามารถเกิดปฏิกิริยากับโอโซนในชั้นบรรยากาศ แล้วเกิดปฏิกิริยา photochemical เกิดเป็นหมอกพิษ (photochemical smog) ปกคลุมในชั้นบรรยากาศ ซึ่งจะทำให้เกิดระคายเคืองต่อเยื่อบุนัยน์ตา และทางเดินหายใจ นอกจากนี้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2 ) และไฮโดรคาร์บอน (hydrocarbon) บางตัวในไอเสียสามารถทำให้เกิดปรากฏการณ์เรือนกระจก หรือ Green house effect ทำให้เกิดการสะสมของความร้อนบริเวณผิวโลกมากขึ้น และเมื่อพิจารณาถึงผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตก็คือ ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO2 ) ที่ปล่อยออกมาจากรถยนต์ สามารถทำให้เกิดอาการวิงเวียนศีรษะและอาเจียน หรืออาจทำให้หมดสติและถึงกับเสียชีวิตได้ถ้ามีปริมาณมากอย่างที่เคยเป็นข่าวออกมาจอดรถติดเครื่อง เปิดแอร์นอนในรถแล้วเสียชีวิตนอกจากนี้ สารเบนซินที่เกิดขึ้นจะทำหน้าที่เป็นสารก่อมะเร็ง (Carcinogen) ในสิ่งมีชีวิตได้

พูดถึงเรื่องมลภาวะนี้นับว่าเป็นเรื่องใหญ่ทีเดียว ทางบ้านเรามีการลดมลภาวะโดยการกำหนดปริมาณ สารพิษในไอเสีย โดยทางบริษัทรถยนต์ก็ขานรับและปรับปรุงเครื่องยนต์ให้สร้างมลภาวะน้อยลงอย่างเช่น ใช้ระบบหัวฉีดจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงแทนคาร์บูเรเตอร์ มีการติดตั้ง catalytic converter หรือ EGR (Exhaust Gas Recirculation) ซึ่งจะช่วยลดปริมาณ THC หรือ NOx ลงได้นอกจากนี้ทางบริษัทน้ำมันเองก็ต้องมีการปรับปรุง คุณภาพของน้ำมันเชื้อเพลิง โดยเน้นตัวแปรที่มีผลต่อปริมาณสารพิษในไอเสีย เช่นลดปริมาณ สารอะโรมาติกส์และเบนซีน ซึ่งนอกจากจะช่วยลดปริมาณสารมลพิษแล้ว ยังเป็นผลดีต่อ Catalytic converter อีกด้วย

เห็นกันได้อย่างชัดเจนว่าเจ้าไอเสียรถยนต์นั้นก่อเรื่องได้มากมายขนาดไหน แต่คนใช้รถบ้านเรามักไม่ใส่ใจกันเท่าที่ควร อาจจะเป็นเพราะว่ามันมองไม่เห็น และไม่แสดงผลที่แน่ชัด รวดเร็ว หรือเห็นผลกันอย่างทันทีทันใด นอกจากนี้ยังมีการปรับปรุง เครื่องยนต์ให้มีกำลังสูงขึ้น เพื่อสนองตัณหาตนเองโดยปราศจากความรับผิดชอบต่อส่วนรวม เช่นมีการถอดเอาตัวกรองไอเสีย catalytic converter ออกเพราะเห็นว่ามันไปขวางทางเดินไอเสีย ทำให้เครื่องยนต์มีกำลังน้อยลง และสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงเพิ่มขึ้น หรือเมื่อ catalytic converter เสียหายเสื่อมสภาพเกิดการอุดตันขึ้นมา ก็ไม่ยอมเปลี่ยนใหม่ เพราะเห็นว่า มีราคาแพง ใช้วิธีถอดทิ้งแล้วต่อท่อไอเสียตรงแทนแบบนี้มันเป็นการเอาเปรียบสังคมเกินไปหน่อย

ตอนนี้บ้านเรามีมาตรการที่ดีมากอยู่อย่างหนึ่ง คือห้ามติดเครื่องขณะจอดรถ (รอ) อยู่กับที่ แต่ก็ไม่วายเห็นมีคนฝ่าฝืนอยู่เนืองๆ ทั้งๆ ที่การจอดรถติดเครื่องทิ้งค้างเอาไว้ในรอบเดินเบานี้ มันเป็นตัวสร้างมลภาวะอย่างรุนแรง ซึ่งก่อนอื่นเรามาคุยกันถึงเรื่องอัตราผสมของเชื้อเพลิงกับอาการกัน แล้วจะรู้ว่าการจอดรถติดเครื่องเอาไว้นี้มันย่ำแย่ขนาดไหน

ออกซิเจนอันเป็นส่วนประกอบของส่วนผสมเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องยนต์นั้นเราได้มาจากอากาศ ที่ใช้หายใจอยู่ทุกวันนี่เอง ซึ่งในอากาศจะมีออกซิเจนร้อยละ 23.2 โดยมวลนอกนั้นเป็นแกสไนโตรเจน ร้อยละ 76.8 ถึงแม้ตัวออกซิเจนจะเป็นตัวสำคัญสำหรับการทำปฏิกิริยารวมตัวกับเชื้อเพลิงช่วยในการจุดระเบิด ส่วนตัวไนโตรเจนนั้นไม่ทำปฏิกิริยาอันใดแต่ถึงกระนั้นเจ้าตัวไนโตรเจนก็มีความจำเป็นมากสำหรับ การเผาไหม้ของเชื้อเพลิงภายในกระบอกสูบเครื่องยนต์ เพราะคุณสมบัติที่สำคัญของไนโตรเจนคือ ช่วยลดและควบคุมความเร็วของการเผาไหม้ ป้องกันไม่ให้เกิดการเผาไหม้ที่รุนแรงและช่วยความดัน ภายในกระบอกสูบสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว จนกระทั่งเกิดเป็นอันตรายต่อเครื่องยนต์ ลำพังออกซิเจนอย่างเดียว ไม่มีไนโตรเจนมาควบคุมลูกสูบอาจจะร้อนจัดจนละลายไหลออกมาเลยก็ได้แบบเดียวกับที่ช่างเชื่อม เค้าใช้ออกซิเจนในการเชื่อมหรือตัดเหล็กนั่นเอง

อัตราส่วนผสมของเชื้อเพลิงโดยมวล เรียกว่าอัตราส่วนผสมเชื้อเพลิงนี้ จะมีอัตราส่วนผสมระหว่างอากาศกับเชื้อเพลิงต่างๆ กัน ตามลักษณะการทำงานของเครื่องยนต์ ตัวอย่างเช่น

• การสตาร์ติดเครื่องยนต์จะใช้อัตราส่วนผสมที่หนามาก คือประมาณ 4:1 คือ น้ำมันเชื้อเพลิง 1 ส่วนกับอากาศ 4 ส่วน
• จังหวะรอบเดินเบา ใช้อัตราส่วนผสมหนาประมาณ 8:1 ถึง 10:1 เพื่อให้เครื่องยนต์สามารถคงตัวและมีรอบเครื่องสม่ำเสมอ ในระดับประมาณ 650-1,000 รอบต่อนาทีได้
• สำหรับเครื่องยนต์ในช่วงรอบเครื่องทำงานปกติ ประมาณ 1,200-3,000 รอบต่อนาที คือระหว่าง 20-50 เปอร์เซ็นต์ ของความเร็วรอบเครื่องสูงสุด ช่วงนี้จะใช้อัตราส่วนผสมค่อนข้างบางคือ ระหว่าง 15:1 ถึง 16.5:1 เป็นการใช้น้ำมันเชื้อเพลิงเพียงแค่ 1 ส่วนต่ออากาศ 15 ถึง 16.5 ส่วน ซึ่งอยู่ในช่วงที่รถแล่นด้วยความเร็วประมาณ 60-100 กม/ชม. อันเป็นความเร็วสำหรับขับใช้งานตามปกติ และด้วยอัตราส่วนผสมที่ค่อนข้างบางนี้ จะทำให้เกิดการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงมีความประหยัดสูง รวมทั้งการปล่อยมลภาวะของไอเสียก็มีน้อยด้วย
• ถ้ายังไม่พอใจในการขับขี่ด้วยรอบเครื่องขนาดนี้ แล้วกดคันเร่งเพิ่มรอบเครื่องขึ้นไปอีก คราวนี้จะใช้อัตราส่วนผสมที่หนาเพิ่มขึ้นเป็นประมาณ 13:1 ทั้งนี้เพื่อให้เครื่องยนต์สามารถทำงาน ด้วยรอบเครื่องสูง โดยไม่เกิดอาการสะดุดหรือขาดตอน และอาศัยน้ำมันมาช่วยลดอุณหภูมิห้องเผาไหม้ ไม่ให้สูงจนเป็นอันตรายต่อวาล์วไอเสีย
• ในการเร่งความเร็วเพื่อแซงจะมีการฉีดจ่ายน้ำมันเพิ่ม เพื่อให้เครื่องยนต์สามารถเร่งความเร็ว สู่รอบเครื่องสูงสุดได้โดยทันที ซึ่งจะใช้อัตราส่วนผสมประมาณ 12:1 ขณะกดคันเร่งเพื่อการแซง

จากอัตราส่วนผสมของอากาศกับเชื้อเพลิง ในลักษณะการทำงานของเครื่องยนต์ช่วงต่างๆ จะพบว่าในช่วงรอบเดินเบานั้น จะมีอัตราส่วนผสมที่หนามาก ตามปกติแล้วหากอัตราส่วนผสมเชื้อเพลิง หนามากกว่า 13:1 ออกซิเจนจะน้อยเกินไปสำหรับการเผาไหม้ที่สมบูรณ์ จึงมีคาร์บอนเหลือในลักษณะของเขม่า และคราบแข็งจับหัวลูกสูบตลอดจนผิวภายในของห้องเผาไหม้และในช่วงรอบเดินเบานี้ ไนโตรเจน 82 เปอร์เซ็นต์ คาร์บอนไดออกไซด์ 6 เปอร์เซ็นต์ และคาร์บอนมอนนอกไซด์ถึง 13 เปอร์เซ็นต์ อันเป็นผลต่อภาวะสิ่งแวดล้อมมาก

ด้วยเหตุดังกล่าวนี้เราจึงไม่สามารถติดเครื่องยนต์ทิ้งเอาไว้หรือแม้กระทั่งการติดเครื่องยนต์ในตอนเช้า เพื่ออุ่นเครื่อง ซึ่งทางบริษัทรถยนต์ได้มีการออกแบบวาล์วน้ำเพื่อให้ปิดกั้นการไหลของน้ำในขณะเครื่องเย็น ตัวเครื่องยนต์จะได้ร้อนถึงอุณหภูมิการทำงานที่เหมาะสมได้อย่างรวดเร็ว เป็นการลดช่วงเกิดมลภาวะสูงให้น้อยลง พวกก็ยังอุตส่าห์ไปแกะเอาวาล์วน้ำออกอีกต่างหาก แบบนี้ช่วงที่เครื่องยนต์ปล่อยมลภาวะมากก็นานขึ้นกว่าปกติ และบางครั้งก็ยังเป็นการทำร้ายตนเองหรือเหล่าสมาชิกในบ้าน โดยเฉพาะพวกที่จอดรถในสถานที่อับทึบเช่น พวกตึกแถวหรือบ้านแบบทาวน์เฮาส์ ที่มีส่วนจอดรถในซอกหรือใต้ตัวบ้าน ไอเสียก็จะหมุนวน และตกค้างอยู่ในบริเวณนั้น ก่อให้เกิดมลพิษอบอวลไปทั่ว ดังนั้นถ้าเป็นไปได้การจอดรถในสถานที่แบบนี้ ควรจอดโดยการหันหน้ารถเข้าสู่ตัวบ้านเพื่อให้หันท้ายรถหรือท่อไอเสียออกไปนอกบริเวณ จะสามารถบรรเทาผลกระทบที่เกิดขึ้นจากไอเสียลดน้อยลง แต่อย่างไรก็ตามมันยังสร้างมลภาวะ ให้แก่สิ่งแวดล้อมภายนอกอยู่ดี จึงควรตรวจเช็กปรับจูนเครื่องยนต์ให้มีการเผาไหม้สมบูรณ์ไม่ควรถอด catalytic converter และวาล์วน้ำออก ตรวจเช็กการทำงานของตัว EGR ระบบการนำไอเสียที่ออกจากเครื่องยนต์ ส่งกลับไปเผาไหม้ซ้ำเพื่อลดปริมาณไหโตรเจนออกไซด์ และที่สำคัญคือ ไม่จอดรถติดเครื่องทิ้งไว้

ที่มา..หนังสือ นิตยสารใกล้หมอ