บทความ

ศิลปะแห่งการลู่ลม


รูปทรงของรถยนต์สามารถช่วยให้ตัวรถเคลื่อนที่ผ่านอากาศได้อย่างไร

หากคิดถึงรูปทรงของรถยนต์ในทศวรรษ 80 คุณคงนึกถึงกล่องที่ตั้งอยู่บนล้อ แต่ปัจจุบัน รูปทรงของรถยนต์ ดูเพรียวลมมากขึ้น ซึ่งต้องขอบคุณบริษัทผู้ผลิตรถยนต์ที่นำเทคโนโลยีอากาศพลศาสตร์ หรือแอโรไดนามิคมาใช้

 

ขณะที่รถยนต์เคลื่อนตัวผ่านอากาศ และผลักโมเลกุลของอากาศไปด้านข้าง จะทำให้เกิดแรงต้านทาน ที่เรียกว่า แรงต้านอากาศ ยิ่งรถยนต์เคลื่อนตัวเร็วมากเท่าไร แรงต้านอากาศก็มากขึ้นเท่านั้น ดังนั้น เครื่องยนต์จึงต้องทำงานอย่างหนักเพื่อให้ความเร็วรถยนต์คงที่ ทำให้สิ้นเปลืองน้ำมัน และการทรงตัวไม่มั่นคงอีกด้วย

 

อากาศพลศาสตร์ เป็นศาสตร์ที่จะช่วยพัฒนายานยนต์ให้สามารถวิ่งได้ด้วยความเร็วสูง โดยเกิดแรงต้านอากาศน้อยที่สุด รูปทรงของรถที่ลู่ลม และสามารถลดแรงต้านอากาศจากลมที่ผ่านตัวรถได้ กลายเป็นส่วนสำคัญของการออกแบบรถในปัจจุบัน ให้มีรูปทรงสวย และเต็มไปด้วยประสิทธิภาพ

 

รถยนต์ที่มีรูปแบบแอโรไดนามิค คือ รถยนต์ที่ด้านหน้ามีลักษณะลู่ลม หน้ารถจะต่ำลงเกือบจะแตะพื้น และลดสัดส่วนอุปกรณ์ที่ยื่นออกมาต้านลม ส่วนด้านหลังมีลักษณะเรียว เพื่อลดกระแสลม ข้อดีของการมีแอโรไดนามิคที่มีประสิทธิภาพ คือ ทำให้อากาศไหลเวียนรอบรถได้ดี ไม่ใช่แค่ลดแรงต้านอากาศ แต่ยังทำให้ประหยัดพลังงาน และทำให้รถเคลื่อนตัวได้เร็วขึ้นอีกด้วย

 

นอกจากนี้ การระบายอากาศยังช่วยทำให้อุปกรณ์สำคัญของรถ เช่น เครื่องยนต์ และเบรค สามารถคงความเย็นไว้ได้ เพื่อรักษาสมรรถนะของรถ แม้จะถูกใช้งานอย่างหนักก็ตาม

 

ใช้การไหลเวียนของอากาศทำให้รถเคลื่อนตัวได้เร็วขึ้น

รถสปอร์ทออกแบบอย่างไรเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการขับขี่

PR_P15_0139_a4_rgb_caymanaero

รูปร่างเพรียวลม

ล้อรถถูกซ่อนไว้ใต้ตัวถัง เพื่อให้ลู่ลม ช่องว่างขนาดใหญ่ที่ล้อ ช่วยระบายความร้อนที่เกิดจากการเบรคได้

 

กฎของแบร์นูลลี

ใต้ตัวถังของรถที่ล้ำสมัยจะมีผิวเรียบ เพื่อให้อากาศไหลผ่านด้านล่างได้อย่างรวดเร็ว และกดให้รถอยู่ติดกับพื้น เรียกว่า กฎของแบร์นูลลี

 

ต่ำเกือบติดพื้น

รถยนต์ยุคใหม่ออกแบบให้มีความสูงค่อนข้างน้อย เป็นผลจาก ระบบรองรับและกันสะเทือนของรถที่มีระยะห่างจากพื้นไม่มาก ทำให้อากาศไหลผ่านใต้ตัวรถน้อยที่สุด ตามกฎของแบร์นูลลี

 

แรงกดอากาศด้านหลัง

จากการที่อากาศไหลผ่านไปที่ด้านหลัง ปีกที่ด้านหลังจะหักเหอากาศให้ไหลขึ้นไปด้านบน กดท้ายรถให้ต่ำลง และเพิ่มแรงดึง

 

ความเย็น

ช่องลม เปิดให้ลมผ่านกันชนด้านหน้า และระบายออกด้านข้าง เพื่อให้เครื่องยนต์และระบบเบรคคงความเย็นไว้ได้อย่างต่อเนื่อง

 

แรงกดอากาศด้านหน้า

ทำให้อากาศเคลื่อนที่ผ่านด้านล่าง และบนฝากระโปรงรถ ทำให้หน้ารถถูกกดติดถนน จนเกิดแรงกดอากาศ

 

 

ระบบแอโรไดนามิคของรถ ฟอร์มูลา วัน ต่างจากรถทั่วไปบนท้องถนน

 

ระบบแอโรไดนามิคสุดแรง

 

PR_700994_Mercedes_formula1car

 

ระบบแอโรไดนามิค มีความสำคัญกับรถแข่งเช่นกัน ต่างกันเพียงจุดประสงค์ รถยนต์ธรรมดาใช้ระบบแอโรไดนามิคเพื่อลดแรงต้านอากาศ แต่รถแข่งใช้เพื่อเพิ่มแรงกดที่เกิดขึ้นกับตัวรถเมื่อมีอากาศมาปะทะ เพื่อกดให้รถอยู่ติดพื้นขณะเคลื่อนตัว เพิ่มความเสถียร และช่วยให้เข้าโค้งได้เร็วขึ้น เพราะรถแข่งไม่ต้องยึดหลักความปลอดภัยเหมือนกับรถทั่วไป ดังนั้นระบบแอโรไดนามิคในรถแข่งจึงจัดเต็มกว่า มีปีกหลังที่ใหญ่กว่า และสปอยเลอร์หน้าอยู่ต่ำเกือบติดพื้น การออกแบบที่สุดโต่งนี้ เกิดขึ้นเพื่อเพิ่มแรงกดอากาศสำหรับรถ ฟอร์มูลา วัน ถึงขนาดที่ (ตามหลักทฤษฎี) รถจะสามารถเคลื่อนที่แบบกลับหัว โดยที่ช่วงล่างยังยึดติดกับเพดานได้ !

 

 

การทำงานของล้อ

THINKSTOCK530248227_Car-tyre-teardown

คุณรู้จักอัลลอยที่หุ้มด้วยยาง ซึ่งทำหน้าที่ยึดรถไว้กับพื้นถนนมากแค่ไหนกัน

แม้ว่าหลายคนอาจจะมองข้าม แต่ล้อถือเป็นส่วนที่สำคัญที่สุดของรถยนต์ เพราะเป็นส่วนเดียวที่เชื่อมรถเข้ากับถนน เครื่องยนต์จะสร้างพลังขับเคลื่อนรถไปบนไฮเวย์ได้สำเร็จ ก็ต่อเมื่อมีล้อเชื่อมต่อกับเพลา (ผ่านดุมล้อ) ที่หมุนด้วยพลังจากเครื่องยนต์ เมื่อเพลาหมุน ล้อจะทำให้รถเคลื่อนที่ได้

 

อย่างไรก็ตาม ล้อไม่เพียงทำให้รถเคลื่อนไหว แต่ยังทำให้รถหยุดได้อีกด้วย โดยผ่านระบบเบรคที่ประกอบไปด้วย จานเบรค และคาลิเพอร์บนล้อแต่ละล้อ จานเบรคนั้นยึดติดกับล้อและหมุนไปกับล้อ ในขณะที่คาลิเพอร์ทำหน้าที่เป็นตัวหนีบ เมื่อผู้ขับเหยียบคันเบรค ลูกสูบจะปิดตัวหนีบ ทำให้จานเบรกหมุนช้าลง และหยุดการเคลื่อนไหวของล้อ ทำให้รถหยุดในที่สุด

 

ล้อรถยังทำหน้าที่ยึดเกาะถนนและควบคุมทิศทางด้วย ยางที่หุ้มอยู่รอบล้อเป็นตัวยึดเกาะถนน ล้อหน้าจะเป็นตัวควบคุมทิศทางโดยเคลื่อนที่จากซ้ายไปขวา จากการหมุนของแกนพวงมาลัย

 

ดุมล้อ

ทำหน้าที่ยึดจานเบรคและล้ออัลลอย กับเพลาล้อ โดยหมุนเกลียวเข้ากับเสื้อดุมล้อให้แน่น

 

จานเบรค

จะหมุนไปพร้อมกับล้ออัลลอย สามารถสร้างการเสียดสีกับผ้าเบรค และจะหนีบล้อเพื่อให้ล้อหยุดหมุน จากนั้นรถจะหยุดเคลื่อนที่

 

ยาง

ถูกผนึกเข้ากับตัวล้ออัลลอยโดยต้องรักษาความสมดุลของแรงอัดอากาศภายใน ทำหน้าที่ยึดเกาะถนน ร่องยางสามารถกระจายน้ำที่ขังบนถนน เพื่อให้ล้อยึดเกาะถนนได้มากขึ้น

 

หมุดยึดล้อ

มี 4 หรือ 5 อัน ฝังลงไปที่เพลา และหมุนเกลียวเข้ากับจานเบรคและล้ออัลลอย เพื่อยึดทั้ง 2 สิ่งให้ติดกัน

 

ล้ออัลลอย

ในปัจจุบัน ล้อมักจะทำจากอลูมิเนียมอัลลอย ที่แข็งแรง และมีน้ำหนักเบา มากกว่าล้อแบบเก่า

 

คาลิเพอร์เบรค

มีผ้าเบรคอยู่ด้านใน เมื่อผู้ขับเหยียบคันเบรค คาลิเพอร์เบรคจะหนีบจานเบรค ทำให้รถหยุดอยู่กับที่

 

ลูกปืนล้อ

ชิ้นส่วนวงกลมขนาดเล็กที่ทำจากโลหะ ทำหน้าที่ลดความฝืนและแรงเสียดทานในขณะที่ล้อหมุน อัลลอยถูกหลอมเป็นล้อที่มีความแข็งแรง ขณะที่จานเบรคถูกใช้ให้ช่วยกระจายความร้อนในล้อรถสปอร์ท

 

 

ว่าด้วยเรื่องเกียร์

 

IP_RS81779_Steinhardt_SP160223_SP22170-hpr

 

กระปุกเกียร์สามารถส่งต่อแรงขับจากเครื่องยนต์ไปที่ล้อได้อย่างไร กระปุกเกียร์ถูกติดตั้งเข้ากับเครื่องยนต์ และพลังงานจากเครื่องยนต์จะไหลผ่านกระปุกเกียร์ก่อนจะผ่านไปที่ล้อรถ ลูกสูบในเครื่องยนต์จะต้องสูบฉีดอย่างคงที่ ด้วยความเร็วอย่างน้อย 1,000 รตน. เพื่อไม่ให้เครื่องยนต์ดับ การจะหยุดรถไม่ให้ออกตัวด้วยความเร็วสูงสุด กระปุกเกียร์จะควบคุมพลังที่จะทำให้ล้อเคลื่อนให้เหมาะสม ฟันเฟืองและลำเกียร์ด้านในกระปุกเกียร์ จะสร้างอัตราส่วนที่แตกต่างขึ้นอยู่กับความเร็วและแรงบิด แต่ละเกียร์จะทำหน้าที่แตกต่างกันออกไปตามสถานการณ์ ขึ้นอยู่กับความเร็วและลักษณะของถนน

 

เกียร์หนึ่ง

ใช้แรงบิดมาก เพื่อเคลื่อนตัวขณะรถหยุดนิ่ง หรืออาจใช้เคลื่อนตัวเมื่อวิ่งอยู่บนถนนขาลงที่ชันมากๆ

 

เกียร์ 2

ใช้เวลาที่ไปเที่ยวภูเขา ที่มีทางขึ้นชัน เนื่องจากแรงโน้มถ่วงจะดึงให้รถถอยหลัง อาจจะใช้แรงบิดในการเคลื่อนรถเล็กน้อย หรือไม่ใช้เลย

 

เกียร์ 3

ใช้ในการเคลื่อนตัวเมื่อขับบนถนนเรียบ แรงบิดมากเพื่อให้รถวิ่งได้ด้วยความเร็วสูง

 

เกียร์ 4

เกียร์สูงสุด ใช้เมื่อรถวิ่งด้วยความเร็วสูง ใช้แรงบิดน้อย แต่จะค่อนข้างเปลืองน้ำมันในการใช้เกียร์สูงสุดให้มีประสิทธิภาพด้วยความเร็วสูง



------------------------------
เรื่องโดย : GADGET MAGAZINE
ภาพโดย : GADGET MAGAZINE
นิตยสาร 4WHEELS ฉบับเดือน กุมภาพันธ์ ปี 2560
คอลัมน์ : เรื่องเด่นจาก GADGET/HOW IT WORKS
ลิงค์สำหรับแชร์ : https://autoinfo.co.th/kyh6j

บทความที่เกี่ยวข้อง

อุปกรณ์สวมใส่ หนึ่งเดียวที่คุณต้องการ
“กล่องดำ” ในรถยนต์ อุปกรณ์ไขปริศนาอุบัติเหตุบนท้องถนน
เพิ่มพลังให้วงสวิงของคุณ
เทคโนโลยีกู้โลก
มูลนิธิ ลมหายใจไร้มลทิน เสริมสร้างค่านิยมแห่งความซื่อสัตย์สุจริต
มูลนิธิ ลมหายใจไร้มลทิน เสริมสร้างค่านิยมแห่งความซื่อสัตย์สุจริต
อัพเดทล่าสุด
23 Jun 2017

Buyer's Guide | คู่มือซื้อรถ

Model Start Price (THB)
1.
24,500,000
2.
18,900,000
4.
5,790,000
5.
7,990,000
6.
9,800,000
7.
14,990,000
8.
20,000,000
9.
24,000,000
10.
7,200,000
11.
7,990,000
12.
5,990,000
13.
6,990,000
14.
2,339,000
15.
3,050,000
16.
2,388,000
17.
2,190,000
18.
2,230,000
19.
530,000
20.
530,000
  • MAIN SEARCH
  • EASY SEARCH
Make
Model
Price
Engine
More Option >
วัตถุประสงค์ในการใช้รถ (ประเภทรถ)
งบประมาณ
พฤติกรรมการขับรถ
SKILL DRIVING EXPERIENCE ขับเป็น...ขับปลอดภัย

Follow Autoinfo Online