บทความ

ไม่แรงอย่าแซงขับ 4 ?


รถยนต์ทั่วไป ขับเคลื่อนโดยการถ่ายทอดกำลังจากเครื่องยนต์ไปยังล้อ จะเป็นล้อคู่หน้า หรือล้อคู่หลัง ขึ้นอยู่กับความต้องการของวิศวกรรม นอกจากนี้ในรถประเภท เอสยูวี และ พีพีวี ยังมีออพชัน “ขับเคลื่อน 4 ล้อ” มาเป็น “ตัวเลือก” ซึ่งสร้างความสับสนให้คนซื้อรถพอสมควรว่ามีความจำเป็นเพียงใด เนื่องจากมีราคาสูงกว่ารุ่นขับเคลื่อน 2 ล้อ และยังแตกออกไปเป็นระบบต่างๆ อีกหลากหลาย ดังนั้นก็จะขอนำเรื่องราวของระบบขับเคลื่อน 4 ล้อ มาแนะนำให้รู้จักกันมากขึ้น

ระบบส่งกำลังไปยังล้อทั้ง 4 ให้สามารถขับเคลื่อนไปได้พร้อมกัน เราเรียกรวมๆ ว่า “ระบบขับเคลื่อน 4 ล้อ” ไม่มีการเฉพาะเจาะจงไปถึงระบบใดระบบหนึ่ง แต่นิยามของ “การขับเคลื่อน 4 ล้อ” ยังสามารถแตกแยกย่อยออกไปตามลักษณะการทำงาน ที่วิศวกรออกแบบให้มีความแตกต่างกัน ได้แก่ ระบบ AWD, 4WD, และ IWD ซึ่งแต่ละระบบนั้นก็จะมีข้อดี ข้อด้อย ที่เหมาะสมกับสถานการณ์ต่างกัน

 

ระบบแรก “ออลล์วีลดไรฟ” (AWD) หรือระบบขับเคลื่อนทุกล้อ “ตลอดเวลา” เป็นระบบที่แพร่หลายที่สุดในยุคปัจจุบัน นิยมใช้ในรถที่มีน้ำหนักเบาทั่วไป เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพใช้งานในพื้นที่ที่มีแรงยึดเกาะต่ำ อาทิ ในทราย หรือเขตหนาวที่มีน้ำแข็ง หรือหิมะ รวมไปถึงรถที่ต้องการประสิทธิภาพในการถ่ายทอดกำลังลงสู่พื้นอย่างเต็มเม็ดเต็มหน่วย และให้อัตราเร่งที่ดีขึ้นกว่ารถขับเคลื่อน 2 ล้อ ซึ่งเราสามารถเห็นได้ในรถสปอร์ท และรถสมรรถนะสูงหลายรุ่น อาทิ เอาดี ทีที คูเป กวัตตโร, มิตซูบิชิ แลนเซอร์ เอโวลูชัน เป็นต้น

Subaru Symmetrical-AWD copy

ความแพร่หลายของระบบออลล์วีลดไรฟ ส่งผลให้มีการประดิษฐ์ชื่อทางการค้า หลากหลายในแต่ละบแรนด์ อาทิ โฟร์โมชัน (4MOTION) ของ โฟล์คสวาเกน, เอกซ์ดไรฟ (XDRIVE) ของ บีเอมดับเบิลยู, โฟร์เมทิค (4MATIC) ของ เมร์เซเดส-เบนซ์, เรียลไทม์ (REAL TIME) ของ ฮอนดา, ออลล์โฟร์ (ALL4) ของ มีนี และรถบางยี่ห้อก็เลือกใช้ ระบบออลล์วีลดไรฟ เป็นเอกลักษณ์ในการออกแบบระบบส่งกำลังของตัวเองไปเลย อาทิ ระบบ SYMMETRICAL AWD หรือ ระบบขับเคลื่อน 4 ล้อแบบสมมาตร ของ ซูบารุ ที่ใช้อย่างต่อเนื่องในรถแทบทุกรุ่นของบแรนด์เป็นต้น

 

จุดเด่นของระบบนี้ คือ การถ่ายทอดกำลังไปยังล้อทั้ง 4 “ตลอดเวลา” โดยที่คนขับไม่ต้องสั่งงานใดๆ จึงง่ายต่อการใช้งานในชีวิตประจำวัน แต่เนื่องจากระบบนี้เน้นไปที่การใช้งานบนถนน หรือทางพื้นลื่นทั่วไป จากการที่สามารถเฉลี่ยกำลังเครื่องยนต์ไปยังล้อทั้ง 4 ได้พอๆ กัน และจากการที่ต้องการให้รถนั้นขับได้ง่าย จึงเลือกที่จะติดตั้งระบบเฟืองท้ายแบบ “เปิด” (OPEN TYPE DIFFERENTIAL) เหมือนกับรถทั่วไป

 

การที่ใช้เฟืองท้ายแบบ “เปิด” ทำให้รถสามารถเข้าโค้งได้สะดวก เนื่องจากในระบบนี้ ถูกออกแบบให้กระจายแรงบิดสู่ล้อทั้ง 2 ข้างเท่ากัน แต่ความเร็วของล้อ 2 ด้านสามารถแตกต่างกันได้ อาทิ เวลาเข้าโค้ง ล้อด้านนอกโค้งจะต้องหมุนมากรอบกว่าล้อด้านในโค้งเสมอ การออกแบบนี้ทำให้เข้าโค้งได้ไม่มีอาการ “ขืน”
แต่ปัญหาที่เกิดขึ้น คือ หากมีล้อข้างใดข้างหนึ่งเกิดหมุนฟรีบนพื้นผิวที่มีแรงเสียดทานต่ำ อาทิ ล้อด้านหนึ่งตกหลุมโคลน กำลังเครื่องยนต์ทั้งหมดจะถูกส่งไปยังล้อข้างที่หมุนง่ายนั้น และไม่ส่งกำลังไปยังล้ออื่นๆ ทำให้เราสามารถเห็นได้บ่อยๆ รถทั่วไปเวลาเจอหลุมโคลน คนขับยิ่งเร่งเครื่อง รถก็ยิ่งตะกุยในหลุมนั้นทั้งๆ ที่ไม่มีแรงยึดเกาะถนนใดๆ ยิ่งเร่งก็ยิ่งจม หรือหากมีล้อใดล้อหนึ่งลอยขึ้นเหนือพื้น ล้อนั้นก็จะหมุน ขณะล้ออื่นที่สัมผัสพื้นอยู่ ไม่สามารถคืบคลานไปข้างหน้าได้ จึงเป็นที่มาของการคิดค้นระบบที่จะช่วยถ่ายกำลังจากล้อที่ลื่นไถลในเวลาต่อมา

 

เมื่อวิศวกรรู้ว่า รถยนต์ทั้งขับเคลื่อน 2 ล้อ และ 4 ล้อ ที่ใช้ระบบเฟืองท้ายแบบเปิดสามารถเกิดปัญหานี้ได้ รถสมรรถนะสูงจึงมักติดตั้งเฟืองท้ายแบบ “จำกัดการลื่นไถล” หรือ ลิมิเทด สลิพ ดิฟเฟอเรนเชียล (LIMITED SLIP DIFFERENTIAL หรือ LSD)

 

หลักการทำงาน คือ มันจะพยายามทำให้ล้อทั้ง 2 ข้างหมุนให้ได้ระยะทางเท่าๆ กัน โดยในการออกแบบจะระบุมาเลยว่า จะให้แบ่งการถ่ายกำลังไปยังล้ออีกข้างได้ร้อยละเท่าไรมาตั้งแต่ต้น ดังนั้น หากเกิดการลื่นไถลในล้อใดล้อหนึ่ง ล้ออีกฝั่งหนึ่งก็จะยังมีพลังในการควบคุมได้ รถแข่งทางเรียบและทางฝุ่น จะติดตั้งเฟืองท้าย ลิมิเทด สลิพ ทั้งสิ้น เพื่อให้แน่ใจว่า ไม่ว่าสถานการณ์ใดก็มีล้อใดล้อหนึ่งจะยังมีกำลังเสมอ (เรื่องราวของ ลิมิเทด สลิพ ดิฟเฟอเรนเชียล นี้ยังมีรายละเอียดอีกมาก จะขอนำมาแบ่งปันในโอกาสหน้านะครับ)

 

ดังนั้น เมื่อเราทราบแล้วว่า ระบบออลล์วีลดไรฟ นั้นมีจุดอ่อนในเรื่องการใช้งานในพื้นที่ทุรกันดารที่มีแรงยึดเกาะต่ำ ผู้ที่ต้องการใช้งานรถยนต์ในสถานการณ์เหล่านั้น จึงต้องเลือกรถขับเคลื่อน 4 ล้อ ในอีกรูปแบบหนึ่ง นั่นคือ รถชนิด 4WD หรือ 4×4 หรือที่เรียกกันติดปากว่า รถโฟร์วีลดไรฟ

 

รถประเภทนี้ มักจะมาพร้อมกับระบบขับเคลื่อนที่สามารถ “ลอค” เฟืองท้าย ได้ และจะส่งกำลังไปยังล้อซ้าย/ขวาเท่ากันตลอดเวลา และในรถบางรุ่นก็มีการติดตั้ง เฟืองท้ายตัวกลาง (CENTER DIFF-LOCK) ที่ใช้ในการกระจายกำลังเครื่องยนต์ไปยังล้อหน้าและล้อหลัง โดยสามารถลอคให้ล้อหน้าและล้อหลัง หมุนไปด้วยความเร็วรอบเท่ากันได้ ทำให้ แม้ว่าเราจะตกอยู่ในสถานการณ์ที่ล้อขับเคลื่อน 3 ล้อ ลื่นทั้งหมด โดยมีเพียงล้อเดียวที่อยู่บนพื้นที่มีแรงเสียดทานอยู่ ก็อาจจะพอนำรถให้เคลื่อนที่ออกมาได้

 

Mercedes-Benz G 500

 

รถประเภทที่ติดตั้งระบบขับเคลื่อนชนิดนี้ มักจะพบได้ใน รถขนาดใหญ่ หรือ พิคอัพทรัค และดังที่กล่าวไว้แล้วข้างต้นว่า ระบบนี้ สามารถลอคเฟืองท้าย ให้ล้อด้านซ้ายและขวา หมุนที่ความเร็วเท่ากันได้ แม้ว่าจะช่วยเรื่องการถ่ายทอดกำลังในสภาวะถนนลื่นได้ แต่ขณะเดียวกันก็ทำให้เลี้ยวได้ยาก รถจะมีอาการขัดขืนไม่ยอมเลี้ยวไปในทิศทางที่ต้องการ

 

รถที่ติดตั้งระบบนี้อย่างเต็มรูปแบบ จะมีเฟืองท้ายลอคได้จำนวน 3 ชุดด้วยกัน คือ เฟืองท้ายตัวหน้า กลาง และหลัง ตัวอย่างเช่น เมร์เซเดส-เบนซ์ จี-คลาสส์ เป็นต้น

 

เพื่อที่จะแก้ปัญหานี้ รถที่ติดตั้งระบบขับเคลื่อนแบบ 4×4 มักจะให้ผู้ขับสามารถเลือกที่จะเข้าสู่โหมดการทำงานนี้ได้ด้วยตัวเอง โดยจะใช้เฉพาะในเวลาจำเป็นเท่านั้น เราจึงมักเรียกระบบขับเคลื่อน 4 ล้อ แบบนี้ว่า “พาร์ทไทม์” โดยการเข้าสู่ระบบนี้อาจจะเข้าผ่านคันเกียร์ เข้าด้วยสวิทช์ หรือเข้าแบบอัตโนมัติ โดยในเวลาปกติก็จะเป็นรถที่ขับเคลื่อน 2 ล้อ การเปลี่ยนจากการขับเคลื่อน 2 ไป 4 ล้อนั้น สามารถทำได้ในขณะที่รถกำลังวิ่งอยู่

 

ถึงจุดนี้เราก็ยังไม่พบว่ารถ 4WD หรือ 4×4 ที่แท้จริงมันต่างกับ AWD มากเท่าใดนัก ก็เพราะยังไม่ได้เอ่ยถึงอาวุธหนักของรถประเภทนี้ นั่นก็คือ ชุดอัตราทดขับเคลื่อน 4 ล้อ แบบอัตราทดสูง เรียกว่าเกียร์ 4L หรือ 4 LOW ซึ่งมีติดตั้งเฉพาะในรถประเภทนี้เท่านั้น

 

11 copy

 

ในรถ 4WD หรือ 4×4 สามารถเลือก ระบบขับเคลื่อนได้ทั้ง แบบ 2WD และ 4WD แต่ในระบบ 4WD ก็ยังแบ่งออกเป็น 2 ระดับ คือ 4H (4 HIGH) และ 4L (4 LOW) โดยหากเลือกเป็นชุดเกียร์ 4L แล้วอัตราทดเฟืองท้ายจะสูงกว่า 4H เกือบ 2 เท่าตัว ทำให้รถยนต์ไม่สามารถทำความเร็วได้มาก แต่กำลังและแรงบิดจะถูกนำไปใช้ในย่านความเร็วต่ำได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่า จึงเหมาะกับการใช้ไต่ก้อนหิน หรือลุยผ่านหลุมบ่อ ลำห้วย ทางทราย และทางโคลน เนื่องจากมีแรงฉุดสูง แต่ขณะเดียวกันการบังคับควบคุมจะยากขึ้นกว่าปกติไปด้วย ที่สำคัญในการเข้าใช้งานระบบ 4L นี้จะต้องทำขณะรถหยุดนิ่งเสมอ

 

แต่ที่ว่ามานี้ มิใช่ว่าระบบ AWD ทั้งหมดจะไม่สามารถลุยได้เลย เพราะในรถบางยี่ห้อ บางรุ่น อย่าง เรนจ์ โรเวอร์ นอกจากจะมี ลิมิเทด สลิพ ดิฟเฟอเรนเชียล ถึง 3 ชุด ยังมาพร้อมซอฟท์แวร์ที่จะช่วยวิเคราะห์ และจัดการการถ่ายทอดกำลัง ร่วมกับระบบรักษาเสถียรภาพการเกาะถนน หรือทแรคชัน คอนทโรล รวมถึงควบคุมการเปิดลิ้นคันเร่งให้นุ่มนวล ไม่ก่อให้เกิดการลื่นไถลของล้อ พร้อมกับจัดการสั่งงานให้เฟืองท้ายลอคเมื่อจำเป็น เพื่อจำกัดการถ่ายทอดกำลังไปยังล้อที่ลื่นไถลอัตโนมัติ

 

ระบบสุดท้ายที่จะขอกล่าวถึง ได้แก่ ระบบ IWD (INDIVIDUAL-WHEEL DRIVE) หรือระบบขับเคลื่อนแบบแยกอิสระ ระบบนี้พบได้ในรถไฟฟ้า ที่ล้อแต่ละข้างถูกขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์แต่ละชุด ซึ่งรถไฟฟ้าบางคันจะมีมอเตอร์ถึง 4 ตัว (มอเตอร์ขับเคลื่อนล้อละ 1 ตัว) การที่มอเตอร์สามารถทำงานส่งกำลังตรงไปยังล้อ นำมาซึ่งความสามารถในการควบคุมการเลี้ยว ในแบบที่เรียกว่าระบบ ทอร์ค เวคทอริง (TORQUE VECTORING) หรือระบบควบคุม “ทิศทางของแรงบิด”

 

RIMAC3 copy

  • RIMAC CONCEPT ONE

 

2014 SLS AMG Coupe Electric Drive Production Car

  • MERCEDES-BENZ SLS AMG ELECTRIC DRIVE

 

ระบบ IWD นี้สามารถสั่งงานให้ “มอเตอร์” ของล้อด้านในโค้งสามารถออกแรงหมุนย้อนกลับได้ ทำให้ส่งผลคล้ายกับเวลาแข่งวิ่งเปี้ยว ที่เมื่อวิ่งอ้อมเสาโดยเอามือเกี่ยวเสาไว้ เราจะเหวี่ยงตัวเข้าโค้งได้อย่างรวดเร็ว โดยรถไฟฟ้าสมรรถนะสูงหลายคัน อาทิ ไรแมค คอนเซพท์ วัน (RIMAC CONCEPT ONE) และ เมร์เซเดส-เบนซ์ เอสแอลเอส เอเอมจี อีเลคทริค ดไรฟ (MERCEDES-BENZ SLS AMG ELECTRIC DRIVE) ได้ติดตั้งระบบนี้

 

ส่วน เทสลา (TESLA) รุ่นขับเคลื่อน 4 ล้อ นั้นติดตั้งมอเตอร์เพียง 2 ตัว ด้านหน้าและหลัง ด้านละ 1 ตัว จึงไม่ใช่ IWD แต่ถึงกระนั้นก็ได้รับการออกแบบให้สามารถกระจายแรงบิดลงล้อหน้าและหลัง โดยไม่ต้องพึ่งพาเฟืองท้ายตัวกลางแบบรถที่ใช้เครื่องยนต์ นอกจากจะลดความซับซ้อน ยังสามารถควบคุมการกระจายแรงบิดได้อย่างรวดเร็วกว่ารถที่ใช้ระบบกลไกอีกด้วย

 

จะเห็นได้ว่าเครื่องจักรกล ที่งดงาม ทำงานสอดประสานกันราวกับกลไกของนาฬิกาจับเวลาชั้นเลิศ กำลังจะต้องหลบทางให้กับความก้าวหน้าทางวิศวกรรมของระบบไฟฟ้าเสียแล้ว แต่หากคุณต้องการการยึดเกาะถนนที่เยี่ยมยอด อย่างไรเสียระบบ AWD และ 4WD ก็ยังเหนือกว่าอยู่ดี



------------------------------
เรื่องโดย : ภัทรกิติ์ โกมลกิติ
นิตยสาร FORMULA ฉบับเดือน สิงหาคม ปี 2561
คอลัมน์ : รู้ลึกเรื่องรถ
ลิงค์สำหรับแชร์ : https://autoinfo.co.th/sP8ns
อัพเดทล่าสุด
25 Jul 2018

Buyer's Guide | คู่มือซื้อรถ

Model Start Price (THB)
1.
1,749,000
2.
1,699,000
4.
3,299,000
5.
5,399,000
6.
6,799,000
7.
3,249,000
9.
53,500,000
11.
3,600,000
12.
4,539,000
13.
13,339,000
14.
2,999,000
15.
1,749,000
16.
1,800,000
18.
499,000
19.
979,000
20.
13,500,000
  • MAIN SEARCH
  • EASY SEARCH
Make
Model
Price
Engine
More Option >
วัตถุประสงค์ในการใช้รถ (ประเภทรถ)
งบประมาณ
พฤติกรรมการขับรถ

Follow autoinfo.co.th

บทความที่เกี่ยวข้อง

รู้สักนิด ก่อนจะขับรถ “คลัทช์คู่”
มิติใหม่ของเกียร์สายพาน
กดปุ๊บ มาปั๊บ ?
รอยต่อแห่งยุคสมัย
แรงตก ไม่ต้องตกใจ