พิเศษ(formula)
เจาะลึกระบบรองรับ
ฉบับนี้ขอเปลี่ยนบรรยากาศจากการทดสอบรถ มาเป็นทดสอบระบบรองรับกันบ้างครับ
เผื่อให้คนรักรถทั้งหลาย ได้เข้าใจรถตัวเองดีขึ้น
เคยทราบไหมว่า ระบบรองรับในรถของคุณเป็นแบบไหน มันมีการทำงานอย่างไร แล้วมันแตกต่างจากระบบรองรับอื่นๆ อย่างไร ทำไมถึงไม่เลือกระบบรองรับที่ดีที่สุดกับรถของคุณ ? ลองอ่านบทความเรื่องนี้ดูแล้วอาจจะพบคำตอบที่ต้องการได้
เราจะพูดถึงรูปแบบพื้นฐานของระบบรองรับ รวมไปถึงลักษณะการทำงานในแต่ละแบบ สามารถแบ่งออกได้ไม่กี่ชนิด
ส่วนประกอบสำคัญของระบบรองรับ สามารถแบ่งแยกออกเป็น 3 ส่วนด้วยกัน คือ
- ชุดอาร์ม ที่ทำหน้าที่ยึดล้อเข้ากับตัวรถ หรือแชสซีส์
- สปริง ที่ช่วยให้ล้อเคลื่อนตัวขึ้น/ลง และดูดซับแรงกระแทกที่จะส่งเข้าสู่ตัวรถ
- ชอคอับ ทำหน้าที่หน่วงการเคลื่อนตัวของสปริง
องค์ประกอบที่สำคัญของระบบรองรับคือ การจัดรูปแบบทางเรขาคณิตของ บุชิงส์ (BUSHINGS) และลิงเกจส์ (LINKAGES) ต่างๆ ซึ่งจะส่งผลโดยตรงต่อเสถียรภาพ และการตอบสนองการควบคุมรถ
ระบบรองรับพื้นฐานของรถ 4x4 ส่วนใหญ่ยังใช้แหนบรูปทรงโค้ง โดยมีปลายทั้งสองข้างยึดติดกับตัวรถ และตรงกลางยึดติดกับเพลาด้วย ยู-โบลท์ แหนบแต่ละตับจะมีแผ่นแหนบซ้อนกันประมาณ 3 แผ่นขึ้นไป มีบางรุ่นอย่าง ไดฮัทสุ แตรีโอส ที่ใช้แหนบเพียงชิ้นเดียว ส่วนรถที่ถูกสร้างขึ้นเพื่อการรองรับการใช้งานหนักจะใช้แหนบหลายแผ่น เพื่อเพิ่มขีดความสามารถในการรองรับน้ำหนักบรรทุกให้มากขึ้น รถที่ผลิตเมื่อ 30 ปีก่อน จนถึงปัจจุบันส่วนใหญ่จะเลือกใช้แหนบสำหรับการรองรับการใช้งานหนัก และใช้ต้นทุนการผลิตต่ำ ระบบรองรับของรถ 4x4 ในปัจจุบันจะเลือกใช้แหนบลดน้อยลง และส่วนใหญ่มักจะเลือกใช้แหนบในด้านหลังเท่านั้น
สปริงแหนบ มักจะใช้กับรถที่มีเพลาขับชนิดเพลาแข็ง ในชุดแหนบชนิดหลายแผ่นนอกจากจะได้คุณสมบัติความเป็นสปริงของแหนบแต่ละแผ่นแล้ว ยังใช้แรงเสียดทานที่เกิดจากการเคลื่อนตัวของแหนบแต่ละแผ่นเมื่อเกิดแรงกด/ยกจากตัวรถด้วย แหนบจะถูกยึดเข้ากับรถโดยแหนบแผ่นบนสุด มีปลายด้านหนึ่งยึดติดกับตัวรถโดยมีหัวแหนบเป็นจุดหมุน ส่วนปลายแหนบอีกด้านหนึ่งจะยึดติดกับโตงเตง เพื่อให้แหนบสามารถยืด และงอตัว เมื่อมีแรงกระทำโดยตรงกับตัวแหนบ หน้าที่อีกอย่างคือ กันการเคลื่อนตัวของเพลาขับในแนวราบ ไม่ว่าจะเป็นแรงกระทำจากด้านข้าง หรือแรงจากด้านหน้าและหลัง
ต่อมามีการนำคอยล์สปริง มาใช้กับรถ 4x4 ชนิดเพลาแข็ง ซึ่ง เรนจ์ โรเวอร์ ปี 1970 เป็นผู้นำมาใช้เป็นรายแรกคอยล์สปริงที่ติดตั้งเข้ากับระบบรองรับ มักไม่มีการจำกัดรูปแบบ และตำแหน่งในการติดตั้งเหมือนระบบรองรับที่ใช้แหนบ ระบบรองรับคอยล์สปริง จะมีอาร์มเพื่อยึดเพลาเข้ากับตัวรถ โดยมีจุดหมุนเพื่อให้ชุดเพลาเคลื่อนตัวในทิศทางที่ต้องการ รวมไปถึงการป้องกันการเคลื่อนที่ในแนวราบด้วย อาร์มจะถูกวางตัวตามความยาวของตัวรถโดยจะมีชื่อเรียกที่แตกต่างกัน เช่น ทเรลิงอาร์ม ในล้อหลัง และลีดิงอาร์ม ในล้อหน้า
อาร์มที่ทำหน้าที่ยึดเพลาจะมี 2 ชุดคือ ชุดล่าง และบน แต่ละชุดจะมี 2 ข้างซ้าย/ขวาด้านปลายของอาร์มชุดบนจะยึดกับตัวรถ และอีกด้านหนึ่งจะยึดกับด้านบนของเพลา ส่วนอาร์มตัวล่างจะยึดเข้ากับตัวรถในตำแหน่งที่ต่ำกว่าจุดยึดของอาร์มตัวบน และปลายอีกด้านหนึ่งยึดเข้ากับด้านล่างของเพลา
อุปกรณ์สำคัญในการจำกัดการเคลื่อนตัวในด้านข้างคือ ปังอาร์ด บาร์ (PANHARD BAR) ซึ่งจะเป็นแท่งโลหะติดตั้งในแนวขวาง โดยปลายด้านหนึ่งยึดกับเสื้อเพลา และปลายอีกด้านหนึ่งจะยึดเข้ากับตัวรถในแนวทแยงซึ่งเป็นหลักการเดียวกับ ชุดวัตต์ ลิงเกจ (WATT LINKAGE) นอกจากนั้นยังมีอุปกรณ์อีกชนิดหนึ่งที่ทำหน้าที่เหมือนกันแต่มีรูปแบบที่ต่างกันคือ อัพเพอร์ เอ-อาร์ม (UPPER A- ARM) ใน ซูซูกิ แกรนด์ วีทารา ที่ทำหน้าที่จำกัดการเคลื่อนตัวในด้านข้าง โดยด้านหนึ่งยึดกับส่วนบนของเพลา และอีกด้านหนึ่งยึดเข้ากับตัวรถ ซึ่งจะทำหน้าที่เป็นทั้งอัพเพอร์อาร์ม และเลเทรัล คอนโทรล อาร์ม (LATERAL CONTROL ARM) เป็นอาร์มจำกัดการเคลื่อนตัว
ด้านข้าง ในอุปกรณ์ชิ้นเดียวกัน สำหรับการติดตั้งคอยล์สปริง ส่วนใหญ่มักจะมีรูปแบบเดียวกันคือ จะเป็นเบ้าโลหะปิดหัวและท้ายสปริง โดยด้านหนึ่งติดกับตัวรถ ขณะที่อีกด้านหนึ่งจะติดเข้ากับเพลา
ระบบรองรับอิสระ มีการใช้สปริงด้วยกัน 3 รูปแบบ คือ คอยล์สปริง/แอร์สปริง และทอร์ชันบาร์สปริง แม้ระบบรองรับอิสระจะมีหลากหลายรูปแบบ แต่ก็มีการทำงานในพื้นฐานเดียวกัน จะยกตัวอย่างของระบบรองรับอิสระในรูปแบบพื้นฐาน
ชนิดแรกคือ ระบบรองรับแบบปีกนกคู่ ดับเบิล เอ-อาร์ม หรือดับเบิลวิชโบน ส่วนใหญ่จะใช้อาร์มรูปตัว "A" โดยด้านกว้างจะยึดเข้ากับตัวรถ ส่วนด้านแคบก็จะยึดเข้ากับดุมล้อ ปกติอาร์มทั้งคู่จะมีความยาวแตกต่างกันเล็กน้อย เพื่อให้ออฟเซทของล้อที่มีการยุบตัวมีค่าเป็นบวก ส่วนคอยล์สปริงนั้นจะติดเข้ากับอาร์มตัวล่าง และอีกด้านหนึ่งจะติดเข้ากับตัวรถ นอกนั้นยังมีอาร์มอีกชุดที่ทำหน้าที่ควบคุมมุมเลี้ยวของล้อให้ถูกต้อง โดยด้านหน้าจะเรียกว่า ทแรค รอด (TRACK ROD) ส่วนในด้านหลังจะเรียกว่า เรเดียส รอด (RADIUS ROD) หรือโท คอนโทรล อาร์ม (TOE CONTROL ARM) ที่ทำหน้าที่ยึดล้อให้อยู่ในมุมที่ถูกต้อง
ต่อมาคือ ระบบรองรับอิสระ ทอร์ชันบาร์ ที่มีรูปแบบของระบบรองรับแบบปีกนกคู่
แต่ใช้ทอร์ชันบาร์แทนที่คอยล์สปริง โดยยึดส่วนกลางของทอร์ชันบาร์เข้ากับตัวรถ
และยึดส่วนปลายทั้งสองข้างของทอร์ชันบาร์เข้ากับปีกนกตัวล่างเมื่อล้อมีการเคลื่อนตัวในแนวดิ่ง ทอร์ชันบาร์จะไม่สามารถบิดตัวตามได้เพราะถูกยึดเข้ากับตัวรถเป็นตัวต้านการหมุนพยายามส่งแรงบิดคืนให้ล้อกลับเข้าสู่ตำแหน่งปกติ
ระบบรองรับอีกชนิดหนึ่งที่ได้รับความนิยมสูงคือ ระบบรองรับแบบแมคเฟอร์สันสตรัท ซึ่งใช้รูปแบบเหมือนกับระบบปีกนกคู่ แต่จะติดตั้งชอคอับ พร้อมคอยล์สปริง เป็นชุดเดียวกัน ซึ่งจะทำหน้าที่ต้านการเคลื่อนตัวของระบบรองรับโดยให้ปลายด้านหนึ่งของชอคอับ ยึดกับปีกนกล่าง และส่วนบนยึดเข้ากับตัวรถบริเวณเหนือโพรงล้อหน้าทั้ง 2 ข้าง
ระบบรองรับแบบถุงลม จะติดตั้งกระบอกอัดลมเข้ามาทำหน้าที่แทนคอยล์สปริง
โดยมีวาล์วปรับแรงดันลมภายในกระบอกให้ เพื่อต้านการเคลื่อนตัวของปีกนก นอกจากนั้นระบบนี้ยังสามารถปรับความสูงให้กับรถได้อีก โดยการเพิ่มปริมาณลมภายในกระบอก
ปัจจุบันระบบรองรับแบบถุงลม ถูกนำมาใช้ในรถ 4x4 มากขึ้น ส่วนใหญ่จะนำมาใช้เฉพาะในล้อหลัง และเริ่มมีใช้ทั้งสี่ล้อในรถ 4x4 ระดับหรูอย่าง เรนจ์ โรเวอร์ รุ่นใหม่ล่าสุด ที่ใช้ระบบรองรับแบบนี้ ทั้ง 4 ล้อ
อุปกรณ์ที่สำคัญอีกส่วนหนึ่งของระบบรองรับคือ แอนทิ โรลล์บาร์ (ANTI-ROLL BAR) ซึ่งจะทำหน้าที่ต้านการโคลงของตัวรถ โดยใช้หลักการเดียวกันกับทอร์ชันบาร์ แอนทิ โรลล์บาร์นั้นมีลักษณะเป็นแท่งเหล็กยึดเข้ากับตัวรถในแนวขวาง โดยมีส่วนปลายยึดเข้ากับทเรลิงอาร์ม เพื่อให้คุณสมบัติของเหล็กสปริงใน แอนทิ โรลล์บาร์ ทำหน้าที่ลดการเคลื่อนตัวของระบบรองรับขณะเลี้ยวโค้ง การต้านการโคลงตัวของรถขึ้นอยู่กับขนาดของ แอนทิ โรลล์บาร์ถ้าเลือกขนาดใหญ่ก็จะมีการโคลงตัวน้อย แต่สำหรับการใช้งานในสภาพทุรกันดาร แอนทิ โรลล์บาร์ที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางใหญ่เกินไปก็จะทำให้เกิดอาการล้อแขวนได้
ชอคอับ มีหน้าที่หน่วงการเคลื่อนตัวขึ้น/ลง และการบิดตัวของตัวรถ ประกอบไปด้วย ลูกสูบ ก้านกระทุ้งที่เคลื่อนตัวไปในกระบอกบรรจุน้ำมัน หรือแกส ด้านหนึ่งจะยึดเข้ากับตัวรถ อีกด้านหนึ่งจะยึดเข้ากับอาร์มของระบบรองรับหรือเพลา เมื่อมีการดันให้มีการเคลื่อนตัวของลูกสูบผ่านของเหลว จะทำให้แรงเสียดทานเกิดความร้อน และทำให้น้ำมันเป็นฟอง ซึ่งจะทำให้ประสิทธิภาพการทำงานลดลง สำหรับรถ 4x4 รุ่นใหม่ๆ จะใช้ชอคอับแกส/น้ำมันในกระบอกเดียวกัน ซึ่งชอคอับชนิดนี้จะมีฟองอากาศน้อยกว่าแบบน้ำมัน
เรื่องโดย : อกนิษฐ์ ทัพภะสุต
นิตยสาร 399 ฉบับเดือน มีนาคม ปี 2547
คอลัมน์ Online : พิเศษ(formula)
ลิงค์สำหรับแชร์ : https://autoinfo.co.th/article/51971