เจาะลึกระบบรองรับ

ฉบับนี้ขอเปลี่ยนบรรยากาศจากการทดสอบรถ มาเป็นทดสอบระบบรองรับกันบ้างครับ เผื่อให้คนรักรถทั้งหลาย ได้เข้าใจช่วงล่างรถตัวเองให้ดีขึ้น เคยทราบไหมว่า ระบบรองรับในรถของคุณเป็นแบบไหน มันมีการทำงานอย่างไร แล้วมันแตกต่างจากระบบรองรับอื่นๆ อย่างไร ทำไมถึงไม่เลือกระบบรองรับที่ดีที่สุดกับรถของคุณ ? ลองอ่านบทความเรื่องนี้ดูแล้วอาจจะพบคำตอบที่ต้องการได้ เราจะพูดถึงรูปแบบพื้นฐานของระบบรองรับ รวมไปถึงลักษณะการทำงานในแต่ละแบบ สามารถแบ่ง ออกได้ไม่กี่ชนิด ส่วนประกอบสำคัญของระบบรองรับ สามารถแบ่งแยกออกเป็น 3 ส่วนด้วยกัน คือ - ชุดอาร์ม ที่ทำหน้าที่ยึดล้อเข้ากับตัวรถ หรือแชสซีส์ - สปริง ที่ช่วยให้ล้อเคลื่อนตัวขึ้น/ลง และดูดซับแรงกระแทกที่จะส่งเข้าสู่ตัวรถ - ชอคอับ ทำหน้าที่หน่วงการเคลื่อนตัวของสปริง องค์ประกอบที่สำคัญของระบบรองรับคือ การจัดรูปแบบทางเรขาคณิตของ บุชิง (BUSHINGS) และ ลิงเกจ (LINKAGES) ต่างๆ ซึ่งจะส่งผลโดยตรงต่อเสถียรภาพ และการตอบสนองการควบคุมรถ ระบบรองรับพื้นฐานของรถ 4x4 ส่วนใหญ่ยังใช้แหนบรูปทรงโค้ง โดยมีปลายทั้งสองข้างยึดติดกับตัวรถ และตรงกลางยึดติดกับเพลาด้วย ยู-โบลท์ แหนบแต่ละตับจะมีแผ่นแหนบซ้อนกันประมาณ 3 แผ่นขึ้นไป มีบางรุ่นอย่าง ไดฮัทสุ แตรีโอส ที่ใช้แหนบเพียงชิ้นเดียว ส่วนรถที่ถูกสร้างขึ้นเพื่อการรองรับการใช้งานหนักจะใช้ แหนบหลายแผ่น เพื่อเพิ่มขีดความสามารถในการรองรับน้ำหนักบรรทุกให้มากขึ้น รถที่ผลิตเมื่อ 30 ปีก่อน จนถึงปัจจุบันส่วนใหญ่จะเลือกใช้แหนบสำหรับการรองรับการใช้งานหนัก และใช้ต้นทุนการผลิตต่ำ ระบบรองรับของรถ 4x4 ในปัจจุบันจะเลือกใช้แหนบลดน้อยลง และส่วนใหญ่มักจะเลือกใช้แหนบในด้านหลังเท่านั้น สปริงแหนบ มักจะใช้กับรถที่มีเพลาขับชนิดเพลาแข็ง ในชุดแหนบชนิดหลายแผ่นนอกจากจะได้คุณสมบัติความเป็นสปริงของแหนบแต่ละแผ่นแล้ว ยังใช้แรงเสียดทานที่เกิดจากการเคลื่อนตัวของแหนบแต่ละแผ่นเมื่อเกิดแรงกด/ ยกจากตัวรถด้วย แหนบจะถูกยึดเข้ากับรถโดยแหนบแผ่นบนสุด มีปลายด้านหนึ่งยึดติดกับตัวรถโดยมีหัวแหนบ เป็นจุดหมุน ส่วนปลายแหนบอีกด้านหนึ่งจะยึดติดกับโตงเตง เพื่อให้แหนบสามารถยืด และงอตัว เมื่อมีแรงกระทำโดยตรงกับตัวแหนบ หน้าที่อีกอย่างคือ กันการเคลื่อนตัวของเพลาขับในแนวราบ ไม่ว่าจะเป็นแรงกระทำจากด้านข้าง หรือแรงจากด้านหน้าและหลัง ต่อมามีการนำคอยล์สปริง มาใช้กับรถ 4x4 ชนิดเพลาแข็ง ซึ่ง เรนจ์ โรเวอร์ ปี 1970 เป็นผู้นำมาใช้เป็นรายแรก คอยล์สปริงที่ติดตั้งเข้ากับระบบรองรับ มักไม่มีการจำกัดรูปแบบ และตำแหน่งในการติดตั้งเหมือนระบบรองรับที่ใช้แหนบ ระบบรองรับคอยล์สปริง จะมีอาร์มเพื่อยึดเพลาเข้ากับตัวรถ โดยมีจุดหมุนเพื่อให้ชุดเพลาเคลื่อนตัว ในทิศทางที่ต้องการ รวมไปถึงการป้องกันการเคลื่อนที่ในแนวราบด้วย อาร์มจะถูกวางตัวตามความยาวของตัวรถ โดยจะมีชื่อเรียกที่แตกต่างกัน เช่น ทเรลิงอาร์ม ในล้อหลัง และลีดิงอาร์ม ในล้อหน้า อาร์มที่ทำหน้าที่ยึดเพลาจะมีสองชุดคือ ชุดล่าง และบน แต่ละชุดจะมีสองข้างซ้าย/ขวา ด้านปลายของอาร์มชุดบนจะยึดกับตัวรถ และอีกด้านหนึ่งจะยึดกับด้านบนของเพลา ส่วนอาร์มตัวล่างจะยึดเข้ากับตัวรถในตำแหน่ง ที่ต่ำกว่าจุดยึดของอาร์มตัวบน และปลายอีกด้านหนึ่งยึดเข้ากับด้านล่างของเพลา อุปกรณ์สำคัญในการจำกัดการเคลื่อนตัวในด้านข้างคือ แพนฮาร์ด บาร์ (PANHARD BAR) ซึ่งจะเป็นแท่งโลหะดตั้งในแนวขวาง โดยปลายด้านหนึ่งยึดกับเสื้อเพลา และปลายอีกด้านหนึ่งจะยึดเข้ากับตัวรถในแนวทแยง ซึ่งเป็นหลักการเดียวกับ ชุดวัตต์ ลิงเกจ (WATT LINKAGE) นอกจากนั้นยังมีอุปกรณ์อีกชนิดหนึ่งที่ทำหน้าที่ เหมือนกันแต่มีรูปแบบที่ต่างกันคือ อัพเพอร์ เอ-อาร์ม (UPPER A- ARM) ใน ซูซูกิ แกรนด์ วีทารา ที่ทำหน้าที่จำกัดการเคลื่อนตัวในด้านข้าง โดยด้านหนึ่งยึดกับส่วนบนของเพลา และอีกด้านหนึ่งยึดเข้ากับตัวรถ ซึ่งจะทำหน้าที่เป็นทั้งอัพเพอร์อาร์ม และเลเทรัล คอนโทรล อาร์ม (LATERAL CONTROL ARM) เป็นอาร์มจำกัดการเคลื่อนตัวด้านข้าง 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 และอีก ด้านหนึ่งจะติดเข้ากับตัวรถ นอกนั้นยังมีอาร์มอีกชุดที่ทำหน้าที่ควบคุมมุมเลี้ยวของล้อให้ถูกต้อง โดยด้านหน้าจะเรียกว่า ทแรค รอด (TRACK ROD) ส่วนในด้านหลังจะเรียกว่า เรเดียส รอด (RADIUS ROD) หรือ โท คอนโทรล อาร์ม (TOE CONTROL ARM) ที่ทำหน้าที่ยึดล้อให้อยู่ในมุมที่ถูกต้อง ต่อมาคือ ระบบรองรับอิสระ ทอร์ชันบาร์ ที่มีรูปแบบของระบบรองรับแบบปีกนกคู่ แต่ใช้ทอร์ชันบาร์แทนที่คอยล์สปริง โดยยึดส่วนกลางของทอร์ชันบาร์เข้ากับตัวรถ และยึดส่วนปลายทั้งสองข้างของทอร์ชันบาร์เข้ากับปีกนกตัวล่าง เมื่อล้อมีการเคลื่อนตัวในแนวดิ่ง ทอร์ชันบาร์จะไม่สามารถบิดตัวตามได้ เพราะถูกยึดเข้ากับตัวรถเป็นตัวต้านการหมุนพยายามส่งแรงบิดคืนให้ล้อกลับเข้าสู่ตำแหน่งปกติ ระบบรองรับอีกชนิดหนึ่งที่ได้รับความนิยมสูงคือ ระบบรองรับแบบแมคเฟอร์สันสตรัท ซึ่งใช้รูปแบบเหมือนกับระบบปีกนกคู่ แต่จะติดตั้งชอคอับ พร้อมคอยล์สปริง เป็นชุดเดียวกัน ซึ่งจะทำหน้าที่ต้านการเคลื่อนตัวของระบบรองรับ โดยให้ปลายด้านหนึ่งของชอคอับ ยึดกับปีกนกล่าง และส่วนบนยึดเข้ากับตัวรถบริเวณเหนือโพรงล้อหน้าทั้งสองข้าง ระบบรองรับแบบถุงลม จะติดตั้งกระบอกอัดลมเข้ามาทำหน้าที่แทนคอยล์สปริง โดยมีวาล์วปรับแรงดันลมภายในกระบอกให้ เพื่อต้านการเคลื่อนตัวของปีกนก นอกจากนั้น ระบบนี้ยังสามารถปรับความสูงให้กับรถได้อีก โดยการเพิ่มปริมาณลมภายในกระบอก ปัจจุบันระบบรองรับแบบถุงลม ถูกนำมาใช้ในรถ 4x4 มากขึ้น ส่วนใหญ่จะนำมาใช้เฉพาะในล้อหลัง และเริ่มมีใช้ทั้งสี่ล้อในรถ 4x4 ระดับหรูอย่าง เรนจ์ โรเวอร์ รุ่นใหม่ล่าสุด ที่ใช้ระบบรองรับแบบนี้ ทั้งสี่ล้อ อุปกรณ์ที่สำคัญอีกส่วนหนึ่งของระบบรองรับคือ แอนทิ โรลล์บาร์ (ANTI-ROLL BAR) ซึ่งจะทำหน้าที่ต้านการโคลงของตัวรถ โดยใช้หลักการเดียวกันกับทอร์ชันบาร์ แอนทิ โรลล์บาร์นั้นมีลักษณะเป็นแท่งเหล็กยึดเข้ากับตัวรถ ในแนวขวาง โดยมีส่วนปลายยึดเข้ากับทเรลิงอาร์ม เพื่อให้คุณสมบัติของเหล็กสปริงในแอนทิ โรลล์บาร์ ทำหน้าที่ลดการเคลื่อนตัวของระบบรองรับขณะเลี้ยวโค้ง การต้านการโคลงตัวของรถขึ้นอยู่กับขนาดของแอนทิ โรลล์บาร์ ถ้าเลือกขนาดใหญ่ก็จะมีการโคลงตัวน้อย แต่สำหรับการใช้งานในสภาพทุรกันดาร แอนทิ โรลล์บาร์ที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางใหญ่เกินไปก็จะทำให้เกิดอาการล้อแขวนได้ ชอคอับ มีหน้าที่หน่วงการเคลื่อนตัวขึ้น/ลง และการบิดตัวของตัวรถ ประกอบไปด้วย ลูกสูบ ก้านกระทุ้งที่เคลื่อนตัวไปในกระบอกบรรจุน้ำมัน หรือแกส ด้านหนึ่งจะยึดเข้ากับตัวรถ อีกด้านหนึ่งจะยึดเข้ากับอาร์มของระบบรองรับ หรือเพลา เมื่อมีการดันให้มีการเคลื่อนตัวของลูกสูบผ่านของเหลว จะทำให้แรงเสียดทานเกิดความร้อน และทำให้น้ำมันเป็นฟอง ซึ่งจะทำให้ประสิทธิภาพการทำงานลดลง สำหรับรถ 4x4 รุ่นใหม่ๆ จะใช้ชอคอับแกส/น้ำมันในกระบอกเดียวกัน ซึ่งชอคอับชนิดนี้จะมีฟองอากาศน้อยกว่าแบบน้ำมัน