บทความ

ความอัจฉริยะ ของระบบเบรค


ถ้าพูดถึงการทำให้รถที่กำลังแล่นอยู่ ลดความเร็วลงจนหยุดนิ่งได้อย่างปลอดภัยนั้น ถ้ามองแบบผิวเผินไม่คิดอะไรมาก ก็คงไม่มีอะไรยากเย็นนัก บางคนอาจมองว่าไม่เห็นมีอะไรมากเลย แค่หาอะไรที่มันมีความฝืด ไม่สึกง่าย สามารถทนความร้อนได้สูง มาถูกับอะไรที่มันหมุนไปพร้อมกับล้อได้ ก็น่าจะเรียบร้อยแล้ว แบบนี้เป็นไปได้ครับ แต่ต้องเป็นระบบห้ามล้อของจักรยาน หรือรถสามล้อ ที่มีแต่เบรคหลังล้อเดียวอย่าง “ซาเล้ง” เท่านั้น

 

การเบรคหรือการห้ามล้อของรถยนต์ (4 ล้อ) ที่เราใช้กันอยู่ มีเงื่อนไขปลีกย่อยต่างๆ มากกว่านั้นเยอะครับ เช่น ล้อหน้ากับล้อหลังมีหน้าที่รับภาระที่ต่างกันมาก มีล้อในโค้งและล้อนอกโค้งซึ่งหมุนไม่เท่ากัน มีล้ออยู่บนผิวที่ลื่น และล้อที่อยู่บนผิวที่ฝืด แถมยังมีตัวการสำคัญที่เราไม่คาดคิดต่างๆ ซึ่งก็คือมนุษย์ ทั้ง “เรา” ซึ่งเป็นฝ่ายขับรถ กับ “เขา” ซึ่งก็คือผู้ร่วมใช้รถใช้ถนนกับเรานั่นเอง เพราะฉะนั้นการจะเบรคอย่างไรให้ปลอดภัยในทุกสถานการณ์ และต้องคงความสะดวกสบายเอาไว้ด้วย นับเป็นศาสตร์ที่ทั้งกว้าง ทั้งลึก ทั้งละเอียดอ่อน ซับซ้อนพอสมควรครับ

 

ความก้าวหน้าทางด้านอีเลคทรอนิคส์ ทำให้เรามีระบบเบรคแบบป้องกันล้อลอคตายอัตโนมัติ นับเป็นสิ่งประดิษฐ์ชั้นเลิศในความคิดผม เพราะระบบนี้ช่วยป้องกันภัยก่อนเกิดอุบัติเหตุร้ายแรงกับผู้ใช้รถได้ทั้งโลก ไม่ให้บาดเจ็บหรือล้มตายจากการเบรคกะทันหัน หรือฉุกเฉิน บนสภาพถนนที่ลื่น และถนนปกติที่ไม่ลื่นครับหลักการทำงานของเจ้าระบบนี้ ผมเชื่อว่าผู้อ่านหลายท่านคงจะพอทราบกันมาบ้างแล้ว เพราะในคอลัมน์นี้ก็เคยเขียนถึงแล้วในหลายครั้ง บวกกับเป็นระบบที่ใช้กันมานมนานกว่า 20 ปีแล้ว

 

ระบบนี้สามารถลดแรงเบรคของล้อแต่ละล้อได้อย่างรวดเร็วในทันทีทันใด ในขณะที่ล้อกำลังจะลอคตาย แล้วก็เริ่มให้แรงเบรคใหม่ในทันทีทันใดเช่นเดียวกัน ขณะที่ล้อกำลังหมุนอยู่ เหมือนกับเราเหยียบแป้นเบรคอย่างแรงแล้วปล่อย แล้วเหยียบซ้ำสลับกันไปเรื่อยๆ อย่างรวดเร็วครับ แต่เจ้าระบบนี้มันเก่งกว่าเราหลายเท่าตัว มันสามารถทำแบบนี้ได้หลายครั้งใน 1 วินาที ดังนั้นรถจึงใช้ระยะทางเบรคสั้นมากบนถนนลื่น แล้วเราก็สามารถออกแรงเหยียบแป้นเบรคได้อย่างเต็มแรง โดยไม่ต้องกังวลว่ารถจะเกิดอาการล้อลอคอะไรทั้งนั้น เพราะเวลาเกิดเหตุการณ์คับขันขึ้น สัญชาตญาณของเราจะบอกให้เหยียบเบรคให้สุด แทบไม่มีเวลาคิดแล้วว่าต้องเหยียบเบรคอย่างไรไม่ให้ล้อลอค นอกจากคนที่ฝึกฝนมาเป็นอย่างดีเท่านั้น ในกรณีที่เริ่มเบรคช้าเกินไป ระยะทางเบรคไม่พอให้หยุดรถได้ ระบบนี้ยังช่วยให้เราหมุนพวงมาลัยเพื่อเลี้ยวหลบสิ่งกีดขวางได้ โดยไม่ต้องถอนเท้าจากแป้นเบรคอีกด้วย

 

ระบบนี้เป็นที่รู้จักกันในชื่อ “เอบีเอส” ครับ ในเมื่อมันเป็นระบบอีเลคทรอนิคส์ที่ช่วยควบคุมแรงเบรคได้อย่างว่องไว และแม่นยำขนาดนี้ วิศวกรก็เลยนำเจ้าระบบนี้มาต่อยอด เพื่อให้มันทำอะไรให้รถเราปลอดภัย และสบายมากขึ้นอีกหลายอย่างครับ ผมจะขอยกตัวอย่างการนำระบบนี้ไปพัฒนาต่อ และเป็นระบบที่ถูกใส่เข้าไปในรถที่ผลิตขายกันแล้วในบางค่าย

 

แบบแรกทำง่ายหน่อย คือ เอามาดัดแปลงเป็นระบบเสริมป้องกันล้อหมุนกลิ้ง หรือที่นิยมเรียกกันว่าล้อหมุนฟรี นั่นแหละครับ โดยอาศัยเซนเซอร์วัดความเร็วประจำล้อขับเคลื่อน ซึ่งก็คือเซนเซอร์ตัวเดียวกับของระบบเอบีเอส นั่นเอง พอได้สัญญาณว่า ล้อขับเคลื่อนล้อไหนเร่งความเร็วเกิน แล้วยังหมุนเร็วกว่าล้อที่ไม่ได้ขับเคลื่อนด้วย นั่นก็แสดงว่า ล้อนั้น “หมุนฟรี” แล้ว ระบบควบคุมจะทำการ “ปิด” ลิ้นปีกผีเสื้อ หรือลิ้นคันเร่ง (ต้องเป็นลิ้นที่ถูกควบคุมด้วยไฟฟ้า) เพื่อลดกำลังของเครื่องยนต์ลงทันที

 

แต่วิธีนี้อย่างเดียวยังช้าเกินไปครับ ต้องเบรคล้อที่กำลังเริ่มหมุนฟรีให้ทันการด้วย ซึ่งทำได้ไม่ยาก ก็ใช้ระบบคุมแรงเบรคของเอบีเอสอีกนั่นแหละ โดยนำพลังงานและความดันจากปั๊มไฟฟ้าของระบบเอบีเอสมาใช้ ให้ระบบนี้เบรคล้อบางล้ออย่างรวดเร็วทันใจ

 

ระบบนี้ช่วยป้องกันการเสียการทรงตัวของรถในโค้ง ไม่ว่าจะเป็นในขณะขับตามปกติแต่ใช้ความเร็วสูงเกินไป เบรคอย่างแรงในโค้ง หรือเร่งในโค้งแรงเกินไปก็ตาม ระบบจะเลือกเบรคล้อที่สมควรถูกเบรค ด้วยความไว ความแรง และระยะเวลาที่เหมาะเท่านั้น เช่น ถ้าจะเสียหลักแบบท้ายเหวี่ยงออกนอกโค้ง ระบบนี้ก็จะเบรคล้อหน้าที่อยู่นอกโค้งเพียงล้อเดียว เพื่อต้านอาการ “ท้ายปัด”

 

การสร้างแรงดันน้ำมันเบรค ในรถทั่วไปจะอาศัยแรงดันนี้จากหม้อลมเบรค เราซึ่งเป็นผู้ขับ จะต้องออกแรงเหยียบเบรคมากน้อยตามสถานการณ์ที่เราต้องการหยุด ถึงแม้ว่าจะมีแรงดันจากเครื่องยนต์มาช่วยกดแล้วก็ตาม แต่ระยะเบรค ก็ยังไม่สั้นมากพอเท่ากับรถรุ่นใหม่ที่ใช้ปั๊มไฮดรอลิค สร้างความดันโดยตรง โดยมีหม้อพักเก็บความดัน เพื่อรักษาความดันให้คงที่ และพร้อมใช้งานได้ทันที

 

ระบบนี้มีชื่อเรียกว่า “บีเอ” ครับ สามารถลดระยะทางที่ใช้ในการเบรคได้ถึง 20 – 45 เปอร์เซนต์เลยทีเดียว แป้นเบรคของระบบนี้จะทำหน้าที่เปิดลิ้นควบคุมความดันของน้ำมันเบรคที่จะไปสู่ล้อ ใครที่เป็นคนละเอียดอ่อนพอสมควร จะรู้สึกว่าขณะที่เบรครถเพื่อหยุดอย่างนุ่มนวลนั้น ตอนที่ล้อหยุดสนิท จะรู้สึกเหมือนเราเบรคแรงเกินไป ความจริงแล้วไม่ได้แรงเกินครับ แต่เป็นเพราะช่วงที่จานเบรคเสียดสีกับผ้าเบรคด้วยความเร็วต่ำ คือ ตอนที่ล้อเกือบหยุดหมุน แรงเสียดทานจะสูงขึ้น แรงเบรคก็เลยเพิ่มขึ้นเล็กน้อยครับ

 

ถึงจะคอยลดแรงที่เหยียบก็ยังไม่ค่อยได้ผล เพราะหม้อลมที่ช่วยเสริมแรงเหยียบเบรค มันไม่ได้เสริมมากน้อยตามส่วนที่เราเหยียบ เพราะการทำงานของมันก็ต้องอาศัยการเปิดลิ้นให้อากาศผ่าน ระบบจะลดความดันของน้ำมันเบรคลงก่อนล้อหยุดหมุนเล็กน้อย รถก็จะหยุดอย่างนุ่มนวล และไม่ใช่จะลดทุกครั้งที่หยุดรถนะครับ ระบบจะต้องใช้ข้อมูลจากเซนเซอร์หลายจุดมาคำนวณ ถ้าคนขับเหยียบเบรคอย่างแรง หมายถึง ต้องการหยุดด้วยระยะทางสั้นที่สุด ใช้เวลาน้อยที่สุด ระบบนี้ก็จะ “ยกเว้น” การทำงาน เช่นเดียวกับตอนเข้าจอดในที่แคบ คือ ไหลมาด้วยความเร็วต่ำตั้งแต่แรก ระบบก็จะไม่ทำงานครับ เพราะถ้ามัวแต่เบรคนุ่มจะพาลจูบท้ายรถคันหน้าที่จอดอยู่ก็เป็นได้

 

อย่างที่สอง ในรถบางรุ่น วิศวกรของเขานำเอาระบบเอบีเอสนี้ ไปใช้รีดน้ำออกจากจานเบรคเป็นระยะๆ ด้วย ขณะที่ขับทางไกลตอนฝนตก เพราะละอองน้ำจะเกาะที่จานเบรคจนชุ่ม พอเหยียบเบรคเราจะรู้สึกว่ามันทำงานช้าไปหน่อย เนื่องจากผ้าเบรคต้องอาศัยเวลาในการรีดน้ำออกจากจานเบรค เซนเซอร์วัดสัญญาณเม็ดฝน จะส่งข้อมูลให้ระบบควบคุม เพื่อให้ระบบเบรคทุกล้อทำงานเบาๆ เป็นช่วงๆ เพื่อคอยรีดน้ำจากจานเบรค

อย่างที่สาม เป็นการเบรครอ หรือเบรคล่วงหน้า (PREFILL) เมื่อใดก็ตามที่คนขับถอนเท้าออกจากคันเร่งอย่างเร็ว เซนเซอร์จะส่งสัญญาณสู่ระบบควบคุมว่า คนขับต้องการเบรคแน่นอน ระบบนี้จะเบรคแบบเบาะๆ รอไว้เลย เพื่อให้ผ้าเบรคกดจานเบรครอไว้ ไม่ต้องสูญเสียทั้งเวลาและระยะทางเบรคขณะเบรคฉุกเฉิน ระบบนี้มีประโยชน์มากครับ เพราะระยะทางไม่กี่เมตรก็ตัดสินแล้วว่า เราจะชนหรือไม่ ถ้าชนจะเสียหายมากหรือน้อย หรือไม่ก็ตัดสินว่าบาดเจ็บหรือตาย แต่ถ้ามีระบบนี้แล้วยังขับรถอย่างไร้สติ หรือคุยกับโทรศัพท์มือถือก็คงไร้ประโยชน์ เพราะมันเริ่มทำงานเมื่อคนขับยกเท้าจากคันเร่งอย่างเร็วเพื่อจะเบรคเท่านั้น

 

อย่างที่สี่ ในรถขนาดเล็กสมัยนี้บางรุ่น ก็มีให้ใช้แล้ว นั่นคือ ระบบป้องกันรถไหลเมื่อต้องการออกรถบนทางชัน ระบบนี้นำมาใช้งานง่ายครับ และมีหลายวิธีด้วย เซนเซอร์วัดมุมของตัวรถจะบอกว่ารถถูกเบรคหยุดอยู่บนทางชันหรือเปล่า ถ้าใช่ระบบเบรคจะยังทำงานอยู่แม้คนขับจะยกเท้าออกจากแป้นเบรคแล้ว เมื่อคันเร่งถูกเหยียบระบบเบรคจึงจะคลาย รถจะไม่ไหลถอยหลังได้เลย

 

ระบบสุดท้าย คือ ระบบช่วยเบรคตอนรถติด ซึ่งมีประโยชน์มากทีเดียวครับ ถึงจะไม่ใช่ความปลอดภัยโดยตรง แต่ก็ช่วยลดความเครียดได้มาก โดยเฉพาะตอนรถติดระยะยาว และต้องตามรถคันหน้าที่ขับไม่เป็น ชอบเบรคอย่างแรงเกือบทุกครั้ง ทำให้เราต้องรีบเบรคอย่างแรงตามไปด้วย ระบบนี้จะรับรู้ว่ารถติดด้วยเซนเซอร์ความเร็ว ถ้าคนขับถอนเท้าจากคันเร่งค่อนข้างเร็ว และรถมีความเร็วต่ำกว่า 15 กม./ชม. ระบบอัตโนมัติจะเบรครอไว้ตั้งแต่เริ่มถอนคันเร่ง ถ้ายังไม่พอผู้ขับก็สามารถเหยียบเบรคเพิ่มได้ และถ้าพ่วงเข้ากับ เรดาร์วัดระยะห่างจากคันหน้า ก็ให้มันเบรคและเร่งแทนเราได้เลยครับตอนรถติด

 

นอกจากระบบช่วยเบรคตอนรถติดแล้ว วิศวกรในหลายค่ายยังนำมาพัฒนาต่อเป็นระบบช่วยเบรคที่ความเร็วต่ำ โดยจะใช้เซนเซอร์ตรวจวัดสภาพถนนด้านหน้า ร่วมกับเซนเซอร์วัดความเร็ว เมื่อใดที่เราขับรถเข้าใกล้วัตถุด้านหน้าด้วยความเร็วต่ำกว่า 30 กม./ชม. และยังไม่ถอนเท้าออกจากแป้นคันเร่ง หรือยังไม่ยอมกดแป้นเบรคสักที ระบบจะคำนวณแล้วสั่งการปิดลิ้นปีกผีเสื้อทันที เพื่อตัดการทำงานของเครื่องยนต์ ในขณะนั้นเองระบบก็สั่งการให้ปั๊มไฮดรอลิคทำการอัดความดันน้ำมันเบรคเพื่อให้ระบบเบรคทำงานในทันทีทันใดเช่นเดียวกัน รถก็ลดความเร็วลงอย่างกะทันหัน และหยุดได้อย่างปลอดภัย



------------------------------
เรื่องโดย : วิธวินท์ ไตรพิศ
นิตยสาร FORMULA ฉบับเดือน ธันวาคม ปี 2556
คอลัมน์ : รอบรู้เรื่องรถ
ลิงค์สำหรับแชร์ : https://autoinfo.co.th/YCxKu

Follow autoinfo.co.th