ระบบรองรับน้ำหนัก ( WEIGHT SYSTEM )

ระบบรองรับนา้ หนัก( WEIGHT SYSTEM ) นายบรรพต ตรีนพ แผนกวิชาช่างยนต์วทิ ยาลยั เทคนคิ สโุ ขทัย

ระบบรองรบั น้าหนัก ( WEIGHT SYSTEM )แบบคานแข็ง ระบบ LEAF-SPRING ระบบนไี้ ด้รับความนิยมจากชาวอเมรกิ นั มานานเพราะไมย่ ุง่ ยากและมีราคาถกู แต่ก็ยงั ไม่ค่อยมน่ั ใจในคณุ ภาพยามขับข่ี เพลาล้อจะยึดตดิ กบั leaf springs และโชค้ อัพ ซงึ่ ปกติจะติดต้งัตรงไปยังเพลา ปลายของแบบ leaf-spring จะถูกเชื่อมติดกบั แชสซีโดยตรง คอื อย่ดู ้านบนโช้คอัพทากนั งา่ ยๆ ไมอ่ ลังการครบั แต่ถกู ขอ้ ด้อยของระบบนีค้ อื เพลาจะเต็มไปดว้ ยของเหลวทีไ่ หลเย้ิมออกมา

แบบคานแข็ง ระบบ COIL-SPRING ระบบนีม้ คี วามหลากหลายและปรับเปลี่ยนให้สมบรู ณ์ดังท่ไี ดก้ ลา่ วแลว้ พน้ื ฐานในการคิดค้นกเ็ ช่นเดยี วกนั แต่ระบบ leaf-spring จะขยับทง้ั สปรงิ ของ coil-over-oil และชุดโชค้ อัพกล่าวคือแยกกันระหวา่ งแหนบกับโช้คอพั เหตผุ ลเพราะแหนบจะขยับ เพลาจงึ ตอ้ งการการสนบั สนุนทางด้านขา้ งจาก control arm คู่ ทป่ี ลายด้านหน้าจะถูกยดึ ติดกบั แชสซี สว่ นปลายด้านหลงั ติดกับเพลา ระบบ coil-spring มขี นาดกะทดั รัดกวา่ แบบ coil-over-oil กลา่ วคือสัน้ และเล็กกวา่ สปริง ดังนั้น ระบบน้จี งึ ใช้ พท. ใตร้ ถน้อย

ระบบ BEAM AXLE ระบบนีใ้ ชก้ ับรถขับเคลื่อนลอ้ หน้า (ดังนัน้ จงึ เรยี กได้อีกอย่างว่า dead beam) ระบบนก้ี ็ทางานงา่ ยเชน่ กัน คานรบั นา้ หนกั จะพาดผ่านใต้ท้องรถ ติดกบั ลอ้ ทั้งสองขา้ ง สปริงหรือโชค้ หรอื สตรทั จะติดอยู่บรเิ วณปลายทง้ั สองขา้ งและบริเวณเบาะขน้ึ ไปยงั ระบบกันสะเทอื นทัง้ ตัวรถและแชสซี ระบบ Beam Axle มกี ารตดิ ตง้ั trailing arms สองตัวพร้อมมาดว้ ย ส่วน control arm เปน็แบบคานแขง็ ระบบ coil-spring ระบบนี้ออกแบบโดยผสมความหลากหลายไวด้ ว้ ยกนั ซง่ึ มีทงั้สปริงและโชค้ อัพแยก และ coil-over-oil รวมอย่ดู ้วย อีกสง่ิ ท่ีสามารถสงั เกตได้คือระบบมี แทรคบาร์ หรอื แพนฮาร์ด บาร์ ระบบนจี้ ะมีแทง่ เหล็กแนวทแยงมุมทีท่ ปี่ ลายดา้ นหนง่ึ ต่อกบั โคนของอีกดา้ นของ control arm ดังรูป หรือบางครงั้ เหลก็ แนวทแยงจะอยู่ดา้ นบน ตรงข้าม spring mount(ซ่ึงต้องใช้ พท. มากข้นึ ) ก็เพอ่ื ป้องกันการเคลอื่ นทข่ี องคานรบั น้าหนกั ซ่ึงเปน็ สาเหตุของการเสยีสภาพการบงั คับรถ

ระบบทีใ่ ช้ผสมกัน คอื เพลาบิด หรือ twist axle และมีแพนฮารด์ บาร์ ในเพลาบิดน้นั มกี ารออกแบบเพลาให้หมนุ ไปอย่างชา้ ๆ จึงเป็นระบบกึง่ อสิ ระ ที่จะกระแทกไปกับล้อข้างหนึง่ จากการบิดของคาน การผสมผสานกันอกี อย่างหนง่ึ ของระบบคอื มีการเบนของสปริงและแทนทด่ี ้วยtorsion bar ท่ีขบั ไปยงั แชสซี และตดิ หรือแนบอย่กู ับ leading edge ของ control arm คานประเภทน้ีกาลงั เป็นท่ีนยิ มมากเพราะง่ายและตน้ ทุนตา่แบบ 4-BAR แบบ 4-Bar นาไปใชไ้ ด้ทงั้ รถทขี่ ับเคลอ่ื นล้อหน้าและหลงั ผมขอพูดถึงรถทข่ี ับเคลอ่ื นล้อหลังเพราะพบไดท้ ่วั ไป ระบบกันสะเทือนแบบ 4-Bar มสี องแบบ คอื แบบสามเหลยี่ ม(Triangulated) ดังภาพ

และแบบขนาน (parallel) ดังภาพ แบบขนานออกแบบมาตามหลักการเคลือ่ นท่อี ยา่ งต่อเนอ่ื งแบบส่เี หล่ียมรปู ขนาน หรอืconstant motion parallelogram ระบบแบบ 4-Bar จะอยูข่ นานไปกบั พ้นื ดินและมุมของเฟอื งจะไมม่ กี ารเปลยี่ นแปลง แบบขนานเป็นการผสมผสานความไดเ้ ปรยี บของแพนฮารด์ บาร์เขา้ มานบั ว่าเปน็ อปุ กรณท์ ่ียอดเยยี่ มในการติดตงั้ กับรถขบั เคลอ่ื นลอ้ หลงั เเพราะตาแหน่งการจดั วางถกู ตอ้ งเหมาะสม หากจะเปรียบเทยี บระบบนี้ในรถบรรทุกทต่ี ิดตั้งแบบ 4-link หรอื ladder-barจะเห็นว่าเฟรมด้านหลงั ของแบบ 4-Bar จะมกี าร ?กระดกข้ึน? น้อยกวา่ การตดิ ตั้งแบบ 4-Bar มีขนาดกะทัดรดั กลา่ วคอื เหมาะสาหรับรถยนต์และรถบรรทกุ ท่มี พี ืน้ ทขี่ นาดใหญค่ ุณจะพบการติดต้งั แบบน้ีมากมายบนท้องถนนและรถคลาสสิกอเมรกิ ัน การออกแบบของแบบสามเหลี่ยมกม็ ีหลกั การเช่นเดียวกนั แต่ด้านบนของคานทง้ั สองจะเอียงเขา้ ดา้ นในและเชือ่ มต่อกบั ตัวรถท่ดี ้านหลัง ใกล้กวา่ ตรงกลาง เมื่อตัดแพนฮาร์ด บาร์ ออกจงึกะทัดรัดข้ึน

การพัฒนาของ 4-Bar ระบบกันสะเทอื นแบบ 4-Bar มีความหลากหลายอยา่ งทก่ี ล่าวแลว้ เชน่ เหลก็ ฉากสดี่ า้ นจะพาดจากเพลาทอี่ ยูน่ อกตวั รถ ไปสู่แชสซีใกล้ๆ กับกงึ่ กลาง เรียกว่า Satchell link (Satchell เปน็นกั ออบแบบชาวอเมริกนั เขาออกแบบโดยเชอ่ื มโยงระบบดงั กล่าวขา้ งต้น กบั รถแข่งของ PaulNewmans Datsu) ระบบนี้มีข้อได้เปรยี บหลายอยา่ งดังทกี่ ลา่ วดา้ นบน ขอ้ ต่อมมุ ทงั้ สองสามารถบดิ ตวั ได้ เพ่อื ให้ขอ้ ต่อเช่อื มโยงกับเพลาล่างและและขนานกบั ข้อตอ่ ด้านบน หากไม่มีอุปกรณ์ดงั กล่าว roll centre หรอื จุดศนู ย์ถว่ งจะลดลงไปอยทู่ เี่ หลก็ ฉากใต้เพลาจึงเปน็ การยากท่จี ะลดการสั่นสะเทอื น รปู แบบอ่นื ๆ ของ 4-Bar ทไี่ ม่ไดก้ ล่าวถึงคอื Watts bar linkages และ Jacobs barlinkages ซึง่ มาแทนที่แพนฮาร์ดท่วี างอย่ดู า้ นขา้ ง นอกจากน้ี ยงั มี 4-Bar แบบขนานอกี สองแบบที่อยู่ดา้ นบนเพลาและอยใู่ ต้แบบสามเหลี่ยม ซ่งึ หาได้ในร่นุ Lotus 7 โดยรนุ่ Lotus 7 นี้ ตัวเชือ่ มด้านล่างจะมีฐานอยู่บนแชสซี และส่วนปลายสดุ จะอยู่ท่ีบรเิ วณใต้เฟอื งท้าย นอกจากน้ี มแี บบMallock Woblink ซึง่ อาจกลา่ วได้ว่าเปน็ การรวมแบบของ Jacobs ladder และ Watts link ไว้อย่างละคร่ึง โดยทาให้เกิดการวาง roll centre หลงั ต่ามากๆ โดยไม่ตอ้ งยกล้อให้สงู กวา่ ปกติแบบ Watts links ไดร้ บั ความนิยมในรถ lowrider ไฮโดรลคิ และกระบะแต่งให้เตน้ ได้ สาหรับJacobs ladder ใชต้ ดิ ตัง้ อย่างมากในรถ midget เอก็ ซ์คลซู ีฟอเมริกนั และรถแข่งสนามดนิขบั เคลื่อนล้อหลงั แบบ Mallock Woblink นาไปตดิ ตงั้ อยา่ งมากในรถ Mallock U2 Clubmanในอังกฤษระบบกันสะเทือนแบบ DE DION SUSPENSION หรือ DE DION TUBE ระบบกันสะเทอื นแบบทอ่ de Dion เปน็ ระบบกันสะเทอื นแบบกงึ่ อิสระหลงั ได้รบั การออกแบบเพอื่ เอาชนะปญั หาดา้ นนา้ หนักนอกสปริงและระบบเพลาทมี่ คี ุณภาพต่า ระบบกนัสะเทอื นแบบทอ่ de Dion นเี้ ปน็ การแก้ปัญหาขอ้ ด้อยของระบบกนั สะเทือนแบบเพลาเปน็ ระบบคานแขง็ และระบบกนั สะเทอื น trailing-arm แบบอสิ ระเต็มท่ี

ด้วยระบบนี้ล้อมกี ารเชอ่ื มต่อระหว่างกนั โดยทอ่ de Dion ซงึ่ เปน็ ท่อเล็กๆ วางทอดตัวอยู่ระบบกันสะเทอื นนอี้ อกแบบมาเพือ่ ใช้ติดกับล้อรถในการกระจายน้าหนกั ขณะท่ีระบบกันสะเทือนมีการเคลื่อนที่ ถือวา่ เปน็ ส่ิงจาเปน็ ทชี่ ่วยให้ล้อขนานซ่งึ กันและกัน และชว่ ยใหล้ อ้ ต้งั ฉากกับพ้นื ผิวถนนโดยไมค่ านึงถึงสิ่งทีม่ ากระทาต่อตวั ถังรถ กล่าวคือเมือ่ ลอ้ มีการกระเด้งหรือสะท้อนกลบั จะไม่มกี ารเปลย่ี นแปลงของมมุ camber ถอื เปน็ ขอ้ เดน่ ขอ้ แรกของระบบกันสะเทอื นแบบทอ่ de Dionสว่ นข้อดขี ้อที่สองคือชว่ ยลดน้าหนักนอกสปริงได้ดกี วา่ กรณีท่มี กี ารส่งถ่ายหรอื เพลาทต่ี ิดกบั แชสซีแนน่ อนวา่ เหรียญมีสองด้าน มีดยี อ่ มมเี สีย แตร่ ะบบกนั สะเทือนแบบทอ่ de Dion นี้ มีขอ้ เสียมากกวา่ ขอ้ ดี หนงึ่ คือ เพลาของระบบนต้ี อ้ งการหัวเพลาสองตัว ซง่ึ ทาใหย้ งิ่ เพม่ิ ความซับซ้อนและน้าหนักมากขนึ้ แต่หน่ึงในขอ้ ดีของการไมม่ เี ฟอื งทา้ ยในระบบนีค้ ือทาให้น้าหนักเบาลง แต่การออกแบบแบบนี้ ทาใหเ้ กดิ การชดเชยน้าหนกั จงึ นับว่าเป็นข้อด้อยอย่างยง่ิ ข้อสอง เบรกท่ตี ิดอยู่ดา้ นในบรเิ วณเสน้ คณุ จาต้องรื้อระบบกันสะเทือนทั้งระบบเพือ่ นาเพลาขบั ออก ขอ้ สดุ ทา้ ย ระบบกันสะเทือนแบบท่อ de Dion ถูกนาไปใชก้ ับการจัดวางคอยล์สปรงิ และแหนบ ดังภาพน้ี คอยล์สปรงิ จะตอ้ งการตวั เช้ือมพเิ ศษ เช่น แพฮาร์ด บาร์ ปกี นก หรอื trailing links จึงทาให้เพิ่มน้าหนกั

ยงิ่ ไปอีก ระบบกันสะเทือนแบบทอ่ de Dion เคยถูกใช้อย่างมากในช่วงกลางปี 60 และปลายปี70 ในรถโรเวอร์ Alfa Romeo Alfettas ท้งั รุ่นซดี านและ GTV และรนุ่ GTV6 และบางรนุ่ ของLancia ท่แี ปลกใหม่ และรถสปอร์ตแบบประหยัด รวมถึงรถ coupe เมอื่ ไม่นานมานี้ ระบบกันสะเทือนแบบดังกล่าวไดม้ ีการนาส่ิงทีม่ อี ย่นู ามาพัฒนาปรับปรงุ ใหมใ่ นรถสปอร์ตพเิ ศษบางรนุ่ รวมไปถงึ ชุดอปุ กรณ์ต่างๆ ดว้ ย เชน่ Caterham, Westfield และ Dax รถที่กล่าวมาทงั้ หมดนี้ปจั จุบนั ได้ถกู นาไปตดิ ต้งั เบรกแบบยดึ ด้านนอก เพอ่ื ให้ง่ายต่อการใช้งาน และไมต่ ้องตดิ ตง้ัtelescoping tube ระบบนม้ี ักจะมีตัวเชอ่ื มกับ trailing links และ A-bar ทีบ่ รเิ วณดา้ นข้าง(แทนท่ีจะเปน็ Watts linkage หรือ แพนฮาร์ด) หากการตดิ ตั้งระบบกนั สะเทือนแบบอสิ ระมีความถกู ตอ้ งเหมาะสม แมว้ ง่ิ บนถนนทขี่ รขุ ระมากๆ จะไม่รสู้ ึกถงึ ความสัน่ สะเทือน แตเ่ ม่อื ขบั รถไปบนถนนก็ยงั อาจรสู้ กึ สะเทือนไดอ้ ยู่ และหากมกี ารตดิ ต้ังระบบกนั สะเทอื นแบบ de Dion ทีด่ ี ท้งัสองระบบจะเข้ากันไดเ้ ปน็ อยา่ งดี โดยเฉพาะรถน้าหนกั น้อย ๆ ระบบกนั สะเทอื นหลงั ? แบบอสิ ระ ระบบกันสะเทอื นท่ีเหมาะกับรถขบั เคล่อื นลอ้ หนา้ เหมาะสมกบั รถขบั เคลื่อนล้อหลังหรอื ไม่ในแง่ของความไม่สลับซับซ้อนของเกียร์อตั โนมัติ เราสามารถพบระบบกันสะเทือนแบบอสิ ระในรถขับเคลอื่ นลอ้ หลงั ได้ โดยระบบกันสะเทอื นแบบ multi-link ไดร้ บั ความนยิ มมากข้นึ เรอื่ ยๆ ในโฆษณา มีการเขยี นดว้ ยคาวา่ ระบบกนั สะเทือนแบบอสิ ระสาหรับท้ังส่ีล้อ น่นั หมายความว่าการติดตงั้ ล้อจะมคี วามเปน็ อสิ ระตอ่ กันและมีการดีดตวั ท่อี สิ ระ ซึง่ มสี องความคดิ แตกตา่ งกันออกไป ในแงข่ องการบังคับรถน้นั ไม่ว่าระบบนจี้ ะดีหรอื แยก่ วา่ ระบบอน่ื เชน่ แม็คเฟอรส์ ันสตรัทหรอื twistaxle กต็ าม การขับรถขบั เคลือ่ นส่ีลอ้ ที่ติดต้ังระบบกันสะเทอื นแบบอิสระจะไมท่ าใหส้ ญู เสยี การบังคบั รถนอ้ ยลงไป ระบบกันสะเทือน Control Blade? (เคร่อื งหมายการค้า) ของฟอรด์ มีการกลา่ วถงึ ระบบกันสะเทอื นหลังแบบใหมข่ องฟอร์ดกันอยา่ งมาก ได้แก่ ControlBlade วในโบรชัวรข์ องฟอรด์ บอกไว้วา่ นคี่ อื การปฏวิ ตั ิระบบกนั สะเทือนหลงั ทีจ่ ะทาใหส้ ามารถควบคุมรถไดด้ ยี ่งิ ขน้ึ เกาะถนนแน่นข้ึนกว่าอะไรทัง้ หมด สรุปคอื ฟอร์ดไดม้ รี ะบบกนั สะเทือนแบบใหมน่ ่ันเอง ซ่งึ เม่อื ราวๆ ปี ค.ศ. 1998 ฟอร์ดออสเตรเลยี เรมิ่ คิดบางอยา่ งออกนอกกรอบ และผม

เชือ่ วา่ โฮลเดน้ เองก็คดิ บางส่งิ เชน่ กนั นบั แตน่ นั้ มากเ็ ป็นกระแสมาเรื่อยๆ ระบบกนั สะเทือนControl Blade ฟังดูดี เลศิ บนแผน่ กระดาษ .. วา่ แตว่ ่า Blade คอื อะไรControl Blade?ก็คอื การปฏิวตั ริ ะบบกนั สะเทอื นแบบ trailing-arm มจี ุดประสงคอ์ ยู่สองส่ิงคือหนึ่ง ต้องการแยกระบบกนั สะเทือนหลายรูปแบบของใครของมนั การแยกหนา้ ทข่ี องแต่ละแบบจะทาใหก้ าควบคุมรถมีประสทิ ธิภาพมากยง่ิ ขึน้ ดว้ ยสปรงิ และโช้คอพั ทตี่ ดิ ต้งั แยกกนั ฟอร์ดไดจ้ ัดการให้ระบบกันสะเทอื นแต่ละแบบต่างก็ทางานตามหนา้ ท่ีของมันโดยไม่เกยี่ วกนั แนวคิดนอี้ าจใกลเ้ คียงกับแนวคดิ telelever ซงึ่ เป็นระบบกนั สะเทอื นหน้าของรถ จยย. ของ BMW ท่แี ยกเบรคออกจากแรงส่นั สะเทือน ฟอร์ดก็เช่นกัน ระบบ Control Blade นั้นแยกสปรงิ ออกจากโชค้ อัพเพื่อลดหน้าทใี่ นการซับแรง?

สอง ระบบดงั กล่าวทาใหเ้ น้ือทีภ่ ายในห้องโดยสารเพมิ่ มากข้นึ ระบบกันสะเทือนส่วนใหญใ่ ช้กับรถทตี่ อ้ งใชง้ านเป็นประจาทุกวัน ซ่ึงตอ้ งมคี ้าโชค้ อยบู่ รเิ วณทา้ ยรถ และจะมีการกระแทกกับทอ่ ง ทั้งสองข้าง ฟอรด์ ต้องการเพิ่ม พท. บริเวณด้านหลัง และยงั ต้องการลดขนาดของคา้ โชค้ ดว้ ยและดว้ ยโชค้ อพั ท่ีแยกออกจากสปริง ทาใหก้ ารออกแบบออกมามคี วามยดื หยุ่นมากขน้ึ ฟอรด์ ใช้ระบบกนัสะเทอื นแบบ trailing-arm ดงั นน้ั จงึ ไมม่ ี swingarm ด้านบนทอ่ี ยู่ใต้ซุ้มล้อและสปรงิ กะมขี นาดสนั้ ลง และเคล่อื นทีอ่ ยู่ด้านใน โชค้ อัพจะยังคงติดต้งั ในแนวตั้งแต่ พท. ทีใ่ ชจ้ ะลดลงอย่างมากเพราะไมม่ ีคอยลส์ ปรงิ ท่ีอยู่รอบนอกแลว้ โช้คอัพเป็นอปุ กรณ์เล็กๆ ท่ีตดิ ตง้ั อยู่ภายในของสปริงด้านล่างของรถ โดยพนื้ ฐานแล้ว ตัวของ control blades เองกค็ อื trailing arm ทตี่ ิดตั้งดา้ นขา้ งและทาให้เกดิ จดุ หมนุ แนวตงั้ สาหรับท้ังระบบฟอร์ดกลา่ วไว้วา่ Control Blade มีหน้าทีห่ ลกั ในการเพิ่มประสิทธิภาพในการขบั ขีแ่ ละลดเสยี งไม่ถึงประสงคข์ ณะขบั ขี่ ในขณะเดยี วกนั ตวั เช่อื มดา้ นขา้ งก็ยงั มอี ิสระตอ่ มุมหนา้ ยางทงั้ มมุ แคมเบอร์และมมุ โท โดยการดดู ซบั แรงถอยหลงั และช่วยให้ส่วนทเ่ี หลือของระบบทางานไดโ้ ดยไมส่ ะดดุการแยกแต่ละช้ินออกจากกนั ของ IRS ออกจากเสยี งรบกวนบนถนนและความหยาบกระดา้ งของระบบกนั สะเทอื น พูดงา่ ยๆ คือ ควบคมุ รถไดด้ ขี น้ึ และลดเสยี งไม่ถึงปรารถนาบนท้องถนน หากพจิ ารณาการออกแบบโดยพน้ื ฐาน จะพบวา่ ระบบน้มี ศี ูนยก์ ลางทตี่ ่ากว่าระบบแม็คเฟอรส์ ันมาก(ดังตัวอยา่ ง) แรง C ทีต่ ่ากวา่ แรง G นบั วา่ สุดยอด

รปู ทรงทเี่ ปน็ เรขาคณติ ของ Control Blade ทาใหเ้ กดิ ระบบกนั หน้ารถท่มิ หรอื anti-dive อยา่ งมีนัยสาคัญ หมายความว่าเมอ่ื รถกระแทกและเบรก ตวั ถังรถจะทมิ่ ลงนอ้ ย เม่ือเบรก แรง C ทต่ี ่ากว่าแรง G จะทาใหเ้ กดิ การมว้ นตวั และเอยี งน้อย และช่วยให้ควบคมุ รถไดด้ ขี น้ึเอกสารอา้ งอิง https://sites.google.com/site/pattapongmครูแมว eaw/1-1-1prapheth-khxng-rabb-rxngrab- na-hnak( วนั ทค่ี น้ หา 31 กรกฏาคม 2560 )