มารู้จักระบบช่วงล่างแบบไหนถูกใจกว่ากัน

ประสบการณ์ขับรถเป็นประสบการณ์หนึ่งที่น่าแปลกว่า ทุกครั้งที่คุณเปลี่ยนรุ่นรถและได้ลองขับ คุณจะได้รับประสบการณ์ใหม่ๆของรถคันนั้นมาทุกครั้ง สิ่งหนึ่งที่น่าจะเป็นปัจจัยสำคัญคือการออกแบบและประสิทธิภาพของรถยนต์ที่ไม่เหมือนกันในแต่ละรุ่นแต่ละแบรนด์ อย่างไรก็ตามประสบการณ์ด้านการขับขี่รถยนต์ของคุณจะยังไม่ถูกเติมเต็มถ้าคุณไม่เคยได้ลองขับรถโกคาร์ท เพราะรถยนต์โกคาร์ทไม่ใช่รถของเล่นและก็ยังไม่ใช่รถยนต์จริงๆที่ควรเอามาวิ่งบนถนน หากคุณเคยผ่านวัยเด็กมาด้วยรถเด็กเล่นผมดีใจด้วยครับเพราะโตขึ้นมาแล้วคุณก็คงไม่ซื้อมาขับเล่นเองเป็นแน่ และคุณยังสามารถเติมเต็มประสบการณ์ของคนเป็นผู้ใหญ่ด้วยรถโกคาร์ทได้ จุดแตกต่างจุดหนึ่งของรถโกคาร์ทและรถยนต์ที่ผมได้ลองสัมผัสมาแล้ว มันคือ “ช่วงล่าง”

รถโกคาร์ทมีช่วงล่างที่เน้นเกาะถนน เข้าโค้งเป็นหลัก เพราะว่าหน้าที่หลักของมันคือการแข่งขันในสนามสร้างประสบการณ์และความบันเทิงให้กับทุกคนที่พร้อมจะถือพวงมาลัยโดยไม่จำเป็นต้องสอบใบขับขี่ให้ยุ่งยาก ชนิดที่เรียกว่าเด็กประถมที่ขับโกคาร์ทเก่งกว่าผมก็ยังมีเพียบ แต่ด้วยความที่มันเน้นเกาะถนนนี่เอง ช่วงล่างจึงไม่ได้นุ่ม อ่อนโยนนัก หากถนนหรือสนามแข่งนั้นมีพื้นผิวขรุขระบวกกับที่นั่งในรถโกคาร์ทแข็งๆแล้วด้วยมันจะร่วมมือกันหยอกล้อกับแผ่นหลังของคุณจนเป็นจุดแดงไปทั่วทั้งหลังในเวลาเพียงไม่กี่นาทีเท่านั้น แล้วถ้าต้องขับรถทางไกลเป็นร้อยๆกิโลเมตรด้วยรถโกคาร์ทแผ่นหลังเราจะเป็นอย่างไร  เท่านี้คุณก็คงจะพอเข้าใจแล้วนะครับว่า ระบบช่วงล่างสำหรับรถยนต์สำคัญแค่ไหน

รถโกคาร์ทที่เน้นสร้างประสบการณ์ในการแข่งขันรอบสนาม

ช่วงล่างรถโกคาร์ทที่เน้นเกาะถนนแต่ไม่มีสปริงเลย

ดูเพิ่มเติม
>> สงสัยกันไหมทำไมฮอนด้าไม่มีรถกระบะ แล้วisuzu ไม่มีรถเก๋ง
>> มีใครบ้างกับ 10 บรรดาเทพแห่งผู้ผลิตอุตสาหกรรมยามยนต์

ระบบช่วงล่าง

ตั้งแต่เครื่องยนต์จุดระเบิดได้มนุษย์พัฒนามันให้มีกำลังแรงขึ้น ประหยัดน้ำมันมากขึ้น สร้างข้อได้เปรียบเหนือคู่แข่งมาเรื่อยๆ ส่วนเรื่องของการขับขี่เมื่อมนุษย์ผู้สร้างรถยนต์ซาบซึ้งถึงความสำคัญของระบบช่วงล่างแล้วและยังต้องการพัฒนาช่วงล่างรถยนต์ให้ดีตามเครื่องยนต์ไปได้เรื่อยๆ จึงมีการคิดค้นออกมาหลายรูปแบบเพื่อตอบสนองความต้องการของผู้ใช้ได้อย่างทั่วถึงและดีที่สุด

เมื่อพูดถึงช่วงล่าง (Chassis) แล้วเราต้องมาทำความเข้าใจกันก่อน คำว่าช่วงล่างแท้จริงแล้วรวมหลายส่วนเข้าไว้ด้วยกัน ถ้าจะให้เข้าใจง่ายๆเลยก็คือ รถยนต์ทั้งคัน หักออกด้วยตัวถัง จะได้เป็นระบบช่วงล่าง ซึ่งจะมีศัพท์หลายคำที่เป็นส่วนหนึ่งของระบบช่วงล่างคือ ระบบกันสั่นสะเทือน ระบบเบรค ระบบล้อ ระบบบังคับเลี้ยว แต่ในวันนี้เราจะมาพูด ระบบกันสั่นสะเทือน ว่ามีกี่รูปแบบ อย่างไรบ้าง และแต่ละแบบมีข้อดีข้อเสียอย่างไร

ระบบช่วงล่าง คือ รถยนต์ทั้งคันถอดตัวถังออก

ช่วงล่างไม่ใช่แค่เรื่องกันสั่นสะเทือนเท่านั้นแต่รวมถึงระบบเบรก ระบบล้อ ระบบบังคับเลี้ยวด้วย

ประเภทของระบบกันสั่นสะเทือนช่วงล่าง

ระบบกันสั่นสะเทือนที่นิยมใช้ในปัจจุบันแบ่งออกเป็นหลักๆได้ 2 ชนิด คือ ระบบกันสั่นสะเทือนช่วงล่างแบบไม่อิสระ (Dependent Suspension Type) และ ระบบกันสั่นสะเทือนช่วงล่างแบบอิสระ  (Independent Suspension Type)

1. ระบบกันสั่นสะเทือนช่วงล่างแบบไม่อิสระ (Dependent Suspension Type)

เป็นระบบช่วงล่างที่ใช้คานแข็งอันเดียว (Beam Axle หรือ Solid Axle) เชื่อมต่อชุดของล้อเข้าด้วยกัน ด้วยเหตุที่มีแกนเหล็กเดียวนี้เองทำให้มุมแคมเบอร์ (มุมของล้อรถที่ทำกับพื้นผิว) จะเหมือนกันทั้งสองข้างไม่ว่าจะเจอพื้นผิวที่ไม่เท่ากันอย่างไรเพราะมีแกนเหล็กเชื่อมกันอยู่ทั้งสองล้อทำให้เมื่อล้อใดล้อหนึ่งเจอเนินขรุขระหรือพื้นผิวที่ไม่เท่ากันก็จะยกล้ออีกข้างทำมุมเช่นกัน ระบบแบบนี้เป็นระบบที่นิมยมใช้ในรถบรรทุกเพราะว่าต้องการความสมบุกสมบันแบกรับน้ำหนักได้มากๆ

แกนเหล็กอันเดียวเมื่อล้อใดล้อหนึ่งเจอทางขรุขระจะส่งผลให้มุมของล้ออีกข้างเปลี่ยนไปด้วย

ข้อดี ระบบกันสั่นสะเทือนช่วงล่างแบบไม่อิสระนี้เป็นการออกแบบอย่างง่ายระบบไม่ซับซ้อนมากนักทำให้ต้นทุนต่ำและมีความคงทนแข็งแรง แถมจุดข้อต่อหรือจุดเชื่อมต่างๆมีน้อย ทำให้มีพื้นที่เหนือคานแข็งมากขึ้น และราคาต้นทุนต่ำบวกกับจุดเชื่อมต่อน้อยทำให้ค่าการบำรุงรักษาต่ำตามไปด้วย

ข้อเสีย เนื่องจากเป็นคานเหล็กที่ล้อใดล้อหนึ่งส่งผลต่อมุมแคมเบอร์ของอีกล้อหนึ่ง เวลาวิ่งที่ความเร็วสูงโดยเฉพาะถนนที่พื้นผิวไม่ค่อยดีจะทำให้การควบคุมรถยากขึ้น การโคลงเคลงของรถจะมีมากเนื่องจากยิ่งรถเจอผิวขรุขระที่ความเร็วสูงมากเท่าไรมุมแคมเบอร์ของทั้งสองล้อก็ยิ่งไม่ตั้งฉากกับพื้นถนนโอกาสพลิกคว่ำจะมีมากกว่า

2. ระบบกันสั่นสะเทือนช่วงล่างแบบอิสระ (Independent Suspension Type)

ระบบนี้เป็นระบบที่นิยมใช้กันมากในปัจจุบันและมีมากมายหลายชนิด สำหรับบทความนี้จะขอยกมาเฉพาะแบบที่เป็นที่นิยมหลักๆ 3 ชนิดคือ

ระบบกันสั่นสะเทือนแบบดับเบิ้ลวิชโบน

 

ข้อดี เนื่องจากมีจุดรองรับหลายจุดเพราะเป็นระบบกันสั่นสะเทือนที่มีรูปร่างเป็นง่าม แค่โครงชิ้นของเหล็กง่ามรูปกระดูกหน้าอกของนกก็มีจุดเชื่อมหลักๆได้ถึง3จุดแล้ว ทำให้การออกแบบของวิศวกรเป็นไปอย่างอิสระมากกว่า มีความยืดหยุ่นสูง การเคลื่อนไหวของล้อทั้งสองล้อเมื่อเกิดการสั่นสะเทือนจะเป็นอิสระต่อกันทำให้การโคลงเคลงของรถมีน้อยลง มุมแคมเบอร์ของล้อทั้งสองก็เป็นอิสระต่อกันทำให้เกาะถนนมากขึ้นด้วย 

 

ข้อเสีย ข้อเสียหลักๆของระบบกันสั่นสะเทือนชนิดนี้คือมีความซับซ้อนเพราะมีชิ้นส่วนหลายชิ้นและข้อต่อหลายจุดซ้ำยังกินพื้นที่มากรวมถึงน้ำหนักโดยรวมของระบบก็มีมากขึ้น ทำให้มูลค่าต้นทุนมีสูงขึ้นไปด้วยทั้งในด้านการผลิตและการค้นคว้าวิจัย และด้วยชิ้นส่วนที่มีหลายชิ้นทำให้การบำรุงรักษาต่อครั้งใช้เวลานานขึ้น (เช่นการเปลี่ยนอะไหล่) 

 

2.2 MacPherson strut (แม็คเฟอร์สันสตรัท) 

ระบบกันสั่นสะเทือนชนิดนี้เป็นชนิดที่นิยมกันมากที่สุดในรถยนต์นั่งส่วนบุคคลในปัจจุบัน โดยจะใช้เป็นระบบกันสั่นสะเทือนที่ล้อหน้า เนื่องด้วยความง่ายในการออกแบบและมีประสิทธิภาพการใช้งานที่คุ้มค่า ชิ้นส่วนหลักจะประกอบด้วยเสาค้ำที่ประกอบด้วยโช้คอัพและคอยล์สปริงเป็นแนวตั้งต่อกับดุมล้อถัดลงไปด้านล่างดุมล้อจะรองรับด้วยแขนเหล็กที่ใช้เป็นตัวควบคุมการเลี้ยว และเหตุผลที่ชื่อว่าแม็คเฟอร์สันสตรัทเพราะระบบกันสั่นสะเทือนชนิดนี้คิดค้นโดยนายแม็คเฟอร์สันตั้งแต่ปี 1945 ซึ่งในตอนนั้นทำงานเป็นหัวหน้าวิศวกรที่บริษัทเชฟโรเล็ตก่อนจะย้ายไปอยู่กับฟอร์ดในเวลาต่อมา 

ระบบกันสั่นสะเทือนแบบแม็คเฟอร์สันสตรัท

 

ข้อดี เป็นระบบกันสั่นสะเทือนที่ออกแบบง่ายและใช้ได้ผลดี ให้ความรู้สึกนุ่มนวลของระบบช่วงล่าง และยังมีต้นทุนในการผลิตต่ำ

 

ข้อเสีย ถึงแม้ว่าระบบกันสั่นสะเทือนชนิดนี้จะนิยมมากแต่ก็มีข้อเสียเล็กน้อยคือคุณภาพของการควบคุมการขับขี่ของรถยนต์จะยังไม่สมบูรณ์แบบ เพราะหากวิเคราะห์กันในเชิงมุมเรขาคณิตแล้วระบบกันสั่นสะเทือนนี้จะยังมีข้อจำกัดในการเคลื่อนที่ของล้อรถยนต์ คือ การเคลื่อนที่ของล้อในบางมุมจะยังทำให้การเกิดการเปลี่ยนแปลงของมุมแคมเบอร์ซึ่งก็ยังสู้กับความยืดหยุ่นและเกาะถนนของระบบกันสั่นสะเทือนแบบดับเบิ้ลวิชโบนไม่ได้ (เพราะจุดต่อของระบบยังมีน้อยกว่า) แต่โดยภาพรวมก็เป็นที่ยอมรับได้ของผู้ใช้เมื่อเทียบกับราคาที่ต้องจ่าย จึงทำให้ได้รับความนิยมมาก

 

2.3 Multi-link (มัลติลิงก์) 

เป็นระบบกันสั่นสะเทือนที่มีการใช้แขนเหล็กต่อกันตั้งแต่สามชิ้นขึ้นไป บางครั้งจึงมักนิยามระบบกันสั่นสะเทือนอิสระที่มีการควบคุมจากชิ้นแขนเหล็กที่มีตั้งแต่3ชิ้นขึ้นไปว่ามัลติลิงก์ หรือบางครั้งก็มีการเรียกว่าระบบกันสั่นสะเทือนที่มีจุดต่อกับช่วงล่างมากกว่า3จุดขึ้นไป แขนแต่ละอันที่ต่อกันเป็นระบบนั้นมักมีความยาวไม่เท่ากันและสามารถเคลื่อนไหวได้หลายทิศทาง ระบบกันสั่นสะเทือนแบบนี้เกิดขึ้นครั้งแรกในช่วงปี 1960 โดยถูกนำมาใช้ในรถยนต์ค่ายเบนซ์

ระบบกันสั่นสะเทือนแบบมัลติลิงก์แบบ5จุด

 

ข้อดี ระบบกันสั่นสะเทือนแบบนี้เป็นระบบที่วิศวกรที่ออกแบบสามารถออกแบบได้เต็มที่โดยสามารถได้ทั้งการเกาะถนนและความนุ่มนวลในรถยนต์คันเดียวกัน และทำให้การเคลื่อนที่ไปมาของล้อรถทำได้อย่างอิสระมากขึ้นในขณะที่ช่วงล่างและตัวถังไม่ได้รับผลกระทบมากนัก ซึ่งเหมาะกับรถที่วิ่งทางออฟโร้ดเพราะจะสร้างความนุ่มนวลให้กับผู้ขับได้อย่างดีในถนนที่ขรุขระ และกรณีที่ไม่ใช่ออฟโร้ดก็มักจะใช้ในรถยนต์หรูที่ต้องการสร้างความนุ่มนวลให้ผู้ขับขี่ในราคาที่จ่ายได้

ข้อเสีย สิ่งที่เป็นข้อเสียของมัลติลิงก์ก็คือมันซับซ้อน และด้วยความซับซ้อน มีส่วนประกอบหลายชิ้น ทำให้การออกแบบของวิศวกรต้องรอบคอบและใช้เวลานาน มันจึงเพิ่มต้นทุนในการผลิตเข้าไปด้วย เวลาออกแบบกันอย่างจริงๆจังๆเพื่อให้การทำงานเป็นไปอย่างสมบูรณ์คุ้มค่ากับเงินที่จ่ายไปก็ยิ่งจำเป็นต้องใช้คอมพิวเตอร์ในการออกแบบและทำภาพจำลองในแบบ 3มิติ อีกด้วย 

 

ดูเพิ่มเติม

>> นี่คือช่วงล่างสำหรับรถ EV แห่งอนาคต ที่ผลิตกระแสไฟฟ้าเองได้เมื่อดูดซับแรงกระแทก

>> ช่วงล่างรถสำคัญแค่ไหน!!

ระบบกันสั่นสะเทือนแบบมัลติลิงก์ถูกนำมาใช้ครั้งแรกในรถยน์เมอร์เซเดส-เบนซ์ เห็นเลยว่ามีจุดยึดกับช่วงล่างหลายจุด

 

เพื่อนๆชาว Chobrod คงพอเห็นภาพกันแล้วใช่ไหมครับ สำหรับระบบกันสั่นสะเทือนที่มีให้เห็นกันบ่อยๆในท้องตลาด ไม่ว่าจะเป็นระบบกันสั่นสะเทือนแบบไม่อิสระหรือแบบอิสระต่างก็มีข้อดีข้อเสียที่แตกต่างกันไป ในทางปฏิบัติแล้ววิศวกรผู้ออกแบบก็จะเป็นคนคิดกลั่นกรองมาแล้วว่ารถยนต์คันนั้นๆจำเป็นต้องใช้ระบบกันสั่นสะเทือนแบบไหน ช่วงล่างแบบไหน ซึ่งการที่เรารู้และเห็นภาพได้แบบนี้ จะทำให้เราเลือกใช้รถที่เหมาะกับความต้องการของเราได้มากยิ่งขึ้น