แบบคานแข็ง ระบบ leaf-spring

ระบบนี้ได้รับความนิยมจากชาวอเมริกันมานานเพราะไม่ยุ่งยากและมีราคาถูก แต่ก็ยังไม่ค่อยมั่นใจในคุณภาพยามขับขี่ เพลาล้อจะยึดติดกับ leaf springs และโช้คอัพ ซึ่งปกติจะติดตั้งตรงไปยังเพลา ปลายของแบบ leaf-spring จะถูกเชื่อมติดกับแชสซีโดยตรง คืออยู่ด้านบนโช้คอัพ ทำกันง่ายๆ ไม่อลังการครับแต่ถูก ข้อด้อยของระบบนี้คือเพลาจะเต็มไปด้วยของเหลวที่ไหลเยิ้มออกมา

แบบคานแข็ง ระบบ coil-spring

ระบบนี้มีความหลากหลายและปรับเปลี่ยนให้สมบูรณ์ดังที่ได้กล่าวแล้ว พื้นฐานในการคิดค้นก็เช่นเดียวกัน แต่ระบบ leaf-spring จะขยับทั้งสปริงของ coil-over-oil และชุดโช้คอัพ กล่าวคือแยกกันระหว่างแหนบกับโช้คอัพ เหตุผลเพราะแหนบจะขยับ เพลาจึงต้องการการสนับสนุนทางด้านข้างจาก control arm คู่ ที่ปลายด้านหน้าจะถูกยึดติดกับแชสซี ส่วนปลายด้านหลังติดกับเพลา ระบบ coil-spring มีขนาดกะทัดรัดกว่าแบบ coil-over-oil กล่าวคือสั้นและเล็กกว่าสปริง ดังนั้น ระบบนี้จึงใช้ พท. ใต้รถน้อย

ระบบ Beam Axle

ระบบนี้ใช้กับรถขับเคลื่อนล้อหน้า (ดังนั้นจึงเรียกได้อีกอย่างว่า dead beam) ระบบนี้ก็ทำงานง่ายเช่นกัน คานรับน้ำหนักจะพาดผ่านใต้ท้องรถ ติดกับล้อทั้งสองข้าง สปริงหรือโช้คหรือสตรัทจะติดอยู่บริเวณปลายทั้งสองข้างและบริเวณเบาะขึ้นไปยังระบบกันสะเทือนทั้งตัวรถและแชสซี ระบบ Beam Axle มีการติดตั้ง trailing arms สองตัวพร้อมมาด้วย ส่วน control arm เป็นแบบคานแข็ง ระบบ coil-spring ระบบนี้ออกแบบโดยผสมความหลากหลายไว้ด้วยกันซึ่งมีทั้งสปริงและโช้คอัพแยก และ coil-over-oil รวมอยู่ด้วย อีกสิ่งที่สามารถสังเกตได้คือระบบมี แทรคบาร์ หรือ แพนฮาร์ด บาร์ ระบบนี้จะมีแท่งเหล็กแนวทแยงมุมที่ที่ปลายด้านหนึ่งต่อกับโคนของอีกด้านของ control arm ดังรูป หรือบางครั้งเหล็กแนวทแยงจะอยู่ด้านบน ตรงข้าม spring mount (ซึ่งต้องใช้ พท. มากขึ้น) ก็เพื่อป้องกันการเคลื่อนที่ของคานรับน้ำหนัก ซึ่งเป็นสาเหตุของการเสียสภาพการบังคับรถ ระบบที่ใช้ผสมกันคือ เพลาบิด หรือ twist axle และมีแพนฮาร์ด บาร์ ในเพลาบิดนั้นมีการออกแบบเพลาให้หมุนไปอย่างช้าๆ จึงเป็นระบบกึ่งอิสระ ที่จะกระแทกไปกับล้อข้างหนึ่งจากการบิดของคาน การผสมผสานกันอีกอย่างหนึ่งของระบบคือมีการเบนของสปริงและแทนที่ด้วย torsion bar ที่ขับไปยังแชสซี และติดหรือแนบอยู่กับ leading edge ของ control arm คานประเภทนี้กำลังเป็นที่นิยมมากเพราะง่ายและต้นทุนต่ำ

แบบ 4-Bar

แบบ 4-Bar นำไปใช้ได้ทั้งรถที่ขับเคลื่อนล้อหน้าและหลัง ผมขอพูดถึงรถที่ขับเคลื่อนล้อหลังเพราะพบได้ทั่วไป ระบบกันสะเทือนแบบ 4-Bar มีสองแบบ คือ แบบสามเหลี่ยม (Triangulated) ดังภาพ

และแบบขนาน (parallel) ดังภาพ

แบบขนานออกแบบมาตามหลักการเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องแบบสี่เหลี่ยมรูปขนาน หรือ constant motion parallelogram ระบบแบบ 4-Bar จะอยู่ขนานไปกับพื้นดินและมุมของเฟืองจะไม่มีการเปลี่ยนแปลง แบบขนานเป็นการผสมผสานความได้เปรียบของแพนฮาร์ด บาร์เข้ามา นับว่าเป็นอุปกรณ์ที่ยอดเยี่ยมในการติดตั้งกับรถขับเคลื่อนล้อหลังเเพราะตำแหน่งการจัดวางถูกต้องเหมาะสม หากจะเปรียบเทียบระบบนี้ในรถบรรทุกที่ติดตั้งแบบ 4-link หรือ ladder-bar จะเห็นว่าเฟรมด้านหลังของแบบ 4-Bar จะมีการ ?กระดกขึ้น? น้อยกว่า การติดตั้งแบบ 4-Bar มีขนาดกะทัดรัด กล่าวคือเหมาะสำหรับรถยนต์และรถบรรทุกที่มีพื้นที่ขนาดใหญ่คุณจะพบการติดตั้งแบบนี้มากมายบนท้องถนนและรถคลาสสิกอเมริกัน

การออกแบบของแบบสามเหลี่ยมก็มีหลักการเช่นเดียวกัน แต่ด้านบนของคานทั้งสองจะเอียงเข้าด้านในและเชื่อมต่อกับตัวรถที่ด้านหลัง ใกล้กว่าตรงกลาง เมื่อตัดแพนฮาร์ด บาร์ ออกจึงกะทัดรัดขึ้น

การพัฒนาของ 4-Bar

ระบบกันสะเทือนแบบ 4-Bar มีความหลากหลายอย่างที่กล่าวแล้ว เช่น เหล็กฉากสี่ด้านจะพาดจากเพลาที่อยู่นอกตัวรถ ไปสู่แชสซีใกล้ๆ กับกึ่งกลาง เรียกว่า Satchell link (Satchell เป็นนักออบแบบชาวอเมริกัน เขาออกแบบโดยเชื่อมโยงระบบดังกล่าวข้างต้น กับรถแข่งของ Paul Newmans Datsu) ระบบนี้มีข้อได้เปรียบหลายอย่างดังที่กล่าวด้านบน ข้อต่อมุมทั้งสองสามารถบิดตัวได้ เพื่อให้ข้อต่อเชื่อมโยงกับเพลาล่างและและขนานกับข้อต่อด้านบน หากไม่มีอุปกรณ์ดังกล่าว roll centre หรือจุดศูนย์ถ่วงจะลดลงไปอยู่ที่เหล็กฉากใต้เพลาจึงเป็นการยากที่จะลดการสั่นสะเทือน

รูปแบบอื่นๆ ของ 4-Bar ที่ไม่ได้กล่าวถึงคือ Watts bar linkages และ Jacobs bar linkages ซึ่งมาแทนที่แพนฮาร์ดที่วางอยู่ด้านข้าง นอกจากนี้ ยังมี 4-Bar แบบขนานอีกสองแบบที่อยู่ด้านบนเพลาและอยู่ใต้แบบสามเหลี่ยม ซึ่งหาได้ในรุ่น Lotus 7 โดยรุ่น Lotus 7 นี้ ตัวเชื่อมด้านล่างจะมีฐานอยู่บนแชสซี และส่วนปลายสุดจะอยู่ที่บริเวณใต้เฟืองท้าย นอกจากนี้ มีแบบ Mallock Woblink ซึ่งอาจกล่าวได้ว่าเป็นการรวมแบบของ Jacobs ladder และ Watts link ไว้อย่างละครึ่ง โดยทำให้เกิดการวาง roll centre หลังต่ำมากๆ โดยไม่ต้องยกล้อให้สูงกว่าปกติ แบบ Watts links ได้รับความนิยมในรถ lowrider ไฮโดรลิค และกระบะแต่งให้เต้นได้ สำหรับ Jacobs ladder ใช้ติดตั้งอย่างมากในรถ midget เอ็กซ์คลูซีฟอเมริกันและรถแข่งสนามดินขับเคลื่อนล้อหลัง แบบ Mallock Woblink นำไปติดตั้งอย่างมากในรถ Mallock U2 Clubman ในอังกฤษ

ระบบกันสะเทือนแบบ de Dion suspension หรือ de Dion Tube

ระบบกันสะเทือนแบบท่อ de Dion เป็นระบบกันสะเทือนแบบกึ่งอิสระหลังได้รับการออกแบบเพื่อเอาชนะปัญหาด้านน้ำหนักนอกสปริงและระบบเพลาที่มีคุณภาพต่ำ ระบบกันสะเทือนแบบท่อ de Dion นี้เป็นการแก้ปัญหาข้อด้อยของระบบกันสะเทือนแบบเพลาเป็นระบบคานแข็งและระบบกันสะเทือน trailing-arm แบบอิสระเต็มที่

ด้วยระบบนี้ล้อมีการเชื่อมต่อระหว่างกันโดยท่อ de Dion ซึ่งเป็นท่อเล็กๆ วางทอดตัวอยู่ ระบบกันสะเทือนนี้ออกแบบมาเพื่อใช้ติดกับล้อรถในการกระจายน้ำหนักขณะที่ระบบกันสะเทือนมีการเคลื่อนที่ ถือว่าเป็นสิ่งจำเป็นที่ช่วยให้ล้อขนานซึ่งกันและกัน และช่วยให้ล้อตั้งฉากกับพื้นผิวถนนโดยไม่คำนึงถึงสิ่งที่มากระทำต่อตัวถังรถ กล่าวคือเมื่อล้อมีการกระเด้งหรือสะท้อนกลับจะไม่มีการเปลี่ยนแปลงของมุม camber ถือเป็นข้อเด่นข้อแรกของระบบกันสะเทือนแบบท่อ de Dion ส่วนข้อดีข้อที่สองคือช่วยลดน้ำหนักนอกสปริงได้ดีกว่ากรณีที่มีการส่งถ่ายหรือเพลาที่ติดกับแชสซี แน่นอนว่าเหรียญมีสองด้าน มีดีย่อมมีเสีย แต่ระบบกันสะเทือนแบบท่อ de Dion นี้ มีข้อเสียมากกว่าข้อดี หนึ่งคือ เพลาของระบบนี้ต้องการหัวเพลาสองตัว ซึ่งทำให้ยิ่งเพิ่มความซับซ้อนและน้ำหนักมากขึ้น แต่หนึ่งในข้อดีของการไม่มีเฟืองท้ายในระบบนี้คือทำให้น้ำหนักเบาลง แต่การออกแบบแบบนี้ ทำให้เกิดการชดเชยน้ำหนัก จึงนับว่าเป็นข้อด้อยอย่างยิ่ง ข้อสอง เบรกที่ติดอยู่ด้านในบริเวณเส้น คุณจำต้องรื้อระบบกันสะเทือนทั้งระบบเพื่อนำเพลาขับออก ข้อสุดท้าย ระบบกันสะเทือนแบบท่อ de Dion ถูกนำไปใช้กับการจัดวางคอยล์สปริงและแหนบ ดังภาพนี้ คอยล์สปริงจะต้องการตัวเชื้อมพิเศษ เช่น แพฮาร์ด บาร์ ปีกนก หรือ trailing links จึงทำให้เพิ่มน้ำหนักยิ่งไปอีก ระบบกันสะเทือนแบบท่อ de Dion เคยถูกใช้อย่างมากในช่วงกลางปี 60 และปลายปี 70 ในรถโรเวอร์ Alfa Romeo Alfettas ทั้งรุ่นซีดานและ GTV และรุ่น GTV6 และบางรุ่นของ Lancia ที่แปลกใหม่ และรถสปอร์ตแบบประหยัด รวมถึงรถ coupe เมื่อไม่นานมานี้ ระบบกันสะเทือนแบบดังกล่าวได้มีการนำสิ่งที่มีอยู่นำมาพัฒนาปรับปรุงใหม่ในรถสปอร์ตพิเศษบางรุ่น รวมไปถึงชุดอุปกรณ์ต่างๆ ด้วย เช่น Caterham, Westfield และ Dax รถที่กล่าวมาทั้งหมดนี้ ปัจจุบันได้ถูกนำไปติดตั้งเบรกแบบยึดด้านนอก เพื่อให้ง่ายต่อการใช้งาน และไม่ต้องติดตั้ง telescoping tube ระบบนี้มักจะมีตัวเชื่อมกับ trailing links และ A-bar ที่บริเวณด้านข้าง (แทนที่จะเป็น Watts linkage หรือ แพนฮาร์ด) หากการติดตั้งระบบกันสะเทือนแบบอิสระมีความถูกต้องเหมาะสม แม้วิ่งบนถนนที่ขรุขระมากๆ จะไม่รู้สึกถึงความสั่นสะเทือน แต่เมื่อขับรถไปบนถนนก็ยังอาจรู้สึกสะเทือนได้อยู่ และหากมีการติดตั้งระบบกันสะเทือนแบบ de Dion ที่ดี ทั้งสองระบบจะเข้ากันได้เป็นอย่างดี โดยเฉพาะรถน้ำหนักน้อย ๆ

ระบบกันสะเทือนหลัง ? แบบอิสระ

ระบบกันสะเทือนที่เหมาะกับรถขับเคลื่อนล้อหน้าเหมาะสมกับรถขับเคลื่อนล้อหลังหรือไม่ ในแง่ของความไม่สลับซับซ้อนของเกียร์อัตโนมัติ เราสามารถพบระบบกันสะเทือนแบบอิสระในรถขับเคลื่อนล้อหลังได้ โดยระบบกันสะเทือนแบบ multi-link ได้รับความนิยมมากขึ้นเรื่อยๆ ในโฆษณา มีการเขียนด้วยคำว่า ระบบกันสะเทือนแบบอิสระสำหรับทั้งสี่ล้อ นั่นหมายความว่าการติดตั้งล้อจะมีความเป็นอิสระต่อกันและมีการดีดตัวที่อิสระ ซึ่งมีสองความคิดแตกต่างกันออกไป ในแง่ของการบังคับรถนั้น ไม่ว่าระบบนี้จะดีหรือแย่กว่าระบบอื่น เช่น แม็คเฟอร์สันสตรัทหรือ twist axle ก็ตาม การขับรถขับเคลื่อนสี่ล้อที่ติดตั้งระบบกันสะเทือนแบบอิสระจะไม่ทำให้สูญเสียการบังคับรถน้อยลงไป

ระบบกันสะเทือน Control Blade? (เครื่องหมายการค้า) ของฟอร์ด

มีการกล่าวถึงระบบกันสะเทือนหลังแบบใหม่ของฟอร์ดกันอย่างมาก ได้แก่ Control Blade วในโบรชัวร์ของฟอร์ดบอกไว้ว่านี่คือการปฏิวัติระบบกันสะเทือนหลังที่จะทำให้สามารถควบคุมรถได้ดียิ่งขึ้น เกาะถนนแน่นขึ้นกว่าอะไรทั้งหมด สรุปคือ ฟอร์ดได้มีระบบกันสะเทือนแบบใหม่นั่นเอง ซึ่งเมื่อราวๆ ปี ค.ศ. 1998 ฟอร์ดออสเตรเลียเริ่มคิดบางอย่างออกนอกกรอบ และผมเชื่อว่าโฮลเด้นเองก็คิดบางสิ่งเช่นกัน นับแต่นั้นมาก็เป็นกระแสมาเรื่อยๆ ระบบกันสะเทือน Control Blade ฟังดูดี เลิศบนแผ่นกระดาษ .. ว่าแต่ว่า Blade คืออะไร

Control Blade?ก็คือการปฏิวัติระบบกันสะเทือนแบบ trailing-arm มีจุดประสงค์อยู่สองสิ่งคือหนึ่ง ต้องการแยกระบบกันสะเทือนหลายรูปแบบของใครของมัน การแยกหน้าที่ของแต่ละแบบจะทำให้กาควบคุมรถมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น ด้วยสปริงและโช้คอัพที่ติดตั้งแยกกัน ฟอร์ดได้จัดการให้ระบบกันสะเทือนแต่ละแบบต่างก็ทำงานตามหน้าที่ของมันโดยไม่เกี่ยวกัน แนวคิดนี้อาจใกล้เคียงกับแนวคิด telelever ซึ่งเป็นระบบกันสะเทือนหน้าของรถ จยย. ของ BMW ที่แยกเบรคออกจากแรงสั่นสะเทือน ฟอร์ดก็เช่นกัน ระบบ Control Blade นั้นแยกสปริงออกจากโช้คอัพเพื่อลดหน้าที่ในการซับแรง?

สอง ระบบดังกล่าวทำให้เนื้อที่ภายในห้องโดยสารเพิ่มมากขึ้น ระบบกันสะเทือนส่วนใหญ่ใช้กับรถที่ต้องใช้งานเป็นประจำทุกวัน ซึ่งต้องมีค้ำโช้คอยู่บริเวณท้ายรถ และจะมีการกระแทกกับท่อง ทั้งสองข้าง ฟอร์ดต้องการเพิ่ม พท. บริเวณด้านหลัง และยังต้องการลดขนาดของค้ำโช้คด้วยและด้วยโช้คอัพที่แยกออกจากสปริง ทำให้การออกแบบออกมามีความยืดหยุ่นมากขึ้น ฟอร์ดใช้ระบบกันสะเทือนแบบ trailing-arm ดังนั้น จึงไม่มี swingarm ด้านบนที่อยู่ใต้ซุ้มล้อและสปริงกะมีขนาดสั้นลง และเคลื่อนที่อยู่ด้านใน โช้คอัพจะยังคงติดตั้งในแนวตั้งแต่ พท. ที่ใช้จะลดลงอย่างมากเพราะไม่มีคอยล์สปริงที่อยู่รอบนอกแล้ว โช้คอัพเป็นอุปกรณ์เล็กๆ ที่ติดตั้งอยู่ภายในของสปริงด้านล่างของรถ โดยพื้นฐานแล้ว ตัวของ control blades เองก็คือ trailing arm ที่ติดตั้งด้านข้างและทำให้เกิดจุดหมุนแนวตั้งสำหรับทั้งระบบ

ฟอร์ดกล่าวไว้ว่า Control Blade มีหน้าที่หลักในการเพิ่มประสิทธิภาพในการขับขี่และลดเสียงไม่ถึงประสงค์ขณะขับขี่ ในขณะเดียวกัน ตัวเชื่อมด้านข้างก็ยังมีอิสระต่อมุมหน้ายางทั้งมุมแคมเบอร์และมุมโท โดยการดูดซับแรงถอยหลัง และช่วยให้ส่วนที่เหลือของระบบทำงานได้โดยไม่สะดุด การแยกแต่ละชิ้นออกจากกันของ IRS ออกจากเสียงรบกวนบนถนนและความหยาบกระด้างของระบบกันสะเทือน พูดง่ายๆ คือ ควบคุมรถได้ดีขึ้นและลดเสียงไม่ถึงปรารถนาบนท้องถนน หากพิจารณาการออกแบบโดยพื้นฐาน จะพบว่าระบบนี้มีศูนย์กลางที่ต่ำกว่าระบบแม็คเฟอร์สันมาก (ดังตัวอย่าง) แรง C ที่ต่ำกว่าแรง G นับว่าสุดยอด

รูปทรงที่เป็นเรขาคณิตของ Control Blade ทำให้เกิดระบบกันหน้ารถทิ่มหรือ anti-dive อย่างมีนัยสำคัญ หมายความว่าเมื่อรถกระแทกและเบรก ตัวถังรถจะทิ่มลงน้อย เมื่อเบรก แรง C ที่ต่ำกว่าแรง G จะทำให้เกิดการม้วนตัวและเอียงน้อย และช่วยให้ควบคุมรถได้ดีขึ้น

ภาพที่ใช้มาจากแหล่งอื่น ๆ ผมไม่มีค่อยมีเวลาที่จะใช้รูปของผมเอง แต่ภาพก็แสดงถึงพื้นฐานทั่วไปของระบบ

ที่มา: carbibles.com

แปลโดย TS Motor Auto Painting Professional