ระบบกันสะเทือนในรถยนต์

Posted on : 12-11-2012 | By : Author | In : การดูแลรักษารถ
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (ให้คะแนนความชอบได้ที่นี่)
Loading ... Loading ...

ทุกวันนี้ รถยนต์ได้เข้ามามีบทบาทสำคัญในชีวิตประจำวันของเรามากมาย เราต้องอาศัยรถยนต์ในการเดินทางหรือขนส่งสินค้า ปัจจุบันเราได้สร้างถนนเพื่อให้รถยนต์สามารถแล่นไปได้อย่างสะดวก แต่เราต้องสูญเสียทรัพย์สินมากมายจากการที่สินค้าแตกหักเสียหายเนื่องจากรถยนต์ที่แล่นไปบนถนนเกิดอาการสั่นสะเทือน  ถึงแม้ว่าเราจะได้บรรจุสินค้าลงไปในที่ป้องกันความสั่นสะเทือนก็ตาม  ก็ไม่สามารถลดปริมาณสินค้าแตกหักเสียหายได้มากนัก ดังนั้นเราจึงจำเป็นที่จะต้องปรับปรุงรถยนต์ให้สามารถวิ่งไปบนถนนได้อย่างนิ่มนวลที่สุด

สาเหตุที่รถยนต์ต้องมีระบบกันสะเทือน

เนื่องจากเราไม่สามารถสร้างถนนให้เรียบสนิทโดยสมบูรณ์ หลุมบ่อบนผิวถนนแม้แต่เพียงเล็กน้อยก็ตาม จะเป็นตัวการสำคัญทำให้รถยนต์ที่แล่นไปบนผิวถนนเกิดอาการสั่นสะเทือน หรือกระโดดขึ้นกระโดดลง ดังนั้นระบบกันสะเทือนในรถยนต์ จึงเป็นระบบที่สำคัญระบบหนึ่งในการสร้างรถยนต์ ระบบกันสะเทือนในรถยนต์จะเป็นตัวช่วยลดอาการสั่นสะเทือน หรือกระโดดขึ้นกระโดดลงของรถยนต์ที่แล่นไปบนหลุมบ่อให้น้อยลง เพื่อป้องกันอันตรายหรือความเสียหายที่จะเกิดขึ้นกับผู้ที่นั่งอยู่ในรถยนต์หรือสิ่งของที่บรรทุกอยู่ในรถยนต์

ระบบกันสะเทือนที่ดีจะต้องประกอบไปด้วยแหนบหรือสปริง และโช๊คอัพหรือแดมเปอร์ แหนบหรือสปริง จะต้านทานการกระแทกอย่างแรง ทำให้รถยนต์เกิดอาการกระเด้งขึ้น-กระเด้งลง ส่วนโช๊คอัพหรือแดมเปอร์ จะเป็นตัวไปลดการกระเด้งขึ้น-กระเด้งลงของสปริงให้หยุดลงโดยรวดเร็ว ถ้าไม่มีโช๊คอัพเมื่อรถยนต์เกิดอาการกระแทกอย่างแรงแหนบหรือสปริงเกิดอาการกระเด้งขึ้น-กระเด้งลง จนกระทั่งหมดแรงของสปริง อาการกระเด้งขึ้น-กระเด้งลงจึงจะหยุด แต่ถ้ามีโช๊คอัพ โช๊คอัพจะเป็นตัวช่วยลดอาการกระเด้งขึ้น-กระเด้งลงของสปริงให้หยุดโดยเร็ว

นอกจากนี้เก้าอี้นั่งในรถยนต์ก็นับรวมเข้าเป็นระบบกันสะเทือนด้วย เก้าอี้นั่งในรถยนต์จะบุด้วยเบาะฟองน้ำหรือเส้นใยที่นิ่มและรองรับด้วยสปริง เพื่อป้องกันการกระแทกเป็นลำดับสุดท้าย

ขนาดของล้อรถยนต์ ก็เป็นส่วนประกอบที่สำคัญอีกอันหนึ่งที่จะทำให้การสั่นสะเทือนมากหรือน้อย ขนาดของล้อที่ใหญ่ จะทำให้รถยนต์วิ่งไปบนหลุมบ่อโดยที่ล้อรถยนต์ไม่ตกลงไปในหลุมบ่อขนาดเล็กๆ เราจะรู้สึกว่ารถสะเทือนกระแทกตลอดเวลา  แต่ถ้าขนาดของล้อเล็กจะทำให้ล้อรถยนต์ตกลงไปในหลุ่มบ่อรถยนต์จะเกิดการกระโดดขึ้นกระโดดลงตลอดเวลา  ดังนั้นเราจึงต้องเลือกล้อรถยนต์หมีขนาดพอเหมาะกับรถยนต์แต่ละชนิดจะช่วยลดการสะเทือนหรือกระโดดขึ้น-กระโดดลงได้บ้างบางส่วน

ชนิดของสปริงที่ใช้ในระบบกันสะเทือนในรถยนต์

โดยทั่วไปสปริงที่ใช้ในระบบกันสะเทือนในรถยนต์  จะมีรูปร่างลักษณะแตกต่างกันและการติดตั้งเข้ากับโครงรถก็แตกต่างกัน เช่น

-แหนบ (Leaf spring)

-คอยล์สปริง (Coil spring)

-ทอร์ชั่นบาร์ (Torsion bar)

การทำงานของสปริงเหล่านี้ มีลักษณะเหมือนกัน คือสปริงจะเป็นตัวสะสมพลังงานที่เกิดจากการกระแทกของรถยนต์ โดยการโค้งงอหรือบิด แล้วจะค่อยๆ ปล่อยออกมาเมื่อมันกลับคืนรูปร่างเดิม

แหนบ โดยทั่วไปมีลักษณะเป็นแผ่นแบนยาวๆ โค้งเป็นรูปครึ่งวงรี ถึงแม้ว่าปัจจุบันความโค้งของแหนบจะน้อยมากจนเกือบตรง แหนบจะสะสมพลังงานที่เกิดจากการกระแทกของรถยนต์ โดยการโค้งงอ แล้วจะค่อยๆ ปล่อยออกมาเมื่อมันกลับคืนสู่สภาพเดิม แหนบที่ใช้ในรถยนต์จะใช้หลายๆ แผ่นมาซ้อนกันเพื่อให้เกิดความแข็งแรงทนแรงกระแทกได้ โดยไม่หัก เรายึดแหนบเข้ากับโครงรถยนต์โดยยึดที่หลายทั้งสองข้างเข้ากับโครงรถยนต์  โดยใช้สลักหรือโบลท์ร้อยเข้าไปในหูแหนบรองรับไว้ด้วยบู๊ชยางแล้วยึดตรงกึ่งกลางเข้ากับเพลารถยนต์ บางทีเราอาจใช้แหนบยึดติดตามขวางของตัวรถ  โดยยึดที่ปลายทั้งสองของแหนบกับเพลาบริเวณใกล้กับล้อข้างละปลายแล้วยึดตรงกลางแหนบติดกับตัวโครงรถ

รูปที่ 2 รถยนต์ที่ไม่มีระบบกันสะเทือน  เมื่อแล่นไปบนถนนที่ขรุขระ ล้อรถจะเกิดอาการกระแทกสั่นสะเทือนและส่งผ่านมาถึงผู้ที่นั่งอยู่ในรถโดยตรง

รูปที่ 3  รถยนต์ที่ไม่มีแดมเปอร์หรือโช๊คอัพ  เมื่อรถยนต์แล่นไปตกหลุม สปริงจะทำให้รถยนต์เกิดอาการกระเด้งขึ้นกระเด้งลงตลอดเวลา จนกระทั่งหมดแรงของสปริง

รูปที่ 4 รถยนต์ที่มีระบบกันสะเทือนที่ดีเมื่อรถยนต์แล่นไปล้อรถจะขึ้นลงตามหลุมตลอดเวลา แต่สปริงและแดมเปอร์จะช่วยลดอาการกระโดขึ้น-กระโดดลงลงได้อย่างมาก

รูปที่ 5 แหนบ มีลักษณะเป็นแผ่นเหล็กสปริง หลายๆ แผ่นมาซ้อนกัน อันบนมีหูสำหรับใช้สลัก หรือโบลท์ยึดติดกับโครงรถยนต์ ส่วนแผ่นที่อยู่ล่างๆ จะสั้นลงๆ

รูปที่ 6 ขณะที่ไม่ได้รับน้ำหนัก แหนบจะอยู่ในลักษณะโค้งเป็นรูปครึ่งวงรี จากรูปแหนบที่ล้อหลังทางปลายด้านหลังเรายึดแหนบเข้ากับโครงรถ โดยใช้แซคเคิลซึ่งจะทำให้ความยาวของสปริงยืดออกได้ เมื่อรับน้ำหนัก

รูปที่ 7 ขณะรถยนต์รับน้ำหนักเต็มที่ แหนบ จะอยู่ในลักษณะเกือบตรงหรือโค้งกลับ

คอยล์สปริง มีลักษณะเป็นเส้นลวดสปริง นำมาขดเป็นวงกลมซ้อนๆ กันเป็นรูปทรงกระบอก รับน้ำหนักตามแนวแกนทรงกระบอก คอยล์สปริงสะสมพลังงานในรูปของการบิด แล้วค่อยๆ ปล่อยออกมาเมื่อมันกลับคืนสภาพเดิมคอยล์สปริงที่ใช้ในระบบกันสะเทือนรถยนต์จะสะสมพลังงานด้วยการหดเข้าหรือยืดออก เรายึดคอยล์สปริงเข้ากับโครงรถที่ปลายด้านบน และปลายด้านล่างยึดติดกับเพลาซึ่งรองไว้ด้วยยางที่ปลายทั้งสองด้าน

ทอร์ชั่นบาร์ (Torsion Bar) มีลักษณะเป็นท่อนเหล็กสปริง พื้นที่หน้าตัดอาจจะเป็นสี่เหลี่ยมจัตุรัส แบน หรือกลม ทอร์ชั่นบาร์สะสมพลังงานโดยการบิด และปล่อยออกมาเมื่อมันกลับคืนสู่รูปเดิม ทอร์ชั่นบาร์ส่วนมากใช้เป็นเหล็กกันโครงในรถยนต์ โดยปลายด้านหนึ่งไปติดต่อกับโครงรถและปลายอีกด้านหนึ่งไปยึดติดกับดุมล้อ ขณะเมื่อล้อกระโดดขึ้นหรือกระโดดลงพร้อมกันทั้งสองด้าน ทอร์ชั่นบาร์ก็จะหมุนไปในแบริ่ง  โดยไม่มีผลทำให้ทอร์ชั่นบาร์บิด แต่ที่เมื่อใดล้อด้านใดด้านหนึ่งกระโดดขึ้นหรือกระโดดลงจะมีผลทำให้ทอร์ชั่นบาร์บิดไปทอร์ชั่นก็จะต้านทานล้อไม่ให้กระโดดทำให้ล้อกระโดดเพียงเล็กน้อย

นอกจากนี้ ยางยังมีประโยชน์มากมายในระบบกันสะเทือนในรถยนต์ คือใช้เป็นตัวรองรับแหนบหรือคอยล์สปริงโช๊คอัพและทอร์ชั่นบาร์ เพื่อเป็นการช่วยลดเสียงดังจากการสั่นสะเทือนและเพิ่มความนิ่มนวลในระบบกันสะเทือนด้วย

ประโยชน์ของโช๊คอัพไฮโดรลิก

เนื่องจากส่วนประกอบของระบบกันสะเทือนในรถยนต์ เช่น ยาง เบาะที่นั่ง แหนบ และคอยล์สปริงเป็นตัวการที่ทำให้รถยนต์เกิดอาการกระเด้งขึ้น-ลง เมื่อรถยนต์แล่นตกลงไปในหลุมหรือบ่อ ความถี่ของการกระเด้งขึ้น-ลงของแหนบหรือสปริงจะเป็นอยู่จนกระทั่งหมดแรงไปเอง

รูปที่ 8 คอยล์สปริง สะสมพลังงานในรูปของการบิดของลวดสปริงในขณะที่ถูกดึงให้ยืดออกหรือกดเข้า และปล่อยพลังงานออกมาโดยการกระเด้งเข้า-ออก

เนื่องจากความต้านทานต่อการกระเด้งขึ้น-ลงของแปนบหรือสปริงเอง แต่เราก็ยังมีวิธีที่จะลดอาการกระเด้งขึ้น-ลงของแหนบหรือคอยล์สปริงให้หยุดโดยเร็วด้วยการใช้โช๊คอัพ

ในสมัยก่อน โช๊คอัพที่สร้างขึ้นมาใช้งาน เราอาศัยแรงเสียดทานของจอยท์ (joint) แต่ในปัจจุบันนี้เราใช้โช๊คอัพไฮโดรลิคแทน โช๊คอัพที่ใช้กันมากมายในปัจจุบัน คือ โช๊คอัพกระบอก ลักษณะเป็นทรงกระบอกมีลูกสูบต่อติดกับก้านลูกสูบ ทางด้านปิดของทรงกระบอกจะติดเข้ากับเพลาหรือคานยึดล้อ ส่วนทางด้านก้านลูกสูบจะยึดติดกับโครงรถ นอกจากนี้จะมีวาล์วที่ลูกสูบควบคุมให้น้ำมันในกระบอกสูบของโช๊คอัพถ่ายเทไปมาได้ระหว่างด้านบนและด้านล่างของลูกสูบ วาล์วนี้จะเปิดให้น้ำมันไหลผ่านลูกสูบขึ้นไปด้านบนได้เพียงทางเดียวที่เหนือลูกสูบจะเป็นช่องว่างมีขนาดเล็กกว่าด้านล่าง  เมื่อลูกสูบถูกกดลงน้ำมันจากด้านล่างจะถูกอัดให้ไหลผ่านวาล์วขึ้นไปด้านบนของลูกสูบ พอลูกสูบถึงดึงขึ้น ช่องว่างทางด้านล่างของลูกสูบจะขยายใหญ่ขึ้น น้ำมันจากด้านบนลูกสูบจะไหลผ่านวาล์วอีกอันหนึ่งซึ่งจะเปิดให้น้ำมันไหลลงได้ทางเดียว ดูรูปที่ 10

เนื่องจากการไหลถ่ายเทของน้ำมันนี้ต้องไหลผ่านช่องเล็กๆ ที่ลูกสูบ จึงไหลไปได้อย่างช้าๆ ทำให้ลูกสูบเคลื่อนที่ได้อย่างช้าๆ โช๊คอัพจึงสามารถต้านทานการกระเด้งของสปริงให้ช้าลงและหยุดได้รวดเร็วขึ้น

โช๊คอัพแบบขาไก่ มีลักษณะเป็นทรงกระบอก ภายในมีลูกสูบสองอันที่บนหัวลูกสูบทั้งสองมีน้ำมันบรรจุอยู่ระหว่างหัวลูกสูบทั้งสองมีวาล์วให้น้ำมันไหลผ่านถ่ายเทได้  ลูกสูบทั้งสองเคลื่อนที่ได้โดยมีกระเดื่องต่อไปที่คานติดกับเพลาของล้อ ส่วนตัวโช๊คอัพจะยึดติดกับโครงรถ

รูปที่ 11 โช๊คอัพ ทำหน้าที่ต้านทานการกระเด้งขึ้น-ลงของสปริงให้หยุดลงโดยเร็วในโช๊คอัพไฮโดรลิคการต้านทานนี้เกิดจากลูกสูบในกระบอกสูบของโช๊คอัพเคลื่อนที่ไปจะไปอัดน้ำมันในกระบอกสูบให้ไหลผ่านรูเล็กๆ ที่ลูกสูบ ลูกสูบจึงเคลื่อนที่ได้อย่างช้าๆ โดยมีความต้นทานต่อการกระเด้งขึ้น-ลงของสปริง

เมื่อล้อรถเกิดอาการกระเด้งขึ้น-ลงก็จะไปดันกระเดื่อง ทำให้ลูกสูบเคลื่อนที่ดันน้ำมัน่บนหัวลูกสูบผ่านวาล์วไปที่ลูกสูบอีกอันหนึ่ง การไหลของน้ำมันผ่านวาล์วนี้จะไหลได้อย่างช้าๆ ลูกสูบจึงเคลื่อนที่ได้อย่างช้าๆ โช๊คอัพขาไก่นี้จึงมีแรงต้านทานการกระเด้งของสปริงให้หยุดลงได้อย่างรวดเร็วเหมือนกับในโช๊คอัพไฮโดรลิคแบบกระบอก

ที่มา:นนทศักดิ์  ศิริโภค

 

 

บทความอื่น ๆ ที่น่าสนใจ:

Share this :

  • Stumble upon
  • twitter

Comments are closed.