จุดด้อยของ New d-max

[gotos]

 

[tonsaruki]

ของแบบนี้จะดูจากภายนอกอย่างเดียวไม่ได้ครับ...ต้องดูที่ผลการทดสอบการชนครับ ชนแล้วห้องโดยสารมันเป็นอย่างไร ปลอดภัยไหม....เราต้องเข้าใจนะครับว่ารถพวกนี้เขาออกแบบมาเพื่อจะขายทั่วโลก ซึ่งแต่ละที่ก็มาตราฐานไม่เท่ากัน เขาก็เลยเอาแบบกลางให้ผ่านทั้วโลก แล้วมาตาฐานไหนละกลางๆ มองไปมองมาก็ของกลุ่ม EU ไง (ขนาด สมอ. เรายังใช้เลย) และกลุ่ม EU เท่าที่ผมทราบมันเคยมีข้อร้องเรียนหนึ่งที่เคยเป็นข่าวโด่งดัง มันเป็นข้อร้องเรียนของกลุ่มบริษัทประกันภัยและผู้ประสบภัยจากรถยนต์ คือเมื่อมีคนถูกรถชน คนๆนั้นจะได้รับบาดเจ็บรุนแรงจากการชน ทางการและกลุ่มวิศวกรผู้ผลิตรถยนต์จึงมาร่วมกันตรวจสอบและวิเคราะห์สาเหตุและหาทางแก้ไข สุดท้ายจึงออกมาแนวนี้คือทำให้ด้านหน้าของรถยนต์เป็นตัวซับแรงจากการชน ผู้ประสบภัยจะมีโอกาศรอดสูง และผู้ผลิตก็ไปพัฒนาตัวห้องโดยสารให้แข็งแรงแทน...ง่ายๆกันชนพวกเหล็กต่างๆแบบ ARB จะไปขายในกลุ่ม EU ไม่ได้ แต่ออสเตเลียประเทศบ้านเกิดของ ARB ยังขายได้เพราะบ้านเขาจิงโจ้เยอะ หากชนขึ้นมาแล้วมันทะลุเข้าไปในห้องโดยสารนั้นเรื่องใหญ่มาก หรือชนธรรมดาแล้วรถหม้อน้ำแตก รถตายกลางทะเลทรายไปไหนไม่ได้เจ้าของรถก็เท่ากับตายทั้งเป็นเหมือนกัน

..ของเค้าดีจริงๆๆ..ผมพอรู้แล้วแหละว่าคุณน้า speedline ทำงานเกี่ยวกับอะไร.จากกระทู้กรณีที่เป็นข้อสงสัยอยู่ขณะนี้..

[seksun]

มาเก็บข้อมูลครับ

[konze]

คิดมากนะครับ  เหมือนกันหมดทุกยี่ห้อแหละครับ

["ธกร ครับ"]

ขอบคุณสำหรับข้อมุลครับ

 

[wanlop@PTT]

 ......ยาวไปๆ 

[songsakr]

คานหน้าจะเป็นตัวรับแรงกระแทกเบืองต้น จากนั้นหากมีแรงมากขึ้นก็จะยุบตัวได้ระดับหนึ่ง
ก่อนส่งถ่ายไปโครงสร้างถัดไป (หลักการคล้ายๆยางกันกระแทกทั่วไป) 
  เป็นปกติของการออกแบบ ครับ

[bOdySeries]

ใจผมอยากได้เหล็กแข็งๆมาขวางหน้าอินเตอร์ไว้ด้วยซ้ำ ชนหมาขึ้นมาจะได้วิ่งไปต่อได้อยู่ ไม่เสียหายมากนัก

[artchon2]

เท่าที่ได้ทราบมาจากศูนย์แล้วนะครับว่าราคาน้องนิวในเดือนเมษานี้เค้าจะมีการปรับราคาขึ้นไปอีก 10% ของราคาตัวรถในแต่ละรุ่นนะครับเพราะในช่วงนี้ราคาถูกเพราะว่าเป็นราคาที่อยู่ในช่วงเปิดตัวอะครับ อ้างอิงข้อมูลจากเซลส์ 0 บางแสนนะครับผม

[anoorags]

ความรู้ดีดีมีไว้ใช่ว่าใส่บ่าแบกหาม...ขอบคุณเป็นที่สุดครับสำหรับท่านผู้เชี่ยวชาญทั้งหลาย... emo19ขอให้มีกระทู้แบบนี้เยอะๆนะครับ...มีประโยชน์ต่อเพื่อนสมาชิกเรามากสำหรับใช้ในการขับขี่ครับ

[iceman33]

ของแบบนี้จะดูจากภายนอกอย่างเดียวไม่ได้ครับ...ต้องดูที่ผลการทดสอบการชนครับ ชนแล้วห้องโดยสารมันเป็นอย่างไร ปลอดภัยไหม....เราต้องเข้าใจนะครับว่ารถพวกนี้เขาออกแบบมาเพื่อจะขายทั่วโลก ซึ่งแต่ละที่ก็มาตราฐานไม่เท่ากัน เขาก็เลยเอาแบบกลางให้ผ่านทั้วโลก แล้วมาตาฐานไหนละกลางๆ มองไปมองมาก็ของกลุ่ม EU ไง (ขนาด สมอ. เรายังใช้เลย) และกลุ่ม EU เท่าที่ผมทราบมันเคยมีข้อร้องเรียนหนึ่งที่เคยเป็นข่าวโด่งดัง มันเป็นข้อร้องเรียนของกลุ่มบริษัทประกันภัยและผู้ประสบภัยจากรถยนต์ คือเมื่อมีคนถูกรถชน คนๆนั้นจะได้รับบาดเจ็บรุนแรงจากการชน ทางการและกลุ่มวิศวกรผู้ผลิตรถยนต์จึงมาร่วมกันตรวจสอบและวิเคราะห์สาเหตุและหาทางแก้ไข สุดท้ายจึงออกมาแนวนี้คือทำให้ด้านหน้าของรถยนต์เป็นตัวซับแรงจากการชน ผู้ประสบภัยจะมีโอกาศรอดสูง และผู้ผลิตก็ไปพัฒนาตัวห้องโดยสารให้แข็งแรงแทน...ง่ายๆกันชนพวกเหล็กต่างๆแบบ ARB จะไปขายในกลุ่ม EU ไม่ได้ แต่ออสเตเลียประเทศบ้านเกิดของ ARB ยังขายได้เพราะบ้านเขาจิงโจ้เยอะ หากชนขึ้นมาแล้วมันทะลุเข้าไปในห้องโดยสารนั้นเรื่องใหญ่มาก หรือชนธรรมดาแล้วรถหม้อน้ำแตก รถตายกลางทะเลทรายไปไหนไม่ได้เจ้าของรถก็เท่ากับตายทั้งเป็นเหมือนกัน

ชัดเจนครับ

[chatchailtp]

มันมี 2 แบบ ครับ ตั้งแต่ สมัยก่อนถึงปัจจุบันคือ  แบบคานแข็ง(สมัยก่อน)   แบบคานบาง(สมัยปัจจุบัน)
ถ้าเป็นคานแข็งชนพังกันไปข้างนึงเลยถึงรถจะขับต่อไม่ได้  เดี่ยวนี้เป็นคานบาง อาจจะคิดแบบว่าใหม่ความปลอดภัยมี 2 ชั้นคือ ผ่านคานรับแรงกระแทก เพื่อลดแรงลงมาก่อน ค่อยมาเจอห้องโดยสาร ตัวสุดท้าย

ถ้าพูดถึงหลักความเป็นจริงนะครับ  มาตรฐานสูงขึ้น แต่คุณภาพมันด้อยลง จากการตลาด(ใส่ข้ออ้างให้มันดูเป็นของใหม่แล้วดีกว่า)
สมัยนี้โจทย์ข้อแรก คือ ลดต้นทุน แล้วทำกำไรครับ  รถสมัยนี้เลยดูไม่ทนเอาซะเลย  มันก็มีอีกหลายปัจจัยที่ให้เราได้คาดเดากัน เพราะไม่รู้ว่าจริงๆแล้วทางผู้ผลิตมีจุดประสงค์จริงๆคืออะไร  บางทีข้ออ้างที่ว่า  คุณภาพมาก่อน มันอาจจะไม่ได้เต็มเม็ดเต็มหน่วยเหมือนแต่ก่อนแล้วครับ

ที่น้า speedline พูดก็เป็นกรณีหนึ่งที่สำคัญๆ หรืออาจจะเป็นสมัยปัจจุบันที่ทางผู้ผลิตเค้าทำกันเลยก็ว่าได้ 

[speedline]

และอีกเหตุผลหนึ่ง...ผมมีบทความดีๆมาฝากกันครับ 

เทคโนโลยีการลดน้ำหนัก และการกระจายน้ำหนักในรถยนต์


น้ำหนักและผลจากน้ำหนักมีความเชื่องโยงกับสมรรถนะ และอัตราสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิงของรถยนต์โดยตรง รถยนต์สมัยใหม่ผู้ผลิตจึงให้ความสำคัญกับเรื่องน้ำหนักส่วนเกินมากยิ่งขึ้น จนอาจกล่าวได้ว่า เรื่องการลดน้ำหนักและการกระจายน้ำหนักได้เป็นสิ่งจำเป็น และกลายไปเป็นส่วนหนึ่งของระบบความปลอดภัยเชิงป้องกันการเกิดอุบัติเหตุ (Active Safety) ไปแล้ว

น้ำหนักของรถที่มากเกินไป และการกระจายน้ำหนักที่ไม่เหมาะสม จะส่งผลให้รถขาดเสถียรภาพในการทรงตัวและการบังคับควบคุม โดยเฉพาะเมื่อรถเคลื่อนที่ผ่านผิวถนนที่ขรุขระ ประเด็นเหล่านี้ไม่ใช่เรื่องที่จะมาปรับแก้กันได้ง่าย ๆ ในภายหลัง ต้องเริ่มต้นตั้งแต่ขั้นตอนการออกแบบ นอกจากตัวถังภายนอกที่สวยงาม ภายใน ซึ่งหมายถึงลักษณะโครงสร้าง ตำแหน่งการจัดวางอุปกรณ์ อาทิ เครื่องยนต์ กระปุกเกียร์ และช่วงล่างทั้งชุด จะต้องสอดคล้องสัมพันธ์กันทั้งหมดด้วย
เทคโนโลยีการลดน้ำหนักและการกระจายน้ำหนักในรถยนต์ เริ่มเข้ามามีบทบาทสำคัญในขบวนการออกแบบ เป็นทั้งเรื่องของความคิดสร้างสรรค์ และการคำนวณตามทฤษฎี เพื่อให้เกิดดุลยภาพระหว่างรูปทรงที่สวยงามของรถทั้งคัน และความเป็นไปได้ในเชิงวิศวกรรม เขาคิดกันอย่างไร เขาสร้างสรรค์กันอย่างไร ไปสำรวจกันครับ

น้ำหนักรถ
น้ำหนักรถ (Vehicle weight) หมายถึง น้ำหนักรถสุทธิ ซึ่งนับรวมอุปกรณ์ทั้งหมดที่จำเป็นต่อการทำงานของเครื่องยนต์ อาทิ น้ำมันเชื้อเพลิง, น้ำมันหล่อลื่นส่วนต่าง ๆ และน้ำหล่อเย็น แต่ไม่รวมน้ำหนักผู้โดยสาร (มาตรฐาน EU ใหม่ นับรวมคนขับเฉลี่ยน้ำหนักที่ 75 กิโลกรัม), สัมภาระในห้องโดยสาร, เครื่องมือต่าง ๆ และยางอะไหล่
น้ำหนักรถจัดเป็นโหลด (Load) อีกหนึ่งประเภทที่เครื่องยนต์จะต้องแบกรับ น้ำหนักรถที่ไม่สมดุลกับขนาดของเครื่องยนต์ จะทำให้เครื่องยนต์ต้องออกแรงมาก ด้วยการจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงเพิ่มขึ้น เพื่อมาชดเชยให้โหลดในส่วนนี้ จึงไม่จริงเสมอไปที่รถยนต์ใช้เครื่องยนต์ขนาดความจุน้อย จะประหยัดน้ำมันมากกว่ารถยนต์ที่ใช้เครื่องยนต์ที่มีขนาดความจุสูงกว่า โดยเฉพาะกับการใช้งานในเมือง การฉุดกระชากให้รถเคลื่อนที่ไปแต่ละครั้ง นับเป็นภาระที่สาหัสของรถเครื่องยนต์ขนาดเล็ก ขณะที่พวกรถเครื่องยนต์ใหญ่โต แรงบิดที่สูงกว่า จะช่วยให้ออกตัวได้ง่ายยิ่งขึ้น ซึ่งถ้าลองมาเปรียบเทียบกันอย่างจริงจัง ตัวแปรด้านน้ำหนักอาจส่งผลให้รถทั้ง 2 กลุ่มนี้ ซดน้ำมันในระดับที่ไม่แตกต่างกันเลย สำหรับการใช้งานในเมือง
นอกจากนี้ น้ำหนักของรถที่มากเกินไป ยังส่งผลต่อเนื่องไปถึงการทำงานของระบบกันสะเทือน อาการโยนตัวขณะรถวิ่งผ่านผิวถนนที่ไม่ราบเรียบ จะแปรผันไปตามน้ำหนักรถ รถยิ่งหนัก อาการโยนตัวและอาการโคลงก็จะมากขึ้น รถในอดีตประสบปัญหาเรื่องทำนองนี้ค่อนข้างมาก จนกระทั่งเทคโนโลยีด้านวัสดุก้าวหน้าขึ้น เราจึงได้เห็นเทคโนโลยีการลดน้ำหนักในรูปแบบที่เราคาดไม่ถึง


เทคโนโลยีการลดน้ำหนัก
หากเทียบเป็นเปอร์เซ็นต์ระหว่างส่วนประกอบต่าง ๆ ในรถยนต์หนึ่งคัน โครงสร้างรถจะแชร์น้ำหนักไปมากที่สุด รอง ๆ ลงมาก็จะเป็นเครื่องยนต์ กระปุกเกียร์ และช่วงล่างทั้งชุด เพราะฉะนั้น สำหรับเรื่องการลดน้ำหนัก วิศวกรจะให้ความสำคัญกับโครงสร้างเป็นอันดับแรก โครงสร้างของรถยนต์เปรียบได้กับโครงกระดูกของมนุษย์ ที่รับหน้าที่เป็นจุดยึด เป็นส่วนรับแรงให้กับอุปกรณ์ต่าง ๆ ยุคแรกของการออกแบบ โครงสร้างความแข็งแกร่งสำคัญเหนือสิ่งอื่นใด ยุคถัดมาโครงสร้างรถยนต์ที่ดี ท่อนหัวและท้ายต้องสามารถยุบตัวเพื่อดูดซับแรงกระแทกในยามเกิดอุบัติเหตุ เพื่อช่วยลดความเสียหายของห้องโดยสาร เป้าหมายต่อไปในการพัฒนามุ่งไปที่การลดน้ำหนัก ด้วยกรรมวิธีใดก็ได้ที่จะทำให้ตัวถังเบา โดยที่ความทนทานและความแข็งแรงยังคงเดิม หรือมากกว่าเดิมได้ยิ่งดี
การคำนวณโครงสร้างเพื่องานด้าน Chassis engineering ไม่ใช่งานง่าย ๆ ยิ่งมีตัวแปรเรื่องสมดุลน้ำหนักเข้ามาอีก ยิ่งหาจุดสิ้นสุดไม่พบ โดยเฉพาะเมื่อต้องใช้วัสดุชนิดเดียวกันถักทอขึ้นมาเป็นโครงสร้างรถ ช่วงแรกของการพัฒนาจึงมีความพยายามเสริมวัสดุประเภทอะลูมิเนียมผสมเข้ามาใช้แทนเหล็กในบางส่วนของตัวถัง อาทิ ฝากระโปรงหน้า แก้มข้าง หลังคา ฝากระโปรงท้าย แต่นั่นก็ยังไม่คำตอบสุดท้ายอยู่ดี

เราจะได้เห็นมาตรฐานใหม่ในการผลิตโครงสร้างจากรถสปอร์ตก่อนรถประเภทอื่น อย่างเช่น ตัวถังแบบ Monocoque ของ Mercedes-Benz SLR McLaren ซึ่งใช้วัสดุต่างชนิดกันมาขึ้นรูปเป็นตัวถัง ด้วยความก้าวหน้าของวัสดุส่งผลให้ ‘คาร์บอนไฟเบอร์’ ถูกนำมาใช้เป็นวัสดุหลัก จากจุดเด่นในเรื่องความเบา และได้รับการพัฒนาให้แข็งแรง ทนทานขึ้นอีกระดับ พร้อมตั้งชื่อใหม่ให้ว่า Rigid Carbonfiber เป็นหนึ่งในงานวิจัยของ Mercedes แอบทดลองใช้มานานแล้วในรถ F1 และจะถูกนำมาพัฒนาใช้ในรถนั่งทั่ว ๆ ไปในเร็ววันนี้
ดังนั้น SLR McLaren จึงนับได้ว่าเป็นนวัตกรรมด้านโครงสร้างรถยนต์ ซึ่งจะถูกเราใช้เป็นกรณีศึกษาต่อไป ตัวถัง Monocoque ของมันถูกแบ่งออกเป็น 2 ส่วน ส่วนแรกรับหน้าที่หิ้วเครื่องยนต์ และช่วงล่างด้านหน้า จะเป็นท่อนอะลูมิเนียมต่างขนาด รูปแบบโครงสร้างเชื่อมโยงกันตามหลักเรขาคณิต ที่คำนวณจุดรับแรงมาอย่างละเอียดถี่ถ้วนด้วยซูเปอร์คอมพิวเตอร์ โครงสร้างอะลูมิเนียมชุดนี้ต้องรองรับแรงบิดมหาศาลระดับ 780 Nm จากขุมพลัง V8 ซึ่งพ่วงมาด้วย ซูเปอร์ชาร์จ ท่อนหน้าทั้งฝั่งซ้ายและขวาของโครงสร้างอะลูมิเนียม จะต่ออยู่กับแท่งคาร์บอนไฟเบอร์ทรงกรวย มีความยาว 620 มิลลิเมตร และหนักเพียงท่อนละ 3.4 กิโลกรัม ซึ่งจะเชื่อมโยงต่อไปเป็นโครงสร้างด้านหน้ารถ ส่วนนี้จะพิเศษก็ตรงที่แท่งคาร์บอนไฟเบอร์ออกแบบมาให้สามารถ ‘ยุบตัว’ เพื่อ ‘ดูดซับ’ แรงกระแทก ในยามที่รถเกิดการปะทะมาจากทางด้านหน้า


ในส่วนของ Passenger cell ถัดจากโครงสร้างอะลูมิเนียม นับตั้งแต่ห้องโดยสารไปจนถึงท้ายรถจะเป็นคาร์บอนไฟเบอร์ทั้งหมด ส่วนนี้ได้รับออกแบบมาให้แข็งแกร่งพอที่จะใช้เป็นจุดติดตั้งช่วงล่างด้านหลัง ตัวถังลูกผสมของ SLR McLaren ต้องรับมือทั้งแรงบิดจากการเร่ง และแรงเค้นจากการเบรก รวมถึงการบิดตัวของโครงสร้างขณะรถอยู่ในโค้ง เป็นสารพัดแรงที่ไม่ได้สร้างปัญหาใด ๆ ให้กับสมรรถนะของ SLR McLaren แม้แต่น้อย
การลดน้ำหนักในส่วนของอุปกรณ์อื่น ๆ ยังมีอีก อาทิ วัสดุในการใช้เป็นส่วนประกอบของเครื่องยนต์ นอกจากทั้งเสื้อสูบและฝาสูบจะเป็นอะลูมินัมอัลลอยน้ำหนักเบาแล้ว ท่อรวมไอดี หรือฝาครอบเครื่องก็ผลิตจากพลาสติกสังเคราะห์ หรือไม่ก็วัสดุประเภทคาร์บอนเคฟลาร์ แนวโน้มในอนาคต วัสดุประเภทนี้น่าจะกระจายไปยังส่วนต่าง ๆ ของเครื่องยนต์มากเป็นลำดับ จากคุณสมบัติด้านการทนความร้อนที่ทำได้ดีขึ้นมาก ขณะที่ส่วนของระบบกันสะเทือน รถระดับพรีเมียมหลายโมเดลก็พัฒนาไปใช้อะลูมินัมอัลลอยกันเกือบทั้งหมด นอกจากจะเบากว่าเหล็กหล่ออัดขึ้นรูปแบบที่เคยใช้ในอดีตแล้ว แรงเฉื่อยที่ลดลงจากน้ำหนักที่เบาขึ้น จะช่วยลด ‘การเต้น’ ของชิ้นส่วนเคลื่อนที่ในระบบกันสะเทือนด้วย

ทำไมต้องกระจายน้ำหนัก
ความสมดุลเป็นอีกหนึ่งเป้าหมายที่วิศวกรต้องไปให้ถึง ถ้าให้น้ำหนักรถทั้งคันเป็น 100% ล้อคู่หน้าและล้อคู่หลังก็จะแบ่งไปเท่า ๆ กัน อย่างละ 50% ขณะที่น้ำหนักที่กดลงสู่แต่ละล้อ รวม 4 ล้อ ก็จะเฉลี่ยไปล้อละ 25% ฟังดูแล้วเหมือนเป็นเรื่องง่าย แต่ไม่ง่ายเลยสำหรับรถยนต์ทั้งคันที่มีส่วนประกอบย่อย ๆ นับพันนับหมื่นชิ้น จะเอาอะไรไว้ตรงไหน แต่ละส่วนประกอบมีน้ำหนักเฉลี่ยเท่าใด เป็นเรื่องที่ต้องคำนวณตั้งแต่ขั้นตอนการออกแบบ เป็นการคำนวณพร้อม ๆ กับการออกแบบโครงสร้างในคอมพิวเตอร์
รถยนต์ที่กระจายน้ำหนักไม่สมดุลจึงไม่ถือเป็นเรื่องผิดปกติ ตำแหน่งการวางเครื่องยนต์มีผลกับเรื่องนี้โดยตรง รถยนต์ที่วางเครื่องยนต์ไว้ด้านหน้า และขับเคลื่อนล้อหน้า น้ำหนักเฉลี่ยจะตกลงที่หน้ารถมากกว่าท้ายรถ (เครื่องยนต์+กระปุกเกียร์ อยู่ด้านหน้ารถ) ในทางตรงกันข้าม รถที่วางเครื่องยนต์ไว้ด้านหลัง น้ำหนักเฉลี่ยที่กดลงสู่ล้อคู่หลังก็จะมากกว่าล้อคู่หน้า ซึ่งทั้ง 2 แบบ ล้วนส่งผลกับความยากง่ายในการบังคับควบคุมรถ โดยเฉพาะในขณะรถเข้าโค้ง
กลุ่มแรก รถวางเครื่องยนต์หน้า ขับเคลื่อนล้อหน้า น้ำหนักเฉลี่ยที่กดลงสู่ด้านหน้ารถ จะทำให้รถเกิดอาการ ‘อันเดอร์สเตียร์’ (Understeer) หรืออาการหน้าดื้อโค้ง ขณะที่รถยนต์วางเครื่องหลังและขับเคลื่อนล้อหลัง ขณะเข้าโค้ง แรงเหวี่ยงจะไปตกลงที่ด้านท้ายรถ และฉุดให้ท้ายรถกวาดออกนอกโค้ง หรือที่เรียกว่า ‘โอเวอร์สเตียร์’ (Oversteer) ส่วนรถเครื่องยนต์วางกลางลำดูจะได้เปรียบรถทั้ง 2 กลุ่มข้างต้น ในเรื่องของการกระจายน้ำหนัก การวางเครื่องกลางลำ การกระจายน้ำหนักจะทำได้ใกล้เคียงจุดสมดุลมากกว่า ขณะเข้าโค้งจึงออกอาการเป็นกลาง หรือ ‘นิวทรัลสเตียร์’ (Neutral steer) รถประเภทนี้หลาย ๆ รุ่นจึงไม่แสดงอาการทั้งหน้าดื้อและท้ายปัด แต่พอจะหลุดโค้ง ก็จะแถออกไปเลยทั้งคัน
และทั้งหมด คือความสำคัญของการกระจายน้ำหนักในรถยนต์

หน้า:หลัง = 50:50 คือความสมดุล
หากคุณเป็นสาวก BMW จะเห็นว่า ผู้ผลิตรายนี้ให้ความสำคัญกับฟีลลิ่งและสมรรถนะของรถเป็นอันดับแรก การออกแบบรถแต่ละรุ่น วิศวกรจะให้ความสำคัญกับการกระจายน้ำหนัก (สู่ล้อคู่หน้าและหลัง) และความพยายามนั้นก็ขยับเข้าใกล้ความเป็นจริงมากขึ้นเป็นลำดับ จาก 54:46 ขยับมาเป็น 52:48 จนมาถึง 50:50 ได้ในที่สุด โดยทั้งหมดเป็นโครงสร้างมาตรฐาน (ไม่ใช่รถโมฯ เพื่อใช้ในการแข่งขัน) ตำแหน่งการจัดวางอุปกรณ์ปกติ รถยุคใหม่ของ BMW ได้รับการพัฒนาเพื่อลดน้ำหนัก และความสมดุลของน้ำหนักโดยเฉพาะ ขอยกตัวอย่างย้อนกลับไปสัก 1 เจเนอเรชั่นของ 5-Series หรือบอดี้ E60 จะมีเคล็ดลับอยู่ที่ Hybrid Technology หรือเทคโนโลยีลูกผสม เป็นการผสมผสานระหว่างงานเหล็กและงานอะลูมิเนียมเอาไว้ในโครงสร้างรถชิ้นเดียวกัน
BMW ยึดติดกับการวางเครื่องยนต์ไว้ด้านหน้าและขับเคลื่อนล้อหลัง เพื่อคงเอกลักษณ์เรื่องฟีลลิ่งที่ถ่ายทอดมาตั้งแต่ BMW รุ่นบรรพบุรุษ สิ่งที่ตามมาคือ น้ำหนักจะตกลงสู่ล้อคู่หน้ามากกว่าล้อคู่หลัง เพราะท่อนหน้าของรถต้องแบกรับน้ำหนักของเครื่องยนต์และเกียร์เอาไว้ วิศวกร BMW แก้ปัญหาโดยการทำให้โครงสร้างท่อนหน้าของรถนั้นให้มีน้ำหนักเบาลง เพื่อชดเชยน้ำหนักเครื่องยนต์ที่ตกลงมาที่หน้ารถ ไปลงเอยด้วยการใช้อะลูมิเนียมกับโครงสร้างท่อนหน้าทั้งท่อน ขณะที่โครงสร้างท่อนกลางและหลังยังคงเป็นเหล็กเหมือนเดิม การเฉลี่ยน้ำหนักจึงลงตัวได้ในที่สุด
ส่วนตัวช่วยในเรื่องการกระจายน้ำหนักก็ยังมีอีกหลายจุด ทั้งการวางตำแหน่งของถังน้ำมัน ให้ความสำคัญไม่เว้นแม้กระทั่งตำแหน่งที่อยู่ของแบตเตอรี่ จึงไม่แปลกที่ E60 เมื่อเฉลี่ยน้ำหนักลงสู่แต่ละล้อจะออกมาแบบเท่ากันพอดิบพอดี ที่ล้อละ 25%


ขณะที่ผู้ผลิตรายอื่น ๆ ก็ให้ความสำคัญกับเรื่องนี้ไม่ได้น้อยไปกว่า BMW ยกตัวอย่างเช่น MERCEDES-BENZ กับ SLS AMG, NISSAN กับ 370Z และ GT-R และ MAZDA กับ RX-8 รถตัวอย่างเหล่านี้ ได้ขยับเครื่องยนต์มาอยู่ด้านหลังเพลาหน้า แล้วเรียกการวางเครื่องในลักษณะนี้ว่า Front Mid-Engine

[Armynan]

และอีกเหตุผลหนึ่ง...ผมมีบทความดีๆมาฝากกันครับ 

เทคโนโลยีการลดน้ำหนัก และการกระจายน้ำหนักในรถยนต์


น้ำหนักและผลจากน้ำหนักมีความเชื่องโยงกับสมรรถนะ และอัตราสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิงของรถยนต์โดยตรง รถยนต์สมัยใหม่ผู้ผลิตจึงให้ความสำคัญกับเรื่องน้ำหนักส่วนเกินมากยิ่งขึ้น จนอาจกล่าวได้ว่า เรื่องการลดน้ำหนักและการกระจายน้ำหนักได้เป็นสิ่งจำเป็น และกลายไปเป็นส่วนหนึ่งของระบบความปลอดภัยเชิงป้องกันการเกิดอุบัติเหตุ (Active Safety) ไปแล้ว

น้ำหนักของรถที่มากเกินไป และการกระจายน้ำหนักที่ไม่เหมาะสม จะส่งผลให้รถขาดเสถียรภาพในการทรงตัวและการบังคับควบคุม โดยเฉพาะเมื่อรถเคลื่อนที่ผ่านผิวถนนที่ขรุขระ ประเด็นเหล่านี้ไม่ใช่เรื่องที่จะมาปรับแก้กันได้ง่าย ๆ ในภายหลัง ต้องเริ่มต้นตั้งแต่ขั้นตอนการออกแบบ นอกจากตัวถังภายนอกที่สวยงาม ภายใน ซึ่งหมายถึงลักษณะโครงสร้าง ตำแหน่งการจัดวางอุปกรณ์ อาทิ เครื่องยนต์ กระปุกเกียร์ และช่วงล่างทั้งชุด จะต้องสอดคล้องสัมพันธ์กันทั้งหมดด้วย
เทคโนโลยีการลดน้ำหนักและการกระจายน้ำหนักในรถยนต์ เริ่มเข้ามามีบทบาทสำคัญในขบวนการออกแบบ เป็นทั้งเรื่องของความคิดสร้างสรรค์ และการคำนวณตามทฤษฎี เพื่อให้เกิดดุลยภาพระหว่างรูปทรงที่สวยงามของรถทั้งคัน และความเป็นไปได้ในเชิงวิศวกรรม เขาคิดกันอย่างไร เขาสร้างสรรค์กันอย่างไร ไปสำรวจกันครับ

น้ำหนักรถ
น้ำหนักรถ (Vehicle weight) หมายถึง น้ำหนักรถสุทธิ ซึ่งนับรวมอุปกรณ์ทั้งหมดที่จำเป็นต่อการทำงานของเครื่องยนต์ อาทิ น้ำมันเชื้อเพลิง, น้ำมันหล่อลื่นส่วนต่าง ๆ และน้ำหล่อเย็น แต่ไม่รวมน้ำหนักผู้โดยสาร (มาตรฐาน EU ใหม่ นับรวมคนขับเฉลี่ยน้ำหนักที่ 75 กิโลกรัม), สัมภาระในห้องโดยสาร, เครื่องมือต่าง ๆ และยางอะไหล่
น้ำหนักรถจัดเป็นโหลด (Load) อีกหนึ่งประเภทที่เครื่องยนต์จะต้องแบกรับ น้ำหนักรถที่ไม่สมดุลกับขนาดของเครื่องยนต์ จะทำให้เครื่องยนต์ต้องออกแรงมาก ด้วยการจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงเพิ่มขึ้น เพื่อมาชดเชยให้โหลดในส่วนนี้ จึงไม่จริงเสมอไปที่รถยนต์ใช้เครื่องยนต์ขนาดความจุน้อย จะประหยัดน้ำมันมากกว่ารถยนต์ที่ใช้เครื่องยนต์ที่มีขนาดความจุสูงกว่า โดยเฉพาะกับการใช้งานในเมือง การฉุดกระชากให้รถเคลื่อนที่ไปแต่ละครั้ง นับเป็นภาระที่สาหัสของรถเครื่องยนต์ขนาดเล็ก ขณะที่พวกรถเครื่องยนต์ใหญ่โต แรงบิดที่สูงกว่า จะช่วยให้ออกตัวได้ง่ายยิ่งขึ้น ซึ่งถ้าลองมาเปรียบเทียบกันอย่างจริงจัง ตัวแปรด้านน้ำหนักอาจส่งผลให้รถทั้ง 2 กลุ่มนี้ ซดน้ำมันในระดับที่ไม่แตกต่างกันเลย สำหรับการใช้งานในเมือง
นอกจากนี้ น้ำหนักของรถที่มากเกินไป ยังส่งผลต่อเนื่องไปถึงการทำงานของระบบกันสะเทือน อาการโยนตัวขณะรถวิ่งผ่านผิวถนนที่ไม่ราบเรียบ จะแปรผันไปตามน้ำหนักรถ รถยิ่งหนัก อาการโยนตัวและอาการโคลงก็จะมากขึ้น รถในอดีตประสบปัญหาเรื่องทำนองนี้ค่อนข้างมาก จนกระทั่งเทคโนโลยีด้านวัสดุก้าวหน้าขึ้น เราจึงได้เห็นเทคโนโลยีการลดน้ำหนักในรูปแบบที่เราคาดไม่ถึง


เทคโนโลยีการลดน้ำหนัก
หากเทียบเป็นเปอร์เซ็นต์ระหว่างส่วนประกอบต่าง ๆ ในรถยนต์หนึ่งคัน โครงสร้างรถจะแชร์น้ำหนักไปมากที่สุด รอง ๆ ลงมาก็จะเป็นเครื่องยนต์ กระปุกเกียร์ และช่วงล่างทั้งชุด เพราะฉะนั้น สำหรับเรื่องการลดน้ำหนัก วิศวกรจะให้ความสำคัญกับโครงสร้างเป็นอันดับแรก โครงสร้างของรถยนต์เปรียบได้กับโครงกระดูกของมนุษย์ ที่รับหน้าที่เป็นจุดยึด เป็นส่วนรับแรงให้กับอุปกรณ์ต่าง ๆ ยุคแรกของการออกแบบ โครงสร้างความแข็งแกร่งสำคัญเหนือสิ่งอื่นใด ยุคถัดมาโครงสร้างรถยนต์ที่ดี ท่อนหัวและท้ายต้องสามารถยุบตัวเพื่อดูดซับแรงกระแทกในยามเกิดอุบัติเหตุ เพื่อช่วยลดความเสียหายของห้องโดยสาร เป้าหมายต่อไปในการพัฒนามุ่งไปที่การลดน้ำหนัก ด้วยกรรมวิธีใดก็ได้ที่จะทำให้ตัวถังเบา โดยที่ความทนทานและความแข็งแรงยังคงเดิม หรือมากกว่าเดิมได้ยิ่งดี
การคำนวณโครงสร้างเพื่องานด้าน Chassis engineering ไม่ใช่งานง่าย ๆ ยิ่งมีตัวแปรเรื่องสมดุลน้ำหนักเข้ามาอีก ยิ่งหาจุดสิ้นสุดไม่พบ โดยเฉพาะเมื่อต้องใช้วัสดุชนิดเดียวกันถักทอขึ้นมาเป็นโครงสร้างรถ ช่วงแรกของการพัฒนาจึงมีความพยายามเสริมวัสดุประเภทอะลูมิเนียมผสมเข้ามาใช้แทนเหล็กในบางส่วนของตัวถัง อาทิ ฝากระโปรงหน้า แก้มข้าง หลังคา ฝากระโปรงท้าย แต่นั่นก็ยังไม่คำตอบสุดท้ายอยู่ดี

เราจะได้เห็นมาตรฐานใหม่ในการผลิตโครงสร้างจากรถสปอร์ตก่อนรถประเภทอื่น อย่างเช่น ตัวถังแบบ Monocoque ของ Mercedes-Benz SLR McLaren ซึ่งใช้วัสดุต่างชนิดกันมาขึ้นรูปเป็นตัวถัง ด้วยความก้าวหน้าของวัสดุส่งผลให้ ‘คาร์บอนไฟเบอร์’ ถูกนำมาใช้เป็นวัสดุหลัก จากจุดเด่นในเรื่องความเบา และได้รับการพัฒนาให้แข็งแรง ทนทานขึ้นอีกระดับ พร้อมตั้งชื่อใหม่ให้ว่า Rigid Carbonfiber เป็นหนึ่งในงานวิจัยของ Mercedes แอบทดลองใช้มานานแล้วในรถ F1 และจะถูกนำมาพัฒนาใช้ในรถนั่งทั่ว ๆ ไปในเร็ววันนี้
ดังนั้น SLR McLaren จึงนับได้ว่าเป็นนวัตกรรมด้านโครงสร้างรถยนต์ ซึ่งจะถูกเราใช้เป็นกรณีศึกษาต่อไป ตัวถัง Monocoque ของมันถูกแบ่งออกเป็น 2 ส่วน ส่วนแรกรับหน้าที่หิ้วเครื่องยนต์ และช่วงล่างด้านหน้า จะเป็นท่อนอะลูมิเนียมต่างขนาด รูปแบบโครงสร้างเชื่อมโยงกันตามหลักเรขาคณิต ที่คำนวณจุดรับแรงมาอย่างละเอียดถี่ถ้วนด้วยซูเปอร์คอมพิวเตอร์ โครงสร้างอะลูมิเนียมชุดนี้ต้องรองรับแรงบิดมหาศาลระดับ 780 Nm จากขุมพลัง V8 ซึ่งพ่วงมาด้วย ซูเปอร์ชาร์จ ท่อนหน้าทั้งฝั่งซ้ายและขวาของโครงสร้างอะลูมิเนียม จะต่ออยู่กับแท่งคาร์บอนไฟเบอร์ทรงกรวย มีความยาว 620 มิลลิเมตร และหนักเพียงท่อนละ 3.4 กิโลกรัม ซึ่งจะเชื่อมโยงต่อไปเป็นโครงสร้างด้านหน้ารถ ส่วนนี้จะพิเศษก็ตรงที่แท่งคาร์บอนไฟเบอร์ออกแบบมาให้สามารถ ‘ยุบตัว’ เพื่อ ‘ดูดซับ’ แรงกระแทก ในยามที่รถเกิดการปะทะมาจากทางด้านหน้า


ในส่วนของ Passenger cell ถัดจากโครงสร้างอะลูมิเนียม นับตั้งแต่ห้องโดยสารไปจนถึงท้ายรถจะเป็นคาร์บอนไฟเบอร์ทั้งหมด ส่วนนี้ได้รับออกแบบมาให้แข็งแกร่งพอที่จะใช้เป็นจุดติดตั้งช่วงล่างด้านหลัง ตัวถังลูกผสมของ SLR McLaren ต้องรับมือทั้งแรงบิดจากการเร่ง และแรงเค้นจากการเบรก รวมถึงการบิดตัวของโครงสร้างขณะรถอยู่ในโค้ง เป็นสารพัดแรงที่ไม่ได้สร้างปัญหาใด ๆ ให้กับสมรรถนะของ SLR McLaren แม้แต่น้อย
การลดน้ำหนักในส่วนของอุปกรณ์อื่น ๆ ยังมีอีก อาทิ วัสดุในการใช้เป็นส่วนประกอบของเครื่องยนต์ นอกจากทั้งเสื้อสูบและฝาสูบจะเป็นอะลูมินัมอัลลอยน้ำหนักเบาแล้ว ท่อรวมไอดี หรือฝาครอบเครื่องก็ผลิตจากพลาสติกสังเคราะห์ หรือไม่ก็วัสดุประเภทคาร์บอนเคฟลาร์ แนวโน้มในอนาคต วัสดุประเภทนี้น่าจะกระจายไปยังส่วนต่าง ๆ ของเครื่องยนต์มากเป็นลำดับ จากคุณสมบัติด้านการทนความร้อนที่ทำได้ดีขึ้นมาก ขณะที่ส่วนของระบบกันสะเทือน รถระดับพรีเมียมหลายโมเดลก็พัฒนาไปใช้อะลูมินัมอัลลอยกันเกือบทั้งหมด นอกจากจะเบากว่าเหล็กหล่ออัดขึ้นรูปแบบที่เคยใช้ในอดีตแล้ว แรงเฉื่อยที่ลดลงจากน้ำหนักที่เบาขึ้น จะช่วยลด ‘การเต้น’ ของชิ้นส่วนเคลื่อนที่ในระบบกันสะเทือนด้วย

ทำไมต้องกระจายน้ำหนัก
ความสมดุลเป็นอีกหนึ่งเป้าหมายที่วิศวกรต้องไปให้ถึง ถ้าให้น้ำหนักรถทั้งคันเป็น 100% ล้อคู่หน้าและล้อคู่หลังก็จะแบ่งไปเท่า ๆ กัน อย่างละ 50% ขณะที่น้ำหนักที่กดลงสู่แต่ละล้อ รวม 4 ล้อ ก็จะเฉลี่ยไปล้อละ 25% ฟังดูแล้วเหมือนเป็นเรื่องง่าย แต่ไม่ง่ายเลยสำหรับรถยนต์ทั้งคันที่มีส่วนประกอบย่อย ๆ นับพันนับหมื่นชิ้น จะเอาอะไรไว้ตรงไหน แต่ละส่วนประกอบมีน้ำหนักเฉลี่ยเท่าใด เป็นเรื่องที่ต้องคำนวณตั้งแต่ขั้นตอนการออกแบบ เป็นการคำนวณพร้อม ๆ กับการออกแบบโครงสร้างในคอมพิวเตอร์
รถยนต์ที่กระจายน้ำหนักไม่สมดุลจึงไม่ถือเป็นเรื่องผิดปกติ ตำแหน่งการวางเครื่องยนต์มีผลกับเรื่องนี้โดยตรง รถยนต์ที่วางเครื่องยนต์ไว้ด้านหน้า และขับเคลื่อนล้อหน้า น้ำหนักเฉลี่ยจะตกลงที่หน้ารถมากกว่าท้ายรถ (เครื่องยนต์+กระปุกเกียร์ อยู่ด้านหน้ารถ) ในทางตรงกันข้าม รถที่วางเครื่องยนต์ไว้ด้านหลัง น้ำหนักเฉลี่ยที่กดลงสู่ล้อคู่หลังก็จะมากกว่าล้อคู่หน้า ซึ่งทั้ง 2 แบบ ล้วนส่งผลกับความยากง่ายในการบังคับควบคุมรถ โดยเฉพาะในขณะรถเข้าโค้ง
กลุ่มแรก รถวางเครื่องยนต์หน้า ขับเคลื่อนล้อหน้า น้ำหนักเฉลี่ยที่กดลงสู่ด้านหน้ารถ จะทำให้รถเกิดอาการ ‘อันเดอร์สเตียร์’ (Understeer) หรืออาการหน้าดื้อโค้ง ขณะที่รถยนต์วางเครื่องหลังและขับเคลื่อนล้อหลัง ขณะเข้าโค้ง แรงเหวี่ยงจะไปตกลงที่ด้านท้ายรถ และฉุดให้ท้ายรถกวาดออกนอกโค้ง หรือที่เรียกว่า ‘โอเวอร์สเตียร์’ (Oversteer) ส่วนรถเครื่องยนต์วางกลางลำดูจะได้เปรียบรถทั้ง 2 กลุ่มข้างต้น ในเรื่องของการกระจายน้ำหนัก การวางเครื่องกลางลำ การกระจายน้ำหนักจะทำได้ใกล้เคียงจุดสมดุลมากกว่า ขณะเข้าโค้งจึงออกอาการเป็นกลาง หรือ ‘นิวทรัลสเตียร์’ (Neutral steer) รถประเภทนี้หลาย ๆ รุ่นจึงไม่แสดงอาการทั้งหน้าดื้อและท้ายปัด แต่พอจะหลุดโค้ง ก็จะแถออกไปเลยทั้งคัน
และทั้งหมด คือความสำคัญของการกระจายน้ำหนักในรถยนต์

หน้า:หลัง = 50:50 คือความสมดุล
หากคุณเป็นสาวก BMW จะเห็นว่า ผู้ผลิตรายนี้ให้ความสำคัญกับฟีลลิ่งและสมรรถนะของรถเป็นอันดับแรก การออกแบบรถแต่ละรุ่น วิศวกรจะให้ความสำคัญกับการกระจายน้ำหนัก (สู่ล้อคู่หน้าและหลัง) และความพยายามนั้นก็ขยับเข้าใกล้ความเป็นจริงมากขึ้นเป็นลำดับ จาก 54:46 ขยับมาเป็น 52:48 จนมาถึง 50:50 ได้ในที่สุด โดยทั้งหมดเป็นโครงสร้างมาตรฐาน (ไม่ใช่รถโมฯ เพื่อใช้ในการแข่งขัน) ตำแหน่งการจัดวางอุปกรณ์ปกติ รถยุคใหม่ของ BMW ได้รับการพัฒนาเพื่อลดน้ำหนัก และความสมดุลของน้ำหนักโดยเฉพาะ ขอยกตัวอย่างย้อนกลับไปสัก 1 เจเนอเรชั่นของ 5-Series หรือบอดี้ E60 จะมีเคล็ดลับอยู่ที่ Hybrid Technology หรือเทคโนโลยีลูกผสม เป็นการผสมผสานระหว่างงานเหล็กและงานอะลูมิเนียมเอาไว้ในโครงสร้างรถชิ้นเดียวกัน
BMW ยึดติดกับการวางเครื่องยนต์ไว้ด้านหน้าและขับเคลื่อนล้อหลัง เพื่อคงเอกลักษณ์เรื่องฟีลลิ่งที่ถ่ายทอดมาตั้งแต่ BMW รุ่นบรรพบุรุษ สิ่งที่ตามมาคือ น้ำหนักจะตกลงสู่ล้อคู่หน้ามากกว่าล้อคู่หลัง เพราะท่อนหน้าของรถต้องแบกรับน้ำหนักของเครื่องยนต์และเกียร์เอาไว้ วิศวกร BMW แก้ปัญหาโดยการทำให้โครงสร้างท่อนหน้าของรถนั้นให้มีน้ำหนักเบาลง เพื่อชดเชยน้ำหนักเครื่องยนต์ที่ตกลงมาที่หน้ารถ ไปลงเอยด้วยการใช้อะลูมิเนียมกับโครงสร้างท่อนหน้าทั้งท่อน ขณะที่โครงสร้างท่อนกลางและหลังยังคงเป็นเหล็กเหมือนเดิม การเฉลี่ยน้ำหนักจึงลงตัวได้ในที่สุด
ส่วนตัวช่วยในเรื่องการกระจายน้ำหนักก็ยังมีอีกหลายจุด ทั้งการวางตำแหน่งของถังน้ำมัน ให้ความสำคัญไม่เว้นแม้กระทั่งตำแหน่งที่อยู่ของแบตเตอรี่ จึงไม่แปลกที่ E60 เมื่อเฉลี่ยน้ำหนักลงสู่แต่ละล้อจะออกมาแบบเท่ากันพอดิบพอดี ที่ล้อละ 25%


ขณะที่ผู้ผลิตรายอื่น ๆ ก็ให้ความสำคัญกับเรื่องนี้ไม่ได้น้อยไปกว่า BMW ยกตัวอย่างเช่น MERCEDES-BENZ กับ SLS AMG, NISSAN กับ 370Z และ GT-R และ MAZDA กับ RX-8 รถตัวอย่างเหล่านี้ ได้ขยับเครื่องยนต์มาอยู่ด้านหลังเพลาหน้า แล้วเรียกการวางเครื่องในลักษณะนี้ว่า Front Mid-Engine

แวะมาเก็บข้อมูล....ขอบคุณกับข้อมูลดีๆ