ถ้าพูดถึงสมรรถนะการขับขี่ของรถยนต์ หลายๆ คนอาจจะเข้าใจว่ามันเกี่ยวข้องกับ “ระบบช่วงล่าง” แต่เพียงอย่างเดียวเท่านั้น แต่เชื่อหรือไม่ว่า... “ระบบขับเคลื่อน” ของตัวรถก็เป็นอีกปัจจัยหนึ่งที่มีผลต่อสมรรถนะการขับขี่ไม่แพ้กัน นอกจากจะมีผลกระทบต่อการควบคุมรถแล้ว “ระบบขับเคลื่อน” ยังมีผลในเรื่องของประสิทธิภาพการส่งกำลัง การกระจายน้ำหนัก รวมไปถึงอัตราเร่งของตัวรถอีกด้วย
วันนี้ BoxzaRacing จะพาไปวิเคราะห์จุดดี-จุดเด่นของระบบขับเคลื่อนแต่ละแบบ เริ่มตั้งแต่...ระบบขับเคลื่อนพิมพ์นิยมอย่าง “ขับหน้า” ...ต่อกันด้วยระบบขับเคลื่อนขวัญใจสายดริฟท์ นั่นก็คือ “ขับหลัง” และสุดท้ายก็คือระบบขับเคลื่อนของสาวกแรลลี่ ซึ่งก็คือระบบ“ขับเคลื่อนสี่ล้อ” นั่นเองครับ
นอกจากระบบขับเคลื่อนแล้ว ตำแหน่งของเครื่องยนต์ก็มีผลต่อสมรรถนะการขับขี่เช่นเดียวกัน เพราะฉะนั้นในบทความนี้ ยังได้มีการอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างตำแหน่งเครื่องยนต์และระบบขับเคลื่อนอีกด้วย โดยเครื่องหมาย (+) จะหมายถึงข้อดี ส่วนเครื่องหมาย (-) หมายถึงจุดด้อยหรือว่าข้อเสียนั่นเองครับ
ขับเคลื่อนล้อหน้า - FWD (Front-wheel-drive)
ร้อยทั้งร้อยของรถยนต์ที่ขับเคลื่อนล้อหน้า จะติดตั้งเครื่องยนต์ไว้ที่ด้านหน้าขอตัวรถ ซึ่งทำให้การส่งกำลังเป็นไปอย่างง่ายดายและไม่มีความซับซ้อนในระบบมากนัก นอกจากนั้นยังมีข้อได้เปรียบในเรื่องของต้นทุนการผลิต ซึ่งนี่ก็เป็นอีกสาเหตุหนึ่งที่ว่ารถยนต์ในปัจจุบันนี้ ล้วนแล้วแต่ใช้ขับระบบเคลื่อนล้อหน้า
(+) ล้อหน้ามีแรงยึดเกาะเพิ่มขึ้น
ข้อดีอย่างแรกเลยก็คือว่า รถยนต์ขับเคลื่อนล้อหน้าโดยมากแล้ว จะติดตั้งเครื่องยนต์ไว้ที่ตำแหน่งด้านหน้าของตัวรถ ดังนั้น น้ำหนักส่วนใหญ่จะตกลงบนเพลาของล้อคู่หน้าซึ่งเป็นล้อขับเคลื่อน เป็นผลให้ล้อหน้าสามารถสร้างแรงยึดเกาะหรือที่เรียกว่า “แทร็คชั่น” (Traction) ได้อย่างเต็มที่นั่นเอง
(+) ระบบขับเคลื่อนมีน้ำหนักเบา
เนื่องด้วยเหตุผลที่ว่า ระบบขับเคลื่อนล้อหน้าส่วนใหญ่จะต่อเข้ากับเครื่องยนต์โดยตรงและกระจายแรงบิดผ่านเพลาขับซ้าย-ขวา ทำให้ระบบขับเคลื่อนที่แบบนี้มีขนาดกะทัดรัดและมีน้ำหนักเบา เป็นผลดีต่ออัตราเร่งและอัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิง
(-) สูญเสียแรงยึดเกาะระหว่างออกตัว
ในระหว่างการออกตัว น้ำหนักของตัวรถทั้งคันจะถ่ายไปทางด้านหลังของตัวรถ ส่งผลให้ล้อหน้าซึ่งเป็นล้อขับเคลื่อนสูญเสียแรงยึดเกาะอย่างช่วยไม่ได้ เพราะเหตุนี้ มันจึงไม่แปลกที่เราจะเห็นรถแข่งที่ขับเคลื่อนล้อหน้า ออกตัวแบบฟรีกันควันท่วมเลยครับ โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับรถแข่งแรงม้าสูงๆ นี่ ไม่ต้องพูดถึงเลยครับ ฟรียาวๆ ไปถึงเกียร์ 4 เลยก็มี!
(-) มีการกระจายน้ำหนักที่ไม่สมดุล (หนักหน้า)
ถึงแม้ว่าการที่มีน้ำหนักถ่ายทอดลงบนล้อคู่หน้าจะเป็นผลดีต่อแรงยึดเกาะ แต่ทว่าเป็นผลเสียต่อ “การกระจายน้ำหนัก” ของตัวรถทั้งคัน ซึ่งในทางอุดมคติแล้ว น้ำหนักที่กระจายลงสู่ล้อคู่หน้าและล้อคู่หลังควรจะเท่ากัน ซึ่งเราเรียกว่าการกระจายน้ำหนักแบบ 50:50 นั่นเองครับ
ขับเคลื่อนล้อหลัง – RWD (Rear-wheel-drive)
รถยนต์ที่ขับเคลื่อนล้อหลัง ส่วนใหญ่แล้วจะมีการวางเครื่องยนต์ตามแนวแกนของตัวรถ (Longitudinal) เพราะฉะนั้นจึงสามารถที่จะวางเครื่องยนต์ที่มีความจุมากๆ และจำนวนกระบอกสูบมากๆ ได้ เป็นต้นว่า V8, V10 หรือแม้กระทั่ง V12 ผิดกับรถยนต์ขับเคลื่อนล้อหน้าที่จะวางเครื่องในแนวขวางกับตัวรถ (Transverse) เพราะฉะนั้นแล้ว เครื่องยนต์ที่ใช้สำหรับรถยนต์ขับเคลื่อนล้อหน้า จะเป็นเครื่องขนาดเล็ก-ขนาดกลาง ซึ่งมีกำลังน้อยกว่ามาก
ระบบการขับเคลื่อนล้อหลังถือเป็นเอกลักษณ์ของรถสปอร์ตสมรรถนะสูง ซึ่งกลายมาเป็นเสน่ห์และจุดขายของรถยนต์ประเภทนี้ นอกจากนั้น ระบบการขับเคลื่อนล้อหลังสามารถแบ่งแยกย่อยตามตำแหน่งของเครื่องยนต์ได้อีก 3 ประเภทครับ ซึ่งประกอบไปด้วย FR (Front-engine RWD), FMR (Front-mid-engine RWD) และ RR (Rear-engine RWD) ส่วนข้อดี-ข้อเสียของระบบขับเคลื่อนล้อหลังนั้น สามารถสรุปได้ดังนี้ครับ
(+) การกระจายน้ำหนักของตัวรถ
แน่นอนว่ารถยนต์ที่ขับเคลื่อนล้อหลังนั้น มีการกระจายน้ำหนักที่เข้าใกล้อัตราส่วน 50:50 เนื่องจากว่ามีน้ำหนักของเพลาขับและเฟืองท้ายที่ถ่ายทอดน้ำหนักลงบนล้อคู่หลัง ซึ่งเป็นการช่วยถ่วงน้ำหนักของเครื่องยนต์ที่ถูกติดตั้งไว้ที่ด้านหน้าของตัวรถ (สำหรับระบบขับเคลื่อนประเภท FR)
โดยเฉพาะเลย์เอาท์แบบ FMR (Front-mid-engine RWD) ซึ่งเป็นการ “ร่น” ตำแหน่งของเครื่องยนต์ให้เข้ามาใกล้ห้องโดยสารมากยิ่งขึ้น ซึ่งจะทำให้การกระจายน้ำหนักมีความสมดุลมากกว่าเดิม ยกตัวอย่างเช่น Honda S2000 คันข้างบนนี้ เป็นรถที่มีเลย์เอาท์แบบ FMR ซึ่งมีอัตราส่วนการกระจายน้ำหนักที่สมบูรณ์แบบ นั่นก็คือ 50:50 นั่นเองครับ
(+) การถ่ายน้ำหนักของตัวรถขณะออกตัว
และนี่ก็ถือเป็นข้อได้เปรียบที่ชัดเจนของรถขับหลังเมื่อเทียบกับรถขับหน้า ในขณะที่เร่งออกตัวจากจุดหยุดนิ่ง น้ำหนักของตัวรถจะมีการถ่ายเทไปที่ล้อคู่หลังซึ่งเป็นล้อขับเคลื่อน ส่งผลให้แรงยึดเกาะของล้อหลังมีค่าเพิ่มขึ้นอย่างมหาศาล
(+) สมรรถนะในการควบคุม
สำหรับรถขับเคลื่อนล้อหลังแล้ว ล้อหน้าซึ่งทำหน้าที่เป็นล้อบังคับการเคลื่อนที่ จะไม่ได้ถูกต่ออยู่กับระบบส่งกำลังโดยตรง เพราะฉะนั้น การตอบสนองของพวงมาลัยขณะเข้าโค้งจะมีความเป็นธรรมชาติมากกว่า เป็นผลให้รถขับหลังมีสมรรถนะการขับขี่ที่สมบูรณ์แบบ ซึ่งเป็นอะไรที่หาไม่ได้จากรถขับหน้า
(-) “โอเวอร์-สเตียร์” คือ ศัตรูของรถขับหลัง
อาการ “โอเวอร์-สเตียร์” หรือ อาการ “ท้ายปัด” ถือเป็นศัตรูตัวฉกาจของรถยนต์ขับเคลื่อนล้อหลัง โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับรถยนต์ที่มีแรงม้าสูงๆ อาการท้ายปัดนี้...ถือเป็นอาการที่แก้ยากกว่า “อันเดอร์-สเตียร์” (อาการหน้าดื้อ) ที่เกิดขึ้นในรถขับหน้า ยิ่งถ้าเป็นรถยนต์ที่ใช้เทอร์โบด้วยแล้ว ช่วงที่บูสท์มาถือเป็นช่วงเวลาที่เสี่ยงต่อการเกิดโอเวอร์-สเตียร์มากที่สุด
จะว่าไป...อาการโอเวอร์-สเตียร์ก็ใช่ว่าจะเป็นข้อเสีย เพราะว่าอาการท้ายปัดของรถขับหลังถือว่าเป็นหนึ่งใน “ความสนุกสนาน” ของการขับขี่ มีรถยนต์หลายรุ่นที่ถูกเซ็ทอัพช่วงล่างมาให้รถออกอาการท้ายปัดได้ง่ายกว่าปกติ ซึ่งถือเป็นการสร้างสีสันให้กับการขับรถ
(-) ประสิทธิภาพในการส่งกำลังน้อยกว่า
ระบบขับเคลื่อนล้อหลังมีประสิทธิภาพการส่งกำลังน้อยกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับระบบขับเคลื่อนล้อหน้า ซึ่งเป็นผลมาจากการที่มีชิ้นส่วนส่งกำลังมากกว่า แน่นอนว่าชิ้นส่วนที่ผมพูดถึงนี้รวมไปถึงเพลากลางด้วย เพราะเหตุนี้ ระบบขับหลังจึงทำให้จำนวนแรงม้าถ่ายทอดจากเครื่องยนต์ไปยังล้อหลัง...หายไปมากถึง 17%!!
ขับเคลื่อนสี่ล้อ – 4WD (Four-wheel-drive)
ปกติแล้ว รถยนต์ประเภทขับเคลื่อนสี่ล้อจะมีเครื่องยนต์อยู่ที่ตำแหน่งด้านหน้า ซึ่งถูกติดตั้งในแนวขวางตัวรถ นอกนากนั้นยังมีรถยนต์บางประเภทที่มีการวางเครื่องยนต์ไว้ที่กลางลำ (Mid-engine) แล้วส่งกำลังขับเคลื่อนล้อทั้งสี่ ซึ่งการติดตั้งเครื่องยนต์ในลักษณะนี้ จะทำให้มีการกระจายน้ำหนักที่เข้าใกล้ 50:50 มากกว่านั่นเองครับ
Nissan GTR เป็นรถยนต์ที่มีเครื่องยนต์อยู่ด้านหน้า (Front-engine) และใช้ระบบขับเคลื่อนสี่ล้อ แต่ที่แปลกก็คือว่า ชุดเกียร์ของ GTR คันนี้ถูกนำไปไว้ที่ด้านท้ายของตัวรถ ซึ่งทำให้สามารถรักษาอัตราส่วนการกระจายน้ำหนักให้เข้าใกล้ค่าอุดมคติ 50:50 ได้อย่างชาญฉลาด สำหรับข้อเด่น-ข้อด้อยของระบบขับเคลื่อนประเภทนี้จะมีอะไรบ้าง ผมสรุปไว้ข้างล่างแล้วครับ
(+) “แรงยึดเกาะ” ระดับพระเจ้า
ข้อได้เปรียบที่โดดเด่นที่สุดของรถยนต์ขับเคลื่อนสี่ล้อก็คือ “แรงยึดเกาะ” นั่นเองครับ ด้วยแรงยึดเกาะมหาศาลทำให้สามารถถ่ายทอดแรงม้าจากเครื่องยนต์ลงไปที่ล้อทั้งสี่ได้แบบไม่มีขาดไม่มีเกิน เป็นผลให้รถขับเคลื่อนสี่ล้อมีอัตราเร่งที่เร็วจนน่าขนลุก
(-) ระบบขับเคลื่อนมีน้ำหนักมาก
เนื่องจากว่าระบบขับเคลื่อนสี่ล้อนั้น ต้องอาศัยเพลาเพื่อส่งกำลังไปขับเคลื่อนล้อทั้ง 4 ซึ่งแน่นอนว่าน้ำหนักของระบบส่งกำลัง อีกทั้ง เพราะฉะนั้น รถประเภทนี้ต้องมีกำลังเครื่องยนต์มากพอสมควรเพื่อที่จะเอาชนะแรงเฉื่อยมหาศาลของระบบส่งกำลังแบบสี่ล้อ
(-) แรงม้าสูญเสียไปกับระบบขับเคลื่อน
ถึงแม้ระบบขับเคลื่อนสี่ล้อจะสามารถถ่ายทอดกำลังไปสู่ล้อทั้ง 4 ได้อย่างสมบูรณ์แบบ แต่ทว่าระหว่างการส่งถ่ายกำลังนั้น แรงม้าจะสูญเสียไปกับการเอาชนะความเฉื่อยและความซับซ้อนของระบบ ทำให้แรงม้าสุทธิที่ลงสู่ล้อหายไปเกือบ 20%!?
ก็ครบถ้วนกระบวนความเรียบร้อยครับสำหรับบทความนี้ หวังเป็นอย่างยิ่งว่าท่านผู้อ่านจะได้รับความรู้จากเนื้อหาไม่มากก็น้อย สำหรับบทความความรู้ยานยนต์/เทคโนโลยียานยนต์บทความต่อๆ ไปนั้น ท่านผู้อ่านสามารถติดตามได้ที่ BoxzaRacing เช่นเคยครับ
