หน่วยการเรียนรู้ที่ 1 โครงรถ

หน่วยที่  1

โครงสร้างและตัวถังรถยนต์

รถยนต์ (Car , Automobile) หมายถึง ยานพาหนะทางบกที่ขับเคลื่อนที่ด้วยพลังงานเครื่องยนต์ ส่งผ่าน คลัตช์ กระปุกเกียร์ เพลากลาง เฟืองท้าย เพลาขับ และถ่ายทอดลงสู่ล้อ เพื่อพาผู้ขับ ผู้โดยสาร หรือสิ่งของ ไปยังจุดหมายปลายทาง ปัจจุบัน รถยนต์โดยส่วนมากได้รับการออกแบบในทางวิศวกรรม และหลากหลายประเภท ตามความเหมาะสมของการใช้งาน หรือการเลือกสำหรับงานเฉพาะกิจ  

เครื่องล่างรถยนต์มีส่วนประกอบด้วย

        1. โครงรถยนต์

        2.  ระบบรองรับน้ำหนัก

        3.  ระบบบังคับเลียว

        4.  ระบบเบรก

        5.  ล้อและยาง

1. ลักษณะทั่วไปของโครงรถ (General  description  of  frames)

                โครงรถจะมีน้ำหนักเบา มีความ มั่นคงแข็งแรง เพื่อให้สามารถรับน้ำหนักและภาระ (Loop)   อื่น ๆ ได้ดี รวมทั้งยังต้องสามารถทนต่อแรงบิดเบี้ยว คด งอ การเกิดความเค้น และความเครียดที่เกิดขึ้นจากลักษะการใช้งาน ของผู้ขับขี่ในสภาวะสภาพถนน และลักษณะพื้นที่ของประเทศที่แตกต่างกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในรถบรรทุกต่าง ๆ ดังนั้นวัสดุที่นำมาใช้ทำโครงรถจึงจำเป็นต้องใช้วัสดุที่มีคุณสมบัติที่ตรงตามความต้องการของผู้ผลิตโดยวัสดุที่ใช้ทำโครงรถส่วนมาก จะเป็นเหล็กรีดเย็น บางแบบอาจใช้เหล็กผสมที่ผ่านกระบวนการวิธีทางความร้อนเพื่อทำให้มีน้ำหนักเบาแต่มีความแข็งแรงมาก ซึ่งเหล็กเหล่านี้จะนำมาผ่านกระบวนการผลิตอัดขึ้นรูปโดยไม่ต้องใช้ความร้อนช่วย

                โครงเหล็กคือส่วนที่สำคัญของโครงรถ  โดยเหล็กด้านข้างของโครงรถจะสร้างจากนำเหล็กลักษณะเป็นรูปตัวยู ผ่านกระบวนการผลิตอัดขึ้นรูป และนำเหล็ก 2  ท่อน มาประกบ เข้าด้วยกันจะมีรูปลักษณะเป็นรูปกล่อง (Box- shaped channel section) และเชื่อมให้ติดกันโดยแต่ละท่อนจะมีความยาวเกือบเท่าหรืออาจยาวเท่ากับตัวรถก็เป็นได้ขึ้นอยู่กับการออกแบบของผู้ผลิตเพื่อใช้ทำโครงรถประเภทใด        ดังรูปที่ 1.1 

รูปที่ 1.1 แสดงเหล็กด้านข้างของโครงรถ

2. ลักษณะรูปแบบของรถยนต์นั่ง  ที่ใช้ ในปัจจุบันมีดังนี้

                     2.1 รูปแบบรถยนต์นั่ง แบบซีดาน (Sedan) มีลักษณะการออกแบบของตัวถัง ห้องโดยสาร เบาะนั่งทั้งด้านหน้าและด้านหลังให้พอเหมาะกับจำนวนของผู้โดยสารตั้งแต่ 2 ถึง 4 คน มีทั้ง 2 และ 4 ประตูมีเสาประตูหน้าและหลัง ดังรูปที่ 1.2 

รูปที่ 1.2 แสดงแบบซีดาน

                     2.2  รูปแบบรถยนต์นั่งแบบฮาร์ดทอป (Hardtop) มีลักษณะที่แตกต่างจากแบบซีดานก็คือ           จะไม่มีเสาประตูกลาง ดังรูปที่ 1.3

รูปที่ 1.3 แสดงแบบฮาร์ดทอป

                  2.3 รูปแบบรถยนต์นั่งแบบลิฟต์แบ็ก (Liftback) มีความแตกต่างจากแบบซีดานและแบบฮาร์ดทอปคือฝาท้ายจะต่อโดยตรงจากส่วนบนของห้องโดยสารซึ่งก็มีทั้ง 3 ประตูและ 5  ประตู            ดังรูปที่1.4 

รูปที่ 1.4 แสดงแบบลิฟต์แบ็ก

                     2.4  รูปแบบรถยนต์นั่งแบบสเตชันแวกอน (Station wagon) มีลักษณะที่ถูกออกแบบให้มีหลังคาที่ยาวตรงไปถึงด้านหลัง ทำให้มีห้องเก็บสัมภาระที่อยู่ทางด้านหลังเบาะที่นั่งผู้โดยสารด้านหลังมีพื้นที่ที่กว้างขึ้น  ดังรูปที่ 1.5 

รูปที่ 1.5 แสดงแบบสเตชั่นแวกอน

3. โครงสร้างพื้นฐานของตัวถังรถยนต์แบ่งออกได้ 2 แบบ ดังนี้

  3.1 โครงสร้างของตัวถังแบบโครงอิสระ (Independent frame type) โดยมีลักษณะ ของตัวถัง แยกกับโครงรถและนำมาประกอบเข้าด้วยกัน เพื่อความแข็งแรงรับนำหนักได้ดี ดังรูปที่ 1.6

รูปที่ 1.6 แสดงแบบโครงอิสระ

ที่มา : http://www.rodweekly.com 2555

               3.2 โครงสร้างของตัวถังแบบโครงในตัว (Unibody) โครงรถแบบนี้ได้แนวคิดมาจากการออกแบบเพื่อสร้างเครื่องบินหรือที่เรียกว่า “แบบโมโนค๊อก” (Monocoque) โดยเป็นการรวมเอาชิ้นส่วนของโลหะแผ่นที่ถูกอัดขึ้นรูปนำมาเชื่อมสปอตให้ยึดติดกัน  จึงทำให้โครงสร้างของตัวถังนั้นมีน้ำหนักเบาและมีความแข็งแรงสูง  สามารถต้านทานแรงบิดได้ดี  สวยงาม  แต่ตัวถังแบบนี้จะมีข้อเสียคือหากตัวถังได้รับอุบัติเหตุ ก็จะทำให้เสียรูปในการซ่อมให้เข้ารูปดังเดิมได้ยาก ดังรูปที่ 1.7

รูปที่ 1.7 แสดงแบบโครงในตัว

ที่มา:  http://www.headlightmag.com.2555

4.  การแบ่งประเภทโครงรถมีดังนี้

                โครงรถที่ใช้กับโครงสร้างตัวถังของรถยนต์จะมีอยู่หลายแบบด้วยกันโดยที่แต่ละแบบก็จะมีขนาดรูปร่าง  และลักษณะการนำไปใช้ให้เหมาะสมกับตัวถัง  แตกต่างกันโดยแบ่งได้ดังนี้

                4.1 โครงรถแบบตัวเอ็กซ์ (X-frame type)โครงรถแบบนี้จะมีรูปร่างที่คล้ายกับตัวอักษร X เพราะบริเวณตอนกลางของโครงรถจะมีท่อกลวงไว้สอดเพลากลาง  โครงสร้างด้านข้างจะทำด้วยเหล็กสี่เหลี่ยม (box)  เหล็กขวางขนาดใหญ่อยู่ด้านหน้าซึ่งจะทำหน้าที่รองรับปีกนกด้านบน ตัวล่าง  ส่วนโค้งของโครงเหล็กด้านข้างและด้านท้ายจะทำเป็นช่องไว้เพื่อให้แหนบและชุดเพลาท้ายที่สามารถเคลื่อนที่ขึ้นลงได้ในขณะทำงาน  และมีส่วนช่วยให้ตัวถังรถมีจุดศูนย์ถ่วงที่ต่ำ 

4.2 โครงรถแบบช่วงหน้าแข็ง (Stub frame) โครงรถออกแบบมาให้บริเวณตัวโครงรถ  ช่วงบริเวณด้านหน้าเพียงบางส่วนที่แข็งแรง  นิยมใช้กับตัวถังแบบสเตชั่นแวกอน 

4.3 โครงรถแบบขั้นบันได (Ladder frame type) โครงรถแบบนี้  จะไม่มีโครงยึดตรงกลาง  แต่ก็จะเพิ่มโครงเหล็กขวางที่มีลักษณะคล้ายขั้นบันได  ทั้งนี้เพื่อที่จะทำให้เกิดความแข็งแรงมากขึ้น  ส่วนโครงด้านข้าง  จะทำด้วยเหล็กรูปกล่องสี่เหลี่ยม

.4 โครงรถแบบเปิดท้าย (Perimeter frame type)โครงรถจะมีลักษณะของโครงบริเวณส่วนกลางเชื่อมต่อขวางค่อนมาทางโครงส่วนหน้า ดังแสดงในรูปที่  ส่วนด้านท้ายของโครงรถจะมีเหล็กขวางเชื่อมปิดไว้  ซึ่งก็จะมีผลทำให้ระดับของพื้นของห้องโดยสารถูกลดระดับให้ต่ำลงและด้วยเหตุนี้จึงสามารถที่จะเพิ่มความกว้างให้ได้มากขึ้นและมีจุดศูนย์ถ่วงอยู่ในระดับต่ำกว่าตัวถัง และเมื่อเกิดการชนขึ้นบริเวณด้านหน้าจะเป็นตัวช่วยในการดูดซับแรงกระแทกเพื่อช่วยลดการชนได้

5. ข้อมูลพิกัดขนาดรถยนต์

ข้อมูลพิกัดขนาดน้ำหนักและขนาดของรถ  (มิติของรถยนต์)

               

a              ความยาวรวมของรถวัดรวมความยาวระหว่างหน้าสุดถึงหลังสุด            

b              ความกว้างรวมของรถวัดรวมความกว้างระหว่างตัวรถระหว่างด้านขวาสุดถึงด้านซ้ายสุด 

c              ความสูงของรถวัดรวมความสูงระหว่างหน้ายางล่างสุดถึงบนหลังคาสูงสุดขณะไร้สัมภาระและ    ผู้ขับ                       

d              ระยะห่างเพลา  (Wheel  Base) วัดระยะห่างรวมระหว่างเส้นศูนย์กลางของยางทั้ง  2  ข้าง            

e              ระยะห่างล้อ  (Track)วั ดระยะห่างรวมระหว่างเส้นกึ่งกลางของยางทั้ง  2       

f              ความสูงใต้รถ  (Ground  Clearance)  วัดความต่ำสุดจากพื้นถึงส่วนต่ำสุดของรถขณะไร้  สัมภาระและผู้ขับ

g              ความยาวของห้องโดยสารวัดระยะรวมตามแนวเส้นผ่าศูนย์กลางของตัวรถ  เริ่มจากขอบนอก         สุดแผงหน้าปัดจนถึงจุดหลังสุด

h              ความกว้างของห้องโดยสารวัดระยะรวมกว้างสุดจากแผงประตู  ด้านหนึ่งไปยังอีกด้านหนึ่ง

i               ความสูงของห้องโดยสารวัดระยะความสูงตามแนวตั้งจากส่วนบนสุดของสารเคลือบพื้นรถ            จนถึงเพดานสูงสุด

j               ระยะยื่นหน้ารถ  (Overhang  Front) วัดระยะจากเส้นศูนย์กลางล้อหน้าไปที่ส่วนหน้าสุดของรถ 

k              ระยะยื่นหลังรถ  (Overhang  Rear) วัดระยะจากเส้นศูนย์กลางล้อหลังไปที่ส่วนหลังสุดของรถ    

l               มุมเงยหน้า  (Overhang  Angle  Front) วัดมุมกว้างสุดระหว่างพื้นและเส้นตรงซึ่งทำมุมกับหน้า ยางของล้อหน้า  ไปยังส่วนล่างสุดของหน้ารถ

m            มุมเงยหลัง  (Overhang  Angle  Rear) วัดมุมกว้างสุดระหว่างพื้นและเส้นตรงซึ่งทำมุม

                กับหน้ายางและล้อหลัง  ไปยังส่วนล่างสุดของท้ายรถ

N             น้ำหนักตัวรถ  (Cerb  Weight = CW) คือน้ำหนักสูงสุดของรถเปล่า  ซึ่งปราศจากการบรรทุก

น้ำหนักหรือผู้ขับ  แต่รวมน้ำหนักของน้ำมันเชื้อเพลิงเต็มถัง  น้ำหล่อเย็นและอุปกรณ์มาตรฐานทุกรายการ  เช่น  ยางอะไหล่  และเครื่องมือประจำรถด้วย

O             น้ำหนักรวมของรถ  (Gross  Vehicle  Weight = GVW)

คือน้ำหนักรวมสูงสุดของรถยนต์ที่ยอมให้มีได้จะต้องไม่เกินกว่าค่ากำหนด  ซึ่งผลผลิตได้ออกแบบไว้  จึงจะต้องสอดคล้องกับวัตถุประสงค์ในการใช้งาน  และความแข็งแรงของวัสดุ

6. จุดที่รองรับรถยนต์ เพื่อใช้การบริการงานเครื่องล่างรถยนต์

            เพื่อป้องกันตัวถังยุบตัว จะต้องเลือกจุดรองรับที่มีความแข็งแรง  ตามที่กำหนดของคู่มือซ่อม การขึ้นแม่แรง ที่จุดรองรับ การนำสามขามารองรับ หรือจุดรองรับการใช้ลิฟท์ ต้องคำนึงถึงเรื่องความปลอดภัยสำคัญ ถ้าประมาทจะเกิดอุบัติเหตุที่ร้ายแรงทั่งร่างกายและทรัพย์สิน 

                6.1  จุดรองรับ รถยนต์กระบะ  เพื่อความปลอดภัยต่อการบริการงานเครื่องล่าง

6.2 การยกรถยนต์นั่งโดยใช้ลิฟต์ ตรงจุดรองรับ ตามคำแนะนำของคู่มือซ่อม จะเป็นจุดรองรับ ที่มีความแข็งแรง ตัวถังรถยนต์จะไม่ยุบตัวและ ความปลอดภัยในการบริการงานเครื่องล่าง