จริงหรือไม่ ที่ช่วงล่าง Torsion Beam ทำให้รถขับขี่ได้ไม่ดี?

ช่วงล่างด้านหลังแบบ Torsion Beam นี้ เป็นหนึ่งในช่วงล่างรูปแบบที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในตลาดรถยนต์ เนื่องด้วยต้นทุนที่ถูก จุดวางตำแหน่งช่วงล่างที่น้อย น้ำหนักเบา และขนาดเล็ก

แต่แน่นอนครับ เมื่อมีคำว่าต้นทุนเข้ามา ผู้คนจำนวนมากก็จะเกิดข้อสงสัยว่า เจ้าช่วงล่าง Torsion Beam นี้ เป็นช่วงล่างสำหรับรถราคาประหยัด และเป็นการลดต้นทุนที่น่าเกลียด ทำให้รถทั้งคันกลายเป็นรถห่วยไปเลย

โดยเฉพาะอย่างยิ่งรถอย่าง Mazda 3 (มาสด้า 3) ที่ได้ชื่อว่าเป็นหนึ่งในรถบ้าน ๆ ที่การขับขี่ดีที่สุดในท้องตลาดปัจจุบันนี้ ซึ่งในรุ่นปัจจุบัน 2019 Mazda 3 ได้ถูกเปลี่ยนช่วงล่างหลังเป็นแบบ Torsion Beam จึงมากระแสวิพากษ์วิจารณ์กันไปทั่วโลกถึงประเด็นดังกล่าวนี้

วันนี้เราจะมาบอกเหตุผลว่าทำไมความเชื่อเช่นนั้นจึงเป็นความเชื่อที่ผิด

ที่มา หลักการทำงาน และข้อดีของช่วงล่างแบบ Torsion Beam

ช่วงล่าง Torsion Beam ถูกนำมาใช้เป็นครั้งแรก ๆ เมื่อครั้งที่รถยนต์ขับเคลื่อนล้อหน้ากำลังเกิดเป็นกระแสขึ้นมาในช่วงต้นยุค 1970

ช่วงล่างแบบ Torsion Beam นั้น ต้นกำเนิดของมันถูกออกแบบมาเพื่อรถขับเคลื่อนล้อหน้าโดยเฉพาะ เนื่องจากไม่มีเฟืองท้ายขนาดใหญ่ และเพลาขับที่จะต้องทะลุผ่าน จึงสามารถทำให้ช่วงล่างทั้งสองฝั่งเชื่อมติดกันได้ด้วยคานบิดยาว 1 แท่ง

ทั้งหมดนี้ทำให้จุดเชื่อมต่อที่ใช้ ก็จำเป็นเพียงแค่จุดยึดโช๊คอัพ และจุดหมุนของตัวแขนช่วงล่าง 2 จุด และนั่นทำให้จำนวนของบูชยาง สามารถลดลงจาก 10 กว่าตัว ได้เหลือเพียง 4 ตัว อีกทั้งยังไม่ต้องใช้ชุด Subframe ขนาดใหญ่ในการติดตั้งช่วงล่างอีกด้วย

ข้อดีหลักของการใช้ช่วงล่างแบบ Torsion Beam จึงสามารถสรุปได้ว่า เป็นช่วงล่างที่มีน้ำหนักเบา จุดยึดน้อยจึงมีจุดให้เสียได้น้อยตามไป อีกทั้งยังผลิตได้ง่าย ชิ้นส่วนน้อย และมีขนาดเล็กจึงสามารถนำพื้นที่ที่ควรจะเป็นช่วงล่าง ไปใช้กับพื้นที่ห้องโดยสารแทนได้

ตัวอย่างที่เห็นได้ชัด ก็คงจะเป็น Toyota Corolla Altis (โตโยต้า โคโรล่า อัลติส) กับ Toyota Corolla Cross ซึ่งใช้ช่วงล่างในรูปแบบแตกต่างกัน และส่งผลต่อขนาดของพื้นที่เก็บของเป็นอย่างมาก

ถ้ามันดีนัก ทำไมรถไม่ใช่กันทุกรุ่นไปแล้ว?

เป็นคำถามที่ดีครับ แต่ช่วงล่างแบบ Torsion Beam นี้ มีข้อจำกัดอยู่หลากหลายอย่างด้วยกัน โดยข้อจำกัดแรกสุดนั้นเป็นเรื่องที่ใหญ่ที่สุด นั่นคือ ในอดีต ช่วงล่างแบบ Torsion Beam ไม่สามารถใช้กับระบบขับเคลื่อน 4 ล้อได้

รถหลากหลายรุ่นในอดีต ซึ่งถ้าเป็นแบบขับเคลื่อนล้อหน้า แล้วเสริมรุ่นย่อยขับเคลื่อน 4 ล้อ รุ่นนั้นก็มักจะต้องเปลี่ยนช่วงล่างหลังจากแบบ Torsion Beam เป็นแบบอิสระในล้อหลัง ไม่ว่าจะเป็นแบบคานแข็ง หรือ Double Wishbone และ Multi-Link หรือแบบ Semi-Trailing Arms ก็ตาม และนั่นแทนที่จะทำให้ต้นทุนการพัฒนาและการผลิตลดลง อาจจะทำให้ต้องเพิ่มต้นทุนเข้าไปด้วย

นอกจากนั้น ช่วงล่างแบบ Torsion Beam ยังสร้างข้อจำกัดในการตั้งศูนย์ล้ออีกด้วย

การตั้ง Camber นั้น คือการตั้งองศาของศูนย์ล้อเมื่อมองล้อจากด้านหน้าตรง สาเหตุที่ต้องทำนั้นเนื่องมาจาก มันคือการปรับแก้ไขการยึดเกาะของล้อ โดยที่ไม่ต้องแก้ไขการถ่ายเทน้ำหนัก เป็นการปรับแก้ไขขั้นสุดท้ายในการปรับแต่งช่วงล่าง ซึ่งสามารถลดอาการ Oversteer หรือ Understeer ได้ ตามแต่ว่าจะปรับ Grip ที่ด้านหน้า หรือด้านหลัง

ยิ่งปรับให้องศาของล้อเป็นลบ เมื่อเข้าโค้ง แรงจะส่งผลให้มุมของล้อด้านนอกกลับมาตั้งตรง และพื้นผิวของยางก็จะยึดเกาะได้มากขึ้น องศาล้อเป็นบวก ก็จะส่งผลในทางกลับกัน

ปัญหาของช่วงล่าง Torsion Beam นั้น คือโดยพื้นฐานของตัวคาน Trailing Arms ที่ยึดกับคานบิดแล้ว จะเป็นแบบปรับแคมเบอร์ไม่ได้ ถ้าหากจะทำให้ปรับได้ก็ต้องเพิ่มต้นทุนเข้าไป อีกทั้งยังมีแคมเบอร์ที่หมุนบนจุดช่วงล่างแบบคงที่ตลอด ไม่สามารถควบคุมได้ดีเท่าแบบ Multi-link ที่มีแขนมารองรับในประเด็นนี้อยู่

ข้อจำกัดนี้ มีความคล้ายคลึงกับข้อจำกัดของช่วงล่างแบบ MacPherson Strut แต่ช่วงล่างแบบนั้น สามารถใช้ Camber Plate ที่ด้านบนหัวโช๊คมาเป็นตัวปรับได้

ข้อจำกัดสำคัญอีกข้อหนึ่ง เป็นข้อจำกัดที่เหมือนกับช่วงล่างคานแข็ง นั่นคือ ช่วงล่างแบบ Torsion Beam นั้น ไม่เป็นช่วงล่างอิสระอย่างแท้จริง เนื่องจากแขนช่วงล่างนั้นยึดอยู่กับคานเดียวกัน จึงทำให้การกระทำจากทั้งสองมุมนั้นส่งผลถึงกันได้ แม้ว่าจะไม่รุนแรงเท่าช่วงล่างแบบคานแข็งก็ตาม

"เห็นไหม บอกแล้วว่าช่วงล่างแบบ Torsion Beam มันใช้ไม่ได้!"

โอเคครับ เรามาแยกดูกันว่าทำไมข้อเสียของช่วงล่างแบบ Torsion Beam ในแต่ละข้อนั้น เมื่อออกจากหน้ากระดาษของทฤษฎี มาอยู่ในโลกแห่งความเป็นจริงแล้ว มันไม่ได้มีสาระสำคัญอะไรเลย

ในประเด็นแรก เทคโนโลยีปัจจุบันสามารถสร้างระบบเฟืองท้ายที่มีขนาดเล็กมาพอที่จะอยู่รวมกับคานบิดได้ อย่างเช่นในรถ 2019 Mazda 3 AWD ขับเคลื่อน 4 ล้อ รุ่นปัจจุบัน ซึ่งไม่มีจำหน่ายในประเทศไทย

ในประเด็นของเรื่องการตั้งศูนย์ล้อ หรือ Camber นั้น แม้ว่าจะไม่สามารถทำได้ แต่นั่นไม่ได้หมายความว่าจะไม่สามารถตั้ง Camber มาจากการพัฒนารถให้เหมือนกันทุกคันได้

ผู้ที่ได้รับผลกระทบมากที่สุด จึงไม่ใช่ผู้ใช้รถทั่วไป แต่เป็นผู้ที่มีความจำเป็นในการปรับมุมองศาล้อ ซึ่งแน่นอนครับ มีเฉพาะเพียงแต่ทีมรถแข่ง ถ้าหากกลุ่มผู้ใช้งานนี้อยากให้ช่วงล่าง Torsion Beam สามารถปรับ Camber ได้ ก็สามารถออกแบบชิ้นส่วนช่วงล่างให้ทำได้ เพราะงบประมาณ และเวลาการผลิตมีเยอะอยู่แล้ว

ถ้าหากจะมีข้อเสียใดที่ไม่สามารถหักล้างได้ ก็คงจะเป็นข้อสุดท้ายครับ ช่วงล่างแบบ Torsion Beam นั้นไม่ใช่ช่วงล่างแบบอิสระ และความนุ่มนวล การรักษาเสถียรภาพของการโดยสารตอนหลังนั้นทำได้ไม่ดีเท่า Multi-link

แต่เราขอย้ำอีกทีว่า นั่นคือในทางทฤษฎีเท่านั้น

รถยนต์หลากหลายรุ่นที่ได้รับคำชื่นชมในเรื่องการขับขี่ ก็ใช้ช่วงล่างหลังแบบ Torsion Beam ด้วยกันทั้งสิ้น

ในอดีตและปัจจุบันนั้น มีรถหลากหลายรุ่นที่ใช้ช่วงล่างหลังแบบ Torsion Beam และยังสามารถรักษาความนุ่มนวล กับการยึดเกาะถนนที่ดีเข้าด้วยกันมากมาย ซึ่งเกิดจากการปรับแต่งและทดสอบช่วงล่างในขั้นตอนการพัฒนา

ตัวอย่างนั้นมีมากมาย ทั้ง Mazda 3 ที่เราได้กล่าวไปในช่วงเปิดแล้ว ได้รับคำชื่นชมในด้านการขับขี่เป็นอย่างมาก หรือรถที่ไม่เคยมีจำหน่ายในประเทศไทยอย่างเป็นทางการ เช่น Renault Megane RS (เรโนลต์ เมแกน อาร์เอส)

นอกจากนี้ ในการทดสอบหักหลบ Moose Test รถ Peugeot 308 (เปอร์โย 308) ซึ่งเป็นหนึ่งในรถที่ทำความเร็วได้มากที่สุด ก็ใช้ช่วงล่างแบบ Torsion Beam เช่นกัน

สรุป

ช่วงล่างแบบ Torsion Beam นั้น แม้ว่าเราจะปฏิเสธไม่ได้ว่าถูกใช้เพื่อเป็นการลดต้นทุนการผลิต แต่นั่นไม่ได้หมายความว่าผลลัพธ์ที่จะออกมา จะทำให้รถรุ่นที่ใช้ขับขี่ไม่ดี

ปัจจัยอื่น ๆ ที่ส่งผลทำให้การขับขี่ของรถยนต์แตกต่างกัน มีมากกว่าเพียงแค่รูปแบบช่วงล่างอย่างกว้าง ๆ การปรับความหนืดของโช๊ค และความแข็งของสปริง รวมไปถึงการปรับค่าคณิตศาสตร์ของช่วงล่าง (ไม่ว่าจะเป็นศูนย์ล้อ หรือค่าอื่น ๆ) และการเลือกใช้ยาง ทั้งหมดล้วนส่งผลต่อการขับขี่ทั้งสิ้น

นี่เป็นสาเหตุที่ทำให้การทดสอบรถไม่อาจจะตัดสินเพียงแค่รูปแบบของช่วงล่างได้

หยุดว่า Torsion Beam เป็นผู้ร้ายได้แล้วครับ!