การศึกษาจุดศูนย์กลางมวลและสัดส่วนการเบรกที่ส่งผลกระทบต่อเสถียรภาพการบังคับยานยนต์

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้มุ่งเน้นไปที่การสร้างเครื่องทดสอบจุดศูนย์กลางมวลที่สามารถรองรับการทดสอบ กับรถยนต์ที่มีน้ำหนักไม่เกิน 3 ตัน โดยความสามารถของเครื่องทดสอบนี้ต้องสามารถหาค่าตำแหน่ง จุดศูนย์กลางมวลได้ทั้ง 3 แนวแกนคือ แนวยาว แนวขวาง และแนวดิ่ง โดยการทดสอบประยุกต์การ เปลี่ยนแปลงมวลตั้งแต่50 ถึง 250 กิโลกรัม และเปลี่ยนพิกัดการกระจายมวลทั้งแนวขวางและแนว ยาว 9 ตำแหน่ง เพื่อให้สามารถสะท้อนความสัมพันธ์ที่มีผลต่อจุดศูนย์กลางมวล ผลการวิจัยพบว่าเครื่องทดสอบสามารถทำการทดสอบได้ทั้ง 3 แนวแกนตามเป้าประสงค์ ยิ่ง ไปกว่านั้นพบว่าตำแหน่งพิกัดการกระจายมวลตามแนวขวางส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงตำแหน่ง จุดศูนย์ถ่วงตามแนวยาวมากที่สุด ส่วนกรณีตำแหน่งพิกัดการกระจายมวลตามแนวยาวส่งผลโดยตรง กับจุดศูนย์ถ่วงในแนวขวาง โดยเฉพาะอย่างยิ่งตำแหน่งการติดตั้งมวลบริเวณที่อยู่ใกล้กับเพลาท้าย (Z3) และการเพิ่มขึ้นของมวลส่งผลให้ตำแหน่งจุดศูนย์กลางมวลในแนวดิ่งมีค่าสูงขึ้น ไม่จำกัดว่าจะอยู่ ในแนวขวางหรือแนวยาวก็ตาม งานวิจัยนี้มุ่งเน้นไปที่การศึกษาการกระจายความหนาแน่นรูปแบบต่าง ๆ บนรถที่มีผลต่อจุด ศูนย์กลางมวลและเสถียรภาพการบังคับรถ โดยการออกแบบชุดทดสอบการกระจายความหนาแน่น ของมวลของบนรถยนต์ทดสอบที่สามารถแปรเปลี่ยนเป็นรูปแบบต่าง ๆ ได้ ซึ่งเป็นตัวแปรสำคัญต่อ เสถียรภาพของรถยนต์ นอกเหนือจากนี้ความสามารถในการเบรกด้วยการทดสอบบนถนนจริงตาม มาตรฐาน FMCSA ถูกเลือกมาทดสอบและทำการประยุกต์เพื่อชี้วัดค่าเสถียรภาพของรถยนต์ภายใต้ การแปรเปลี่ยนจุดศูนย์กลางมวล ผลการวิจัยพบว่าตำแหน่งพิกัดการกระจายมวลตามแนวขวาง ส่งผลต่อรูปแบบการกระจาย ความหนาแน่นของมวลทำให้จุดศูนย์กลางมวลเปลี่ยนแปลง โดยมีผลกระทบมากที่สุดที่เพลาหน้าขวา ส่วนความสามารถในการเบรกขึ้นอยู่กับตำแหน่งพิกัดการกระจายมวลตามแนวขวางโดยเฉพาะอย่าง ยิ่งตำแหน่งการติดตั้งมวลบริเวณกึ่งกลางตามแนวยาวและแนวขวางใกล้กับเพลาหน้าหรือตำแหน่ง (Y2) สำหรับเสถียรภาพการบังคับรถยนต์ ตำแหน่งการติดตั้งมวลบริเวณกึ่งกลางตามแนวยาวและแนว ขวางที่อยู่ใกล้กับเพลาหน้าหรือตำแหน่ง (Y2) มีผลกระทบมากที่สุดต่ออัตราการส่ายและการลื่นไถล ด้านข้าง กรณีของอัตราการกระดกของรถยนต์มีความสัมพันธ์ร่วมกับการติดตั้งมวลตามแนวขวางและ อยู่ใกล้กับเพลาหน้าด้านซ้าย หรือตำแหน่ง (Y3) นอกเหนือจากนี้การลื่นไถลของล้อเกิดขึ้นเฉพาะที่ เพลาหน้าเท่านั้น เนื่องจากน้ำหนักลงเพลาหน้าลดลงจากการกระจายมวลตามแนวขวาง หรือจุด ศูนย์กลางมวลเริ่มเคลื่อนที่ไปเพลาท้าย งานวิจัยนี้มุ่งเน้นไปที่การศึกษาสัดส่วนแรงเบรกที่ส่งผลกระทบต่อเสถียรภาพการบังคับ รถยนต์โดยการศึกษาพิจารณาถึงการทดสอบ 2 ส่วนหลัก คือ การทดสอบความสามารถในการเบรก และการทดสอบเสถียรภาพของรถยนต์ นอกเหนือจากนี้วัตถุประสงค์ที่มีความสำคัญรองลงมา คือ การสร้างศูนย์กลางการเรียนรู้และสร้างนักวิจัยหน้าใหม่ในสายงานวิศวกรรมยานยนต์ ผลการวิจัยพบว่าความสามารถในการเบรกขึ้นอยู่กับพฤติกรรมการขับขี่ โดยความหน่วง เกิดขึ้นน้อยที่สุดคือสัดส่วนที่ไม่มีการกระจายแรงเบรกไปที่เพลาหน้าภายใต้สัดส่วน 0:100 ส่วนกรณี ของเสถียรภาพการบังคับยานยนต์พฤติกรรมการส่ายและการกระดกเกิดขึ้นปกติ หากแต่ค่าการลื่น ไถลด้านข้างของล้อเป็นปัจจัยที่สำคัญต่อการควบคุมรถยนต์ โดยสัดส่วนแรงเบรก 100:0 มีความเสี่ยง สูงที่สุดต่อเสถียรภาพการบังคับรถยนต์ เนื่องจากส่งผลให้เกิดการล็อกของล้อที่เพลาท้าย นอกเหนือจากนี้ค่าการลื่นไถลของล้อยังมีค่าเกินกว่าจุดวิกฤตอีกด้วย ยิ่งไปกว่านั้นโครงงานวิจัยนี้นัก วิจัหน้าใหม่ยังถูกพัฒนาขึ้นเพื่อรองรับศูนย์การเรียนรู้ด้านวิศวกรรมยานยนต์ ที่ได้จากการวิจัยในครั้ง นี้อีกด้วย

คำสำคัญ