AWD ดีกว่า 2WD แค่ตอนเข้าโค้ง ...จริงไหม ?

เขาว่า... : รถขับเคลื่อน 4 ล้อ AWD เหนือกว่ารถขับเคลื่อน 2 ล้อ เฉพาะตอนเข้าโค้งเท่านั้น...จริงไหม ?   

ไม่จริง : นอกจากรถขับเคลื่อน 4 ล้อ จะสามารถรับแรงเสียดทานระหว่างผิวถนนกับหน้ายางขณะเข้าโค้งได้ดีมากกว่าแล้ว ระหว่างออกตัวจากจุดหยุดนิ่ง ก็ทำได้ดีกว่าด้วย

ช่วงนี้รถยนต์ไฟฟ้ากำลังมาแรง หลายรุ่นมักมีตัวเลือกเป็นมอเตอร์เดี่ยวขับเคลื่อน 2 ล้อ (2WD) และมอเตอร์คู่ขับเคลื่อน 4 ล้อ (AWD) แต่ครั้งนี้ผมขอไม่พูดถึงรถไฟฟ้าครับ ขอเน้นเฉพาะรถ “น้ำมัน” เท่านั้น เพื่อให้เข้าใจไปในทิศทางเดียวกัน โดยจะเน้นเฉพาะระบบขับเคลื่อน 4 ล้อ แบบ AWD สำหรับถนนดีเท่านั้น (ไม่ใช่ 4WD แบบ PART TIME) ครับ

การส่งแรงให้รถเคลื่อนที่ ไม่ว่าจะเพิ่มความเร็ว ลดความเร็ว หรือเลี้ยวโค้ง ล้วนต้องอาศัยแรงเสียดทานระหว่างผิวถนนกับหน้ายาง (ความฝืด) รวมถึงแรงกดระหว่างหน้ายางกับผิวถนน (น้ำหนักของรถ) ด้วยกันทั้งนั้น ตราบใดที่แรงซึ่งกระทำต่อล้อ ยังมีค่าไม่เกินแรงเสียดทาน ยางรถของเราก็จะไม่มีอาการไถลไปบนผิวถนนได้ นักแข่งรถที่เก่ง ต้องสามารถกะแรงโดยรวมที่ว่านี้ได้อย่างแม่นยำ ไม่ให้เกิน เพราะหากเกิน รถจะเสียการเกาะถนน ดังนั้น ถ้าจะใช้แรงเสียดทานมาต้านแรงหนีศูนย์ฯ ในโค้ง ก็ต้องห้ามเอาแรงเร่ง หรือแรงเบรคเพิ่มเข้าไป ในทางกลับกันถ้าต้องการเร่ง หรือเบรคให้ได้แรงที่สุด ก็ต้องไม่เอาแรงหนีศูนย์ฯ มาเพิ่ม ซึ่งก็คือ ควรเร่ง หรือเบรค ขณะที่รถแล่นตรง แต่ในชีวิตจริงเราจำเป็นต้องใช้แรงเหล่านี้ จึงเป็นที่มาของระบบขับเคลื่อน 4 ล้อ เพื่อหวังผลด้านการเกาะถนนทรงตัวครับ เพื่อให้เข้าใจง่าย ผมสมมุติให้รถของเราขับเคลื่อนล้อหลัง มีน้ำหนัก 1,200 กก. กระจายลงที่ล้อ 25 % เท่ากับล้อละ 300 กก. และอยู่บนผิวถนนที่เปียกลื่น มีสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำที่ 0.5 หมายถึงหน้ายางรับแรงได้เพียงครึ่งหนึ่งของแรงที่หน้ายางกดกับผิวถนนที่ล้อขับเคลื่อน (ล้อหลัง) คือ ล้อละ 150 กก. รวม 2 ล้อ รับแรงขับเคลื่อนได้ 300 กก. ถ้าเร่งความเร็วเต็มที่ในเกียร์ 1 ได้ 400 กก. ล้อขับเคลื่อนจะหมุนฟรีเพราะเกินแรงเสียดทานที่ยางรับได้ แต่ถ้าเป็นระบบขับเคลื่อน 4 ล้อ แรงขับเคลื่อนแต่ละล้อจะถูกหารด้วย 4 คือ ล้อละ 100 กก. ซึ่งต่ำกว่าแรงเสียดทานอยู่ล้อละ 50 กก. จึงไม่มีล้อใดหมุนฟรี มาดูเวลาเร่งในโค้งกันบ้าง ตัวอย่างเดียวกันแต่มีแรงหนีศูนย์ฯ ในโค้งมาเพิ่มภาระให้หน้ายาง ถ้าเร่งความเร็วอย่างแรงในโค้งระดับที่เกิดแรงหนีศูนย์ฯ 100 กก. โดยหน้ายางยังไม่ไถลกับผิวถนน เราต้องใช้แรงรวมไม่เกิน 150 กก. ต่อล้อขับเคลื่อน 1 ล้อ ไม่ใช่นำ 50 กก. มาบวกกันธรรมดาแล้ว เพราะแรงทั้ง 2 เกิดขึ้นคนละแนวและตั้งฉากกัน (แรงขับเคลื่อนตามยาว แรงหนีศูนย์ฯ ตามขวาง) แรงเร่งที่ "ใช้ได้" คือ 150 ยกกำลัง 2 แล้วลบด้วย 100 ยกกำลัง 2 ได้เท่าไร แล้วถอดราก (ROOT) ที่ 2 คือ 22,500 ลบด้วย 10,000 ได้ 12,500 ถอดรากที่ 2 แล้ว ได้ราวๆ 112 กก. สรุปขณะเกิดแรงหนีศูนย์ฯ ในโค้ง 100 กก. เราสามารถเร่งด้วยแรงขับเคลื่อนล้อละ 112 กก. ถ้าเกินกว่านี้จะไถลไปนอกโค้ง และถ้าเป็นระบบขับเคลื่อน 4 ล้อ ใช้แรงหนีศูนย์ฯ 100 กก. เหมือนเดิม ใช้แรงขับเคลื่อนเต็มที่ ที่ระบบขับเคลื่อน 2 ล้อ รับได้ คือ ล้อละ 112 กก. รวมกันเป็น 224 กก. แต่ถูกกระจายไป 4 ล้อ เท่าๆ กัน เหลือล้อละ 56 กก. เท่านั้น เกิดแรงรวมแต่ละล้อเท่ากับ 100 กก. ยกกำลัง 2 บวกกับ 56 กก. ยกกำลัง 2 ได้ 13,136 กก. ถอดรากที่ 2 แล้วได้ 115 กก. ยังห่างจากค่า 150 กก. ที่แต่ละล้อรับได้อยู่มาก นี่คือ ความได้เปรียบของรถขับเคลื่อน 4 ล้อ ทั้งเมื่อเร่งทางตรง และในโค้ง ถ้าการเร่งหลังผ่านกลางโค้งไปแล้วเป็นตัวตัดสิน โดยที่เครื่องยนต์ และเงื่อนไขอื่นเท่าเทียม รถขับเคลื่อน 4 ล้อ จะได้เปรียบอยู่พอสมควร โดยเฉพาะบนถนนผิวเปียก หรือผิวลื่น แต่ถึงแม้ระบบจะดีอย่างไร เราก็ไม่ควร "ประมาท" เพราะไม่มีอะไรฝืนหลักพลศาสตร์ได้ครับ