ระบบเบรก คือหนึ่งในองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดของรถยนต์ เพราะมันคือหัวใจหลักที่ช่วยให้เราควบคุมความเร็วและหยุดรถได้อย่างปลอดภัย ไม่ว่าจะเป็นรถยนต์ส่วนบุคคล รถกระบะ หรือรถจักรยานยนต์ ก็ล้วนแล้วแต่ต้องมีระบบเบรกที่ดีเยี่ยมเพื่อความมั่นใจในการขับขี่ ในปัจจุบัน ระบบเบรกที่นิยมใช้กันในรถยนต์แบ่งออกเป็นสองประเภทหลักๆ คือ "ดิสก์เบรก" (Disc Brake) และ "ดรัมเบรก" (Drum Brake) หลายคนอาจสงสัยว่าระบบไหนดีกว่ากัน และมีความแตกต่างกันอย่างไร ไปดูหลักการทำงาน ข้อดี ข้อเสีย ของทั้งสองระบบ และเปรียบเทียบให้เห็นภาพชัดเจนว่าระบบไหนเหมาะสมกับสถานการณ์ใดมากกว่ากัน
ดรัมเบรก (Drum Brake) คืออะไร?
ดรัมเบรก หรือที่บางครั้งเรียกว่า "เบรกดุม" เป็นระบบเบรกที่ถือกำเนิดขึ้นมาก่อนดิสก์เบรก และยังคงมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในรถยนต์บางประเภท โดยเฉพาะอย่างยิ่งในล้อหลังของรถยนต์นั่งส่วนบุคคล รถกระบะบางรุ่น และรถบรรทุก
หลักการทำงานของดรัมเบรก
ดรัมเบรกประกอบด้วยชิ้นส่วนหลักๆ ได้แก่
- ดุมเบรก (Brake Drum) เป็นกระบอกโลหะทรงกลมขนาดใหญ่ที่ยึดติดอยู่กับดุมล้อและหมุนไปพร้อมกับล้อ
- ผ้าเบรก (Brake Shoes) เป็นชิ้นส่วนรูปครึ่งวงกลมสองชิ้นที่ติดอยู่กับฐานด้านในของดุมเบรก แต่ละชิ้นมีผ้าเบรกบุอยู่ด้านนอก
- กระบอกเบรก (Wheel Cylinder) เป็นอุปกรณ์ไฮดรอลิกที่อยู่ตรงกลางระหว่างผ้าเบรกทั้งสอง เมื่อผู้ขับขี่เหยียบเบรก น้ำมันเบรกจะถูกดันเข้าไปในกระบอกเบรก ทำให้ลูกสูบภายในกระบอกเบรกดันผ้าเบรกทั้งสองชิ้นให้กางออก
- สปริงดึงกลับ (Return Springs) ทำหน้าที่ดึงผ้าเบรกกลับเข้าที่เมื่อปล่อยแป้นเบรก
- กลไกปรับตั้งผ้าเบรกอัตโนมัติ (Self-Adjusting Mechanism) เป็นกลไกที่ช่วยปรับระยะห่างระหว่างผ้าเบรกกับดุมเบรกให้เหมาะสมอยู่เสมอ
เมื่อผู้ขับขี่เหยียบแป้นเบรก แรงดันจากน้ำมันเบรกจะดันผ้าเบรกให้กางออกไปเสียดสีกับผิวด้านในของดุมเบรก ทำให้เกิดแรงเสียดทานและชะลอการหมุนของล้อจนรถหยุด
ข้อดีของดรัมเบรก
- ต้นทุนการผลิตต่ำ มีโครงสร้างที่ค่อนข้างเรียบง่าย ทำให้มีต้นทุนการผลิตที่ถูกกว่าดิสก์เบรก
- มีประสิทธิภาพในการเบรกมือ โดยทั่วไปแล้ว ดรัมเบรกจะถูกใช้สำหรับเบรกมือ (เบรกจอด) เนื่องจากมีกลไกที่ง่ายต่อการทำงานแบบกลไก และสามารถล็อคล้อได้อย่างมีประสิทธิภาพเมื่อจอดรถ
- ป้องกันสิ่งสกปรกได้ดีกว่า โครงสร้างแบบปิดของดรัมเบรกช่วยป้องกันฝุ่น น้ำ และสิ่งสกปรกต่างๆ เข้าไปภายในระบบเบรกได้ดีกว่า
ข้อเสียของดรัมเบรก
- ระบายความร้อนได้ไม่ดี เนื่องจากเป็นระบบแบบปิด ความร้อนที่เกิดขึ้นจากการเสียดสีจะสะสมอยู่ภายในดุมเบรก ทำให้ประสิทธิภาพการเบรกลดลงเมื่อใช้งานหนักหรือเบรกบ่อยครั้ง (อาการเบรกเฟด - Brake Fade)
- ประสิทธิภาพการเบรกด้อยกว่า โดยรวมแล้ว ประสิทธิภาพในการเบรกของดรัมเบรกจะด้อยกว่าดิสก์เบรก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการเบรกฉุกเฉินหรือการเบรกต่อเนื่อง
- การบำรุงรักษาซับซ้อนกว่า การถอดและประกอบเพื่อบำรุงรักษาหรือเปลี่ยนผ้าเบรกมีความซับซ้อนมากกว่าดิสก์เบรก และต้องมีการปรับตั้งระยะห่างของผ้าเบรก
- การตอบสนองช้ากว่า การตอบสนองของดรัมเบรกมักจะช้ากว่าดิสก์เบรกเล็กน้อย
ดิสก์เบรก (Disc Brake) คืออะไร?
ดิสก์เบรกเป็นระบบเบรกที่ทันสมัยกว่าและได้รับความนิยมอย่างแพร่หลายในรถยนต์รุ่นใหม่ๆ เกือบทุกประเภท โดยเฉพาะอย่างยิ่งในล้อหน้าซึ่งเป็นจุดที่ต้องการประสิทธิภาพการเบรกสูงสุด
หลักการทำงานของดิสก์เบรก
ดิสก์เบรกประกอบด้วยชิ้นส่วนหลักๆ ได้แก่
- จานเบรก (Brake Disc หรือ Rotor) เป็นแผ่นโลหะทรงกลมแบนที่ยึดติดอยู่กับดุมล้อและหมุนไปพร้อมกับล้อ
- คาลิปเปอร์เบรก (Brake Caliper) เป็นชิ้นส่วนที่ครอบจานเบรกอยู่ภายในคาลิปเปอร์มีลูกสูบ (Piston) และผ้าเบรก (Brake Pads) สองชิ้นประกบอยู่คนละด้านของจานเบรก
- ผ้าเบรก (Brake Pads) เป็นแผ่นวัสดุเสียดทานที่ทำจากสารประกอบต่างๆ เพื่อให้เกิดแรงเสียดทานสูงสุดเมื่อสัมผัสกับจานเบรก
- สายอ่อนเบรก (Brake Hose) ท่อนำน้ำมันเบรกจากแม่ปั๊มเบรกไปยังคาลิปเปอร์
เมื่อผู้ขับขี่เหยียบแป้นเบรก แรงดันจากน้ำมันเบรกจะดันลูกสูบในคาลิปเปอร์เบรกให้บีบผ้าเบรกทั้งสองชิ้นเข้าหากัน ประกบกับจานเบรกที่กำลังหมุนอยู่ ทำให้เกิดแรงเสียดทานที่สูงมากและชะลอการหมุนของล้อจนรถหยุด เมื่อปล่อยแป้นเบรก ลูกสูบจะคลายตัวออก และผ้าเบรกจะถอยห่างจากจานเบรก
ข้อดีของดิสก์เบรก
- ประสิทธิภาพการเบรกสูงกว่า ให้แรงเบรกที่เหนือกว่าและมีประสิทธิภาพในการหยุดรถที่ดีเยี่ยม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการเบรกฉุกเฉินหรือการเบรกที่ความเร็วสูง
- ระบายความร้อนได้ดีเยี่ยม โครงสร้างแบบเปิดของดิสก์เบรกช่วยให้ความร้อนที่เกิดขึ้นจากการเสียดสีสามารถระบายออกสู่ภายนอกได้อย่างรวดเร็ว ทำให้ลดปัญหาเบรกเฟดเมื่อใช้งานหนัก
- การตอบสนองที่รวดเร็วและแม่นยำ ให้ความรู้สึกที่มั่นคงและตอบสนองได้รวดเร็วกว่าดรัมเบรก ทำให้ผู้ขับขี่ควบคุมรถได้ดีขึ้น
- บำรุงรักษาง่ายกว่า การเปลี่ยนผ้าเบรกทำได้ง่ายและรวดเร็วกว่าการเปลี่ยนผ้าเบรกของดรัมเบรก
- น้ำหนักเบากว่า โดยรวมแล้ว ดิสก์เบรกมักจะมีน้ำหนักเบากว่าดรัมเบรก ซึ่งช่วยลดน้ำหนักใต้สปริง (Unsprung Weight) และส่งผลดีต่อการควบคุมรถ
ข้อเสียของดิสก์เบรก
- ต้นทุนการผลิตสูงกว่า ด้วยชิ้นส่วนที่ซับซ้อนกว่าและวัสดุที่มีคุณภาพสูงกว่า ทำให้มีต้นทุนการผลิตที่สูงกว่าดรัมเบรก
- มีโอกาสสัมผัสกับสิ่งสกปรกได้ง่ายกว่า เนื่องจากเป็นระบบแบบเปิด ทำให้มีโอกาสที่ฝุ่น น้ำ หรือโคลนจะเข้าไปสัมผัสกับจานเบรกและผ้าเบรกได้ง่ายกว่า (แต่โดยทั่วไปไม่ได้ส่งผลเสียต่อประสิทธิภาพการเบรกมากนัก)
- อาจเกิดเสียงดังเมื่อเบรก บางครั้งอาจมีเสียงดังเอี๊ยดอ๊าดเกิดขึ้นได้หากผ้าเบรกสกปรกหรือเสื่อมสภาพ
การเปรียบเทียบ ดิสก์เบรก vs ดรัมเบรก อันไหนดีกว่า?
คุณสมบัติ | ดรัมเบรก (Drum Brake) | ดิสก์เบรก (Disc Brake) |
---|
ประสิทธิภาพการเบรก | ต่ำกว่า, มีแนวโน้มเกิดเบรกเฟด | สูงกว่า, ระบายความร้อนดี, ทนทานต่อเบรกเฟด |
การระบายความร้อน | ไม่ดี, ความร้อนสะสมง่าย | ดีมาก, ระบายความร้อนสู่ภายนอกได้รวดเร็ว |
การตอบสนอง | ช้ากว่าเล็กน้อย | รวดเร็วและแม่นยำ |
ต้นทุน | ต่ำ | สูง |
การบำรุงรักษา | ซับซ้อนกว่า, เปลี่ยนผ้าเบรกยากกว่า | ง่ายกว่า, เปลี่ยนผ้าเบรกได้รวดเร็ว |
น้ำหนัก | หนักกว่า | เบากว่า |
การใช้งานร่วมกับเบรกมือ | เหมาะสมมาก | มีข้อจำกัด (มักใช้คาลิปเปอร์แยกต่างหากสำหรับเบรกมือ) |
ความทนทานต่อสิ่งสกปรก | ดีกว่า (ระบบปิด) | น้อยกว่า (ระบบเปิด) |
โดยภาพรวมแล้ว ดิสก์เบรกมีประสิทธิภาพที่เหนือกว่าดรัมเบรกในเกือบทุกด้าน ไม่ว่าจะเป็นเรื่องของประสิทธิภาพการเบรก การระบายความร้อน การตอบสนอง และความสะดวกในการบำรุงรักษา นี่คือเหตุผลที่รถยนต์รุ่นใหม่ๆ ส่วนใหญ่เลือกใช้ดิสก์เบรกในล้อหน้า (และบางครั้งก็ใช้ทั้งสี่ล้อ)
อย่างไรก็ตาม ดรัมเบรกก็ยังคงมีบทบาทสำคัญในบางสถานการณ์ โดยเฉพาะในล้อหลังของรถยนต์นั่งส่วนบุคคล รถกระบะ หรือรถบรรทุก เนื่องจากมีต้นทุนที่ถูกกว่า และยังคงมีประสิทธิภาพที่เพียงพอสำหรับการใช้งานในล้อหลังที่รับน้ำหนักการเบรกน้อยกว่าล้อหน้า อีกทั้งยังเหมาะสมกับระบบเบรกมือแบบกลไกอีกด้วย
- ดิสก์เบรก ดีกว่าในด้านประสิทธิภาพการเบรกสูงสุด การระบายความร้อน และความปลอดภัยในการขับขี่ที่ความเร็วสูงหรือในสถานการณ์ฉุกเฉิน เหมาะสำหรับล้อหน้าที่รับภาระการเบรกมากที่สุด
- ดรัมเบรก ดีกว่าในด้านต้นทุน และความเหมาะสมกับการเป็นเบรกมือ เหมาะสำหรับล้อหลังในรถยนต์บางประเภทที่ต้องการความคุ้มค่าและไม่จำเป็นต้องมีประสิทธิภาพการเบรกที่สูงเท่าล้อหน้า
ในรถยนต์สมัยใหม่ เราจึงมักเห็นการผสมผสานการใช้งานระหว่างสองระบบนี้ นั่นคือใช้ดิสก์เบรกที่ล้อหน้า และดรัมเบรกที่ล้อหลัง เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่เหมาะสมและต้นทุนที่คุ้มค่าที่สุดนั่นเอง