ตัวถังรถโดยสารสาธาระไทย โครงสร้างรถเมล์ธรรมดาและรถแบบปรับอากาศ
การออกแบบและผลิตโครงสร้างตัวถังของรถโดยสารประจำทางขนาดใหญ่ที่วิ่งให้บริการในประเทศไทยปัจจุบัน มีความหลากหลายทางวิศวกรรมเพิ่มมากขึ้นตามการเปลี่ยนผ่านเทคโนโลยีระบบขับเคลื่อน จากเดิมที่มีเพียงรถโดยสารธรรมดาและรถโดยสารปรับอากาศเครื่องยนต์ดีเซล ปัจจุบันได้มีการนำรถโดยสารปรับอากาศพลังงานไฟฟ้า 100% เข้ามาใช้งานเป็นจำนวนมาก ในแง่วิทยาศาสตร์ยานยนต์ สถาปัตยกรรมโครงสร้างแชสซีและคานเหล็กรับแรงข้างตัวรถของยานพาหนะเหล่านี้ต้องได้รับการออกแบบให้เหมาะสมกับระบบการจัดวางแหล่งพลังงาน ความสูงของพื้นรถ และน้ำหนักรวมของตัวรถที่แตกต่างกัน เพื่อรักษาความปลอดภัยเชิงกายภาพและการทรงตัวในขณะขับเคลื่อน
ข่าวที่เกี่ยวข้อง
โครงสร้างแชสซีและคานข้างของรถโดยสารธรรมดาทรงสูง
รถโดยสารธรรมดาหรือรถร้อนแบบดั้งเดิม ส่วนใหญ่ใช้สถาปัตยกรรมตัวถังแบบตัวรถทรงสูง ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์ดีเซลที่วางอยู่ด้านหน้าหรือด้านท้ายของตัวรถ โครงสร้างกระดูกสันหลังจะพึ่งพาแชสซีเหล็กกล้าแบบขั้นบันไดที่มีความหนาและน้ำหนักมากเป็นแกนหลักในการรับแรงดัดและแรงบิด
เนื่องจากพื้นรถมีความสูงจากพื้นถนนค่อนข้างมาก การจัดวางโครงเหล็กคานข้างจึงทำได้ในแนวดิ่งที่สมมาตร โครงเหล็กด้านข้างของรถร้อนมักประกอบขึ้นจากเหล็กกล่องสี่เหลี่ยมชุบสังกะสี นำมาเชื่อมต่อกันเป็นโครงข่ายตารางถี่หนาแน่นรอบตัวรถ เสาโครงตัวถังด้านข้างในส่วนครึ่งล่างของตัวรถ (บริเวณใต้เบาะนั่งลงไปถึงขอบชายล่าง) จะมีความยาวของเนื้อเหล็กที่มากกว่า จึงสามารถติดตั้งคานแนวนอนเพื่อช่วยกระจายแรงได้ดี แต่จุดเปราะบางจะอยู่ที่บริเวณครึ่งบน ซึ่งเป็นหน้าต่างแบบบานเลื่อนเปิดโล่งขนาดกว้าง ทำให้แรงปะทะด้านข้างในระดับที่สูงกว่าขอบหน้าต่างจะพึ่งพาเพียงเสาเหล็กแนวตั้งเป็นหลัก
โครงสร้างแชสซีและคานข้างของรถปรับอากาศเครื่องยนต์สันดาป
สำหรับรถโดยสารปรับอากาศเครื่องยนต์ดีเซลหรือก๊าซธรรมชาติ ส่วนใหญ่จะได้รับการออกแบบตามมาตรฐานชานต่ำหรือชานต่ำบางส่วนเพื่อความสะดวกในการก้าวขึ้นลงของผู้โดยสาร สถาปัตยกรรมแชสซีจึงต้องเปลี่ยนจากเหล็กเส้นตรงแบบขั้นบันได มาเป็นโครงสร้างแชสซีแบบหักมุมต่ำลงในส่วนกลาง หรือใช้แชสซีแบบเชื่อมต่อโมดูลที่วางเครื่องยนต์ไว้ด้านท้ายสุดของตัวรถ
การที่พื้นรถอยู่ใกล้กับพื้นถนนมาก ทำให้วิศวกรต้องปรับเปลี่ยนวิธีป้องกันแรงกระแทกด้านข้าง โดยหันไปพึ่งพาระบบคานข้างหนาพิเศษและคานขวางใต้ท้องรถที่เชื่อมต่อกันเป็นแพแข็ง โครงสร้างด้านข้างรอบช่องหน้าต่างกระจกนิรภัยแบบติดตายจะถูกเสริมความแข็งแรงด้วยเสาเหล็กความเค้นสูงที่มีหน้าตัดกว้างขึ้น นอกจากนี้ รถปรับอากาศกลุ่มนี้ยังมีโครงสร้างส่วนหลังคาที่ต้องรับน้ำหนักชุดคอมเพรสเซอร์เครื่องปรับอากาศขนาดใหญ่ที่มีน้ำหนักประมาณ 300 ถึง 500 กิโลกรัม ทำให้ต้องใช้เหล็กโครงหลังคาที่มีความหนาพิเศษเพื่อป้องกันอาการโยนตัวในขณะเข้าโค้ง
สถาปัตยกรรมรถปรับอากาศพลังงานไฟฟ้า 100% กับการแบกรับมวลแบตเตอรี่
รถโดยสารปรับอากาศพลังงานไฟฟ้าร้อยเปอร์เซ็นต์ (Electric Bus) ถือเป็นสถาปัตยกรรมยานยนต์ชุดใหม่ล่าสุด โครงสร้างแชสซีของรถประเภทนี้ถูกออกแบบให้เป็นแบบชานต่ำสมบูรณ์แบบ โดยไม่มีเพลากลางหรือแนวท่อไอเสียมารบกวนพื้นที่ แต่จุดที่วิศวกรต้องให้ความสำคัญสูงสุดคือ แหล่งพลังงานอย่างแบตเตอรี่ขับเคลื่อนที่มีน้ำหนักรวมมหาศาลตั้งแต่ 1.5 ถึง 2.5 ตัน
การจัดวางตำแหน่งแบตเตอรี่ในรถโดยสารไฟฟ้าแบ่งออกเป็นสองรูปแบบหลัก คือ การวางไว้บนหลังคารถและการวางไว้ใต้ท้องรถบริเวณท้ายรถ ซึ่งทั้งสองรูปแบบส่งผลต่อการออกแบบโครงสร้างเหล็กโดยตรง
- หากวางแบตเตอรี่ไว้บนหลังคา โครงสร้างเสาตัวถังด้านข้างและโครงหลังคาจะต้องได้รับการเสริมความแข็งแรงด้วยเหล็กกล้าความแข็งแรงสูงพิเศษเกรดระดับอุตสาหกรรม เพื่อรับน้ำหนักกดทับจากด้านบนที่มากกว่ารถปรับอากาศทั่วไปเท่าตัว และต้องออกแบบคานข้างให้ทนต่อแรงบิดตัวที่เกิดจากจุดศูนย์ถ่วงของรถที่อยู่สูงขึ้น
- หากวางแบตเตอรี่ไว้ที่ท้ายรถและด้านข้าง โครงสร้างคานข้างบริเวณเหล็กชายล่าง (Side Skirt) จะต้องเพิ่มความหนาและติดตั้งคานรับแรงปะทะแนวขวาง (Crash Barriers) เพื่อทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันทางกายภาพ ไม่ให้แรงกระแทกจากภายนอกเข้าถึงโมดูลแบตเตอรี่ได้โดยตรง
สเปกและข้อกำหนดทางเทคนิคโดยรวมของรถโดยสารแต่ละประเภท
รายละเอียดเชิงวิศวกรรมและมิติโครงสร้างที่มีความแตกต่างกันระหว่างรถโดยสารทั้งสามประเภท มีดังต่อไปนี้
- น้ำหนักตัวรถเปล่าของรถธรรมดา (รถร้อน) เฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 8 ถึง 10 ตัน
- น้ำหนักตัวรถเปล่าของรถปรับอากาศเครื่องยนต์สันดาปเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 11 ถึง 13 ตัน
- น้ำหนักตัวรถเปล่าของรถปรับอากาศไฟฟ้า 100% รวมแบตเตอรี่เฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 14 ถึง 16 ตัน
- ความหนาของเหล็กกล้าความแข็งแรงสูงที่ใช้ทำแชสซีหลักกำหนดไว้ที่ 6 ถึง 8 มิลลิเมตร
- ระบบรองรับน้ำหนักของรถปรับอากาศและรถไฟฟ้าส่วนใหญ่เปลี่ยนมาใช้ระบบถุงลม (Air Suspension) เพื่อเสถียรภาพในการทรงตัวที่นุ่มนวลกว่าระบบแหนบของรถธรรมดา
วิทยาศาสตร์วัสดุตกแต่งภายในห้องโดยสารกับการทนความร้อน
สภาพแวดล้อมภายในห้องโดยสารที่แตกต่างกันทำให้การเลือกใช้วัสดุศาสตร์สำหรับตกแต่งภายในรถแต่ละประเภทมีความแตกต่างกัน เพื่อความปลอดภัยในการใช้งานสูงสุด
ห้องโดยสารของรถธรรมดาจะสัมผัสกับอากาศภายนอกและความชื้นโดยตรง วัสดุภายในจึงเน้นความทนทานต่อรังสีอัลตราไวโอเลต ชิ้นส่วนบุผนังมักทำจากอลูมิเนียมแผ่นหรือพลาสติกคอมโพสิต เบาะนั่งมักใช้พลาสติกขึ้นรูปแข็งหรือไฟเบอร์กลาสเพื่อไม่ให้สะสมความร้อน ในขณะที่ห้องโดยสารของรถปรับอากาศเครื่องยนต์และรถไฟฟ้าซึ่งเป็นระบบปิด จะเน้นใช้วัสดุวิศวกรรมพอลิเมอร์และแผงอะคูสติกซับเสียง ซึ่งชิ้นส่วนพลาสติกและผ้าบุเบาะสังเคราะห์ทั้งหมดนี้ต้องผ่านการเคลือบสารเคมีพิเศษประเภทเพิ่มเสถียรภาพความร้อน เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดการแปรสภาพ หลอมละลาย หรือปล่อยกลิ่นสารระเหยเคมีออกมาเมื่อตัวรถต้องจอดตากแดดจนอุณหภูมิภายในห้องโดยสารพุ่งสูง
สถาปัตยกรรมตัวถังรถโดยสารประจำทางไทยมีการปรับเปลี่ยนตามวิวัฒนาการยานยนต์ โดยรถธรรมดาทรงสูงใช้แชสซีขั้นบันไดเน้นการกระจายแรงผ่านกรงเหล็กแนวตั้ง รถปรับอากาศชานต่ำเสริมความหนาของคานข้างเพื่อชดเชยพื้นที่ใต้ท้อง และรถปรับอากาศไฟฟ้า 100% ต้องใช้เหล็กกล้าทนแรงดึงสูงพิเศษบริเวณโครงหลังคาและชายล่างเพื่อปกป้องและแบกรับน้ำหนักของโมตูลแบตเตอรี่มวลมหาศาลอย่างปลอดภัย
คอนเทนต์แนะนำ
