ระบบพวงมาลัยเสริมกำลัง

**ระบบพวงมาลัยเสริมกำลัง** หรือ **พวงมาลัยเพาเวอร์** () คือระบบสำหรับลดแรงของผู้ขับขี่ในการหมุนพวงมาลัยของยานยนต์ โดยการใช้แหล่งกำลังเพื่อช่วยในการบังคับทิศทาง

แอคชูเอเตอร์ไฮดรอลิกหรือไฟฟ้าจะเพิ่มพลังงานที่ได้รับการควบคุมเข้าสู่กลไกการเลี้ยว เพื่อให้ผู้ขับขี่ใช้แรงน้อยลงในการหมุนพวงมาลัยเมื่อขับขี่ด้วยความเร็วปกติ และช่วยลดแรงกายที่จำเป็นต้องใช้ในการเลี้ยวล้อได้อย่างมากเมื่อรถหยุดนิ่งหรือเคลื่อนที่ช้า ระบบพวงมาลัยเสริมกำลังยังสามารถได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมเพื่อให้มีการป้อนกลับเทียม (artificial feedback) ของแรงที่กระทำต่อล้อเลี้ยวได้

ระบบพวงมาลัยเสริมกำลังไฮดรอลิกสำหรับรถยนต์จะช่วยเพิ่มแรงเลี้ยวผ่านอคชูเอเตอร์ ซึ่งก็คือกระบอกไฮดรอลิกที่เป็นส่วนหนึ่งของระบบเซอร์โว ระบบเหล่านี้มีการเชื่อมต่อทางกลโดยตรงระหว่างพวงมาลัยและชุดส่งกำลังเลี้ยวที่ทำหน้าที่เลี้ยวล้อ หมายความว่าหากระบบพวงมาลัยเสริมกำลังล้มเหลว (ในการช่วยเพิ่มแรง) ผู้ขับขี่ยังคงสามารถเลี้ยวรถได้โดยใช้เพียงแรงจากกำลังแขนปกติ

ระบบพวงมาลัยเสริมกำลังไฟฟ้าจะใช้มอเตอร์ไฟฟ้าในการช่วยผ่อนแรงแทนระบบไฮดรอลิก เช่นเดียวกับแบบไฮดรอลิก กำลังที่ส่งไปยังแอคชูเอเตอร์ (ในกรณีนี้คือมอเตอร์) จะถูกควบคุมโดยส่วนที่เหลือของระบบพวงมาลัยเสริมกำลัง

ระบบพวงมาลัยเสริมกำลังอื่น ๆ (เช่น ระบบที่ใช้ในรถก่อสร้างนอกถนนขนาดใหญ่ที่สุด) จะไม่มีการเชื่อมต่อทางกลโดยตรงกับชุดส่งกำลังเลี้ยว แต่จะต้องการกำลังไฟฟ้า ระบบในลักษณะนี้ที่ไม่มีการเชื่อมต่อทางกล บางครั้งเรียกว่า "drive by wire" หรือ "steer by wire" โดยเป็นการเปรียบเปรยกับการบินแบบ "fly-by-wire" ในบริบทนี้ "wire" หมายถึงเคเบิลไฟฟ้าที่นำส่งกำลังและข้อมูล ไม่ใช่เชือกลวดขนาดเล็กที่ใช้ในการควบคุมทางกล

รถก่อสร้างบางประเภทมีโครงรถสองส่วนพร้อมบานพับที่แข็งแรงอยู่ตรงกลาง บานพับนี้ช่วยให้เพลาหน้าและเพลาหลังสามารถทำมุมไม่ขนานกันเพื่อเลี้ยวรถได้ โดยจะมีกระบอกไฮดรอลิกที่ทำงานในทิศทางตรงกันข้ามทำหน้าที่เคลื่อนโครงสร้างแต่ละครึ่งส่วนให้สัมพันธ์กันเพื่อทำการเลี้ยว

## ประวัติศาสตร์
ระบบพวงมาลัยเสริมกำลังแรกในยานยนต์ปรากฏว่าได้รับการติดตั้งใน ค.ศ. 1876 โดยชายผู้มีนามสกุลว่า ฟิตส์ (Fitts) แต่มีข้อมูลอื่นเกี่ยวกับตัวเขาน้อยมาก ระบบพวงมาลัยเสริมกำลังถัดมาถูกติดตั้งในรถบรรทุกโคลัมเบีย (Columbia) 5 ตันใน ค.ศ. 1903 โดยมีการใช้มอเตอร์ไฟฟ้าแยกส่วนเพื่อช่วยผู้ขับขี่ในการเลี้ยวล้อหน้า

รอเบิร์ต อี. ทไวฟอร์ด (Robert E. Twyford) ชาวพิตต์สเบิร์ก รัฐเพนซิลเวเนีย ได้รวมกลไกพวงมาลัยเสริมกำลังเชิงกลไว้เป็นส่วนหนึ่งของสิทธิบัตรของเขา (สิทธิบัตรสหรัฐเลขที่ 646,477) ซึ่งออกเมื่อวันที่ 3 เมษายน ค.ศ. 1900 สำหรับระบบขับเคลื่อนสี่ล้อระบบแรก

ฟรานซิส ดับเบิลยู. เดวิส (Francis W. Davis) วิศวกรจากแผนกรถบรรทุกของเพียร์ซ-แอร์โรว์ (Pierce-Arrow) เริ่มสำรวจวิธีที่จะทำให้การเลี้ยวง่ายขึ้น และใน ค.ศ. 1926 เขาได้ประดิษฐ์และสาธิตระบบพวงมาลัยเสริมกำลังที่ใช้งานได้จริงเป็นระบบแรก ต่อมาเดวิสย้ายไปทำงานที่เจเนรัลมอเตอร์ (General Motors) และพัฒนาระบบพวงมาลัยเสริมกำลังแบบช่วยด้วยไฮดรอลิกให้ดียิ่งขึ้น แต่ผู้ผลิตรถยนต์กลัยประเมินว่าจะมีต้นทุนการผลิตสูงเกินไป จากนั้นเดวิสจึงได้ทำสัญญากับเบนดิกซ์ (Bendix) ผู้ผลิตชิ้นส่วนให้กับบริษัทรถยนต์ ความจำเป็นทางทหารในช่วงสงครามโลกครั้งที่สองที่ต้องการการเลี้ยวที่ง่ายขึ้นสำหรับยานพาหนะขนาดใหญ่กระตุ้นความต้องการระบบเสริมกำลังในรถหุ้มเกราะและรถกู้รถถังสำหรับกองทัพอังกฤษและกองทัพสหรัฐ

ไครส์เลอร์คอร์ปอเรชัน (Chrysler Corporation) เปิดตัวระบบพวงมาลัยเสริมกำลังสำหรับรถยนต์นั่งที่มีจำหน่ายเชิงพาณิชย์เป็นครั้งแรกในไครส์เลอร์ อิมพีเรียล (Chrysler Imperial) รุ่นปี 1951 ภายใต้ชื่อ "ไฮดราไกด์" (Hydraguide) โดยระบบของไครส์เลอร์นั้นอิงตามสิทธิบัตรบางฉบับของเดวิสที่หมดอายุลงแล้ว ต่อมาเจเนรัลมอเตอร์ได้เปิดตัวรถคาดิลแลค (Cadillac) รุ่นปี 1952 พร้อมระบบพวงมาลัยเสริมกำลังโดยใช้งานที่เดวิสเคยทำให้กับบริษัทเมื่อเกือบยี่สิบปีก่อนหน้า

ชาลส์ เอฟ. แฮมมอนด์ (Charles F. Hammond) จากดีทรอยต์ ยื่นจดสิทธิบัตรหลายฉบับเพื่อการพัฒนาระบบพวงมาลัยเสริมกำลังกับสำนักงานทรัพย์สินทางปัญญาแคนาดาใน ค.ศ. 1958

นับตั้งแต่กลางทศวรรษ 1950 ผู้ผลิตในอเมริกาได้เสนอเทคโนโลยีนี้เป็นอุปกรณ์เลือกติดตั้งหรืออุปกรณ์มาตรฐาน ขณะที่มีการเสนอให้ใช้อย่างแพร่หลายในระดับสากลสำหรับยานยนต์สมัยใหม่ เนื่องมาจากแนวโน้มการเปลี่ยนไปใช้ระบบขับเคลื่อนล้อหน้า มวลของยานพาหนะที่มากขึ้น การลดต้นทุนการผลิตในสายการประกอบ และยางที่มีหน้ากว้างขึ้น ซึ่งปัจจัยเหล่านี้ล้วนเพิ่มแรงที่ต้องใช้ในการเลี้ยว ยานพาหนะที่มีน้ำหนักมากดังที่พบเห็นได้ทั่วไปในบางประเทศจะบังคับเลี้ยวได้ยากลำบากอย่างยิ่งที่ความเร็วต่ำ ในขณะที่ยานพาหนะที่มีน้ำหนักเบากว่าอาจไม่จำเป็นต้องใช้พวงมาลัยแบบช่วยเสริมกำลัง

การศึกษาใน ค.ศ. 1999 เกี่ยวกับความเที่ยงตรงของการรับรู้ของการป้อนกลับแรงเลี้ยวพบว่าผู้ขับขี่รถบรรทุกและรถยนต์ทั่วไปในโลกแห่งความเป็นจริงต่างคาดหวังตามธรรมชาติถึงแรงบิดป้อนกลับที่เพิ่มขึ้นเมื่อความเร็วสูงขึ้น และด้วยเหตุนี้ ระบบพวงมาลัยเสริมกำลังในรูปแบบยุคแรกที่ขาดผลกระทบดังกล่าวมักจะไม่ได้รับการยอมรับ

## ดูเพิ่ม

* เซอร์โว
* เครื่องบังคับเลี้ยว

## อ้างอิง

หมวดหมู่:ชิ้นส่วนยานยนต์
หมวดหมู่:สิ่งประดิษฐ์ของสหรัฐ