สำหรับรถปิคอัพที่วิ่งบนทางหลวง ประมาณ 60% ของพลังงานทั้งหมดที่ใช้ไปเกิดจากแรงต้านอากาศ ตามการวิจัยของ SAE ในปี 2023 สิ่งนี้เกิดขึ้นส่วนใหญ่เนื่องจากความปั่นป่วนของอากาศที่สร้างขึ้นเมื่อขับขี่ด้วยกระบะเปิด อากาศที่เคลื่อนตัวผ่านพื้นที่ว่างเหล่านี้จะก่อตัวเป็นกระแสหมุนที่มีความดันต่ำ คล้ายกับร่มชูชีพขนาดใหญ่ที่มองไม่เห็นอยู่ด้านหลังตัวรถ Ford ได้ทำการทดสอบในอุโมงค์ลมและพบว่าปรากฏการณ์นี้ทำให้อัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงเพิ่มขึ้นระหว่าง 7 ถึง 12 เปอร์เซ็นต์ เมื่อขับด้วยความเร็ว 65 ไมล์ต่อชั่วโมง เมื่อเทียบกับกรณีที่มีการปิดคลุมกระบะอย่างเหมาะสม
สัมประสิทธิ์แรงต้าน (Cd) ใช้วัดประสิทธิภาพด้านอากาศพลศาสตร์ของยานพาหนะ โดยรถปิคอัพรุ่นใหม่ๆ มีค่าเฉลี่ยอยู่ที่ 0.45–0.55 Cd ซึ่งฝาครอบกระบะปิคอัพแบบ Threefold สามารถปรับปรุงค่าตัวชี้วัดนี้ได้ถึง 15–20% (NHTSA 2022) ผ่านกลไกสำคัญสามประการ:
การทดสอบภาคสนามแสดงให้เห็นว่า ผ้าคลุมแบบพับสามตอนสามารถลดแรงต้านของอากาศได้ถึง 550 นิวตัน ที่ความเร็ว 70 ไมล์ต่อชั่วโมง ซึ่งเทียบเท่ากับการถอดแผ่นไม้อัดขนาด 4×8 ฟุตออกจากหลังคา (UTAC 2023) ดีไซน์แบบพับสามตอนทำได้เช่นนี้ด้วยช่องนำอากาศที่อยู่ระหว่างขั้นตอนการพับ ซึ่งเป็นสิทธิบัตรที่อยู่ระหว่างการพิจารณา โดยช่วยเร่งการไหลของอากาศเหนือกระบะท้าย ป้องกันการแยกตัวของกระแสลมแบบปั่นป่วนที่ฝาท้ายรถ
ผ้าคลุมแบบแผ่นเดี่ยวมักก่อให้เกิดการไหลเวียนของอากาศที่ปั่นป่วนรอบขอบของมัน แต่การออกแบบผ้าคลุมรถปิคอัพแบบสามส่วนนี้ทำงานต่างออกไป โดยโครงสร้างแบบแยกส่วนนี้แท้จริงแล้วใช้หลักการคล้ายกับวิธีการทำงานทางด้านแอโรไดนามิกส์ของปีกเครื่องบิน แต่ละส่วนหนึ่งในสามของผ้าคลุมจะเบี่ยงเบนอนุภาคอากาศลงด้านล่างตามลำดับ ซึ่งช่วยลดการแยกชั้นผิวของการไหลของอากาศได้เกือบ 40% เมื่อเทียบกับผ้าคลุมเรียบธรรมดา ตามการวิจัยจาก WSU Aerolab เมื่อปี 2023 สิ่งที่ทำให้การออกแบบนี้โดดเด่นคือ การรักษาระบบการไหลของอากาศให้เรียบเนียนต่อเนื่องยาวนานเกือบสามเท่าของผ้าคลุมรถบรรทุกอื่นๆ ที่มีอยู่ในตลาด สำหรับผู้ที่ใส่ใจเรื่องประสิทธิภาพการใช้น้ำมัน หรือเพียงแค่ต้องการให้รถปิคอัพดูทันสมัยขณะขับบนทางหลวง การปรับปรุงด้านสมรรถนะเหล่านี้ถือเป็นความแตกต่างที่ชัดเจน
การทดสอบได้แสดงให้เห็นว่า เมื่อรถบรรทุกติดตั้งผ้าคลุมกระบะแบบแผ่นสามชิ้นเหล่านี้ แทนที่จะปล่อยให้กระบะเปิดโล่ง จะมีผลทำให้แรงต้านลมลดลงประมาณ 18% ตามรายงานการวิจัยที่เผยแพร่โดย SAE International เมื่อปีที่แล้ว สิ่งนี้ส่งผลต่อการประหยัดน้ำมันอย่างแท้จริง ผู้ขับขี่สามารถคาดหวังระยะทางการขับขี่ที่ดีขึ้นประมาณ 5 ถึง 9% บนทางหลวง เมื่อขับด้วยความเร็วเกิน 55 ไมล์ต่อชั่วโมง สิ่งที่ทำให้ผ้าคลุมเหล่านี้ทำงานได้มีประสิทธิภาพคือการออกแบบของมัน แผ่นหลายชิ้นพับเข้าหากันเพื่อสร้างการไหลของอากาศที่เรียบเนียนมากขึ้นเหนือตัวรถ ซึ่งช่วยลดสิ่งที่วิศวกรเรียกว่า ค่าสัมประสิทธิ์แรงต้าน (drag coefficient) หรือ Cd และจากข้อมูลในรายงานของกระทรวงพลังงานสหรัฐอเมริกาปี 2024 เกือบครึ่งหนึ่งของเชื้อเพลิงทั้งหมดที่ใช้ในการขับขี่บนทางหลวง มาจากปัจจัยแรงต้านเพียงอย่างเดียว
ผู้ประกอบการรถฟลีทรายงานว่ามีการประหยัดน้ำมันเฉลี่ย 3.4% โดยทั่วไปในระยะทาง 8,000 ไมล์ต่อปี เมื่อใช้ฝาครอบสามตอน ซึ่งเทียบเท่ากับการประหยัดน้ำมันดีเซลได้ 71 แกลลอนต่อรถบรรทุกหนึ่งคันต่อปี ตามราคาดีเซลปัจจุบัน ผู้ขับขี่รถทางไกลสังเกตเห็นประโยชน์ที่ชัดเจนที่สุด:
| สภาพการขับขี่ | การปรับปรุงอัตราสิ้นเปลืองน้ำมัน (MPG) | แหล่งที่มาของข้อมูล |
|---|---|---|
| ทางหลวง (65 ไมล์ต่อชั่วโมง) | 6.2% | การวิเคราะห์ฟลีทเชิงพาณิชย์ |
| เมือง/การขับขี่แบบหยุด-เคลื่อน | 1.8% | รายงานจากเจ้าของเอง |
ตัวเลขเหล่านี้สอดคล้องกับแบบจำลองอากาศพลศาสตร์ที่แสดงให้เห็นว่า การลดการกระเพื่อมของอากาศด้านหลังแค็บเป็นสาเหตุหลักที่ทำให้ประหยัดน้ำมันได้ถึง 92% ของยอดรวม (คณะกรรมการวิจัยด้านการขนส่ง ปี 2023)
ผ้าใบกันน้ำแบบแข็งมีค่าสัมประสิทธิ์แรงต้านทานอากาศ (Cd) ที่ดีกว่าเล็กน้อย โดยต่ำกว่าแบบผ้าอ่อนประมาณ 0.02 ถึง 0.04 จุด แต่อย่ามองข้ามการออกแบบแบบพับสามตอน เพราะยังคงรักษารายการประโยชน์ด้านแอโรไดนามิกได้ประมาณ 98% เนื่องจากแผ่นปิดที่มีการยึดแน่นอย่างแน่นหนา สิ่งที่ทำให้แตกต่างอย่างแท้จริงคือความสะดวกในการใช้งาน โมเดลแบบพับอ่อนช่วยให้ผู้ใช้สามารถเข้าถึงกระบะท้ายรถได้เร็วกว่าแบบแข็งเกือบครึ่งวินาที ซึ่งทำให้แตกต่างอย่างมากเมื่อต้องหยิบของอย่างรวดเร็ว หรือปรับเปลี่ยนสิ่งของหลายครั้งในระหว่างวัน และที่สำคัญคือ ยังสามารถจัดการการไหลของอากาศได้ดีเทียบเท่ากัน ในขณะที่สะดวกสบายกว่ามากสำหรับสถานการณ์การขับขี่ประจำวันที่ต้องมีการบรรทุกและถอดของอย่างต่อเนื่อง
ผ้าคลุมกระบะรถปิคอัพสามตอนนี้รวมเอาการระบายอากาศที่ดีเข้ากับการใช้งานจริงได้อย่างมีประสิทธิภาพ การออกแบบช่วยกำจัดมุมที่ยื่นออกมาและช่องว่างของอากาศที่ไม่เป็นระเบียบ ซึ่งเป็นสาเหตุของการต้านทานลม ทำให้ลดแรงต้านจากลมได้แต่ยังคงการเข้าถึงพื้นที่กระบะท้ายได้อย่างเต็มที่ ผู้ขับขี่รถประเภทนี้พบว่าสามารถเปลี่ยนจากการขนสิ่งของขนาดใหญ่มาเป็นการขับขี่ตามปกติบนถนนได้อย่างสะดวก โดยไม่ต้องเลือกว่าจะเน้นเรื่องใดเรื่องหนึ่ง ซึ่งเป็นสิ่งที่ผ้าคลุมแบบชิ้นเดียวทั่วไปทำไม่ได้ เนื่องจากต้องถอดออกทั้งหมดทุกครั้งที่ต้องการบรรทุกของที่มีความสูง
แผงที่แบ่งส่วนและติดตั้งบานพับอย่างแม่นยำ ช่วยให้ฝาครอบสามารถพับขึ้นตรงไปยังบริเวณแค็บได้ ในขณะที่ยังคงรักษารูปร่างการไหลของอากาศเดิมไว้เกือบทั้งหมด แม้จะเปิดเพียงครึ่งเดียวก็ตาม แต่ฝาครอบแบบม้วนกลับแบบดั้งเดิมนั้นเล่าเรื่องราวที่ต่างออกไป เนื่องจากมักจะโป่งออกด้านนอกเมื่อดึงกลับ ทำให้เกิดแรงต้านโดยไม่จำเป็น การพิจารณาผลการทดสอบในอุโมงค์ลมล่าสุดแสดงให้เห็นถึงสิ่งที่น่าสนใจเกี่ยวกับการออกแบบสามตอนนี้ ซึ่งค่าสัมประสิทธิ์แรงต้านยังคงอยู่ในช่วงต่ำกว่า 2% ไม่ว่าจะปิดสนิทหรือเปิดเพียงบางส่วนประมาณ 50% เมื่อเทียบกับระบบม้วนกลับทั่วไป ที่แรงต้านจะเพิ่มขึ้นระหว่าง 6 ถึง 8 เปอร์เซ็นต์เมื่อไม่ได้ยืดออกเต็มที่ ความแตกต่างในลักษณะนี้สะสมมากขึ้นเรื่อย ๆ ตามเวลาที่ผ่านไป และส่งผลต่อสมรรถนะของยานพาหนะ
| คุณลักษณะ | ฝาครอบสามตอน | ฝาครอบแบบม้วน | ฝาครอบแบบแข็ง |
|---|---|---|---|
| ลดแรงลากต้านลม | 18–22% (ปิด) | 14–17% (ปิด) | 15–20% (ปิด) |
| ความสะดวกในการเข้าถึง | การเปิดบางส่วน/ทั้งหมด | เปิดเต็มทั้งหมดเท่านั้น | ต้องถอดออก |
| ความปลอดภัย | ล็อกแบบเปลือกแข็ง | วัสดุนุ่ม | ปิดกั้นพื้นที่กระบะทั้งหมด |
ฝาครอบด้านหลังของรถปิคอัพที่แบ่งเป็นสามตอนได้รับความนิยมเหนือตัวเลือกอื่นๆ เพราะออกแบบมาได้ดีกว่า ต้องการการดูแลรักษาน้อยกว่ากลไกแบบเลื่อน ป้องกันน้ำเข้าได้ดีกว่าฝาคลุมแบบม้วน และทำให้การนำสิ่งของขึ้นลงสะดวกกว่าการออกแบบที่เป็นชิ้นเดียวกันทั้งหมด ซึ่งก็สมเหตุสมผลดี ตามผลสำรวจจาก Automotive Accessories ในปี 2023 พบว่าประมาณสองในสามของเจ้าของรถปิคอัพเลือกระบบพับได้เหล่านี้ เมื่อพิจารณาทั้งความสะดวกในการใช้งานและความเหมาะสมต่อการใช้งานประจำวัน ผู้คนส่วนใหญ่แค่ต้องการสิ่งที่ใช้งานได้โดยไม่ต้องยุ่งยากตลอดเวลา
ปริมาณแก๊สที่ประหยัดได้จากการติดตั้งผ้าคลุมกระบะรถปิกอัพขึ้นอยู่กับรูปแบบการขับขี่ของผู้ใช้ ประเภทของรถที่ใช้ และชนิดของผ้าคลุมที่เลือกใช้ การศึกษาพบว่า เมื่อผู้ขับเร่งความเร็วอย่างรวดเร็วหรือขับเกิน 65 ไมล์ต่อชั่วโมง จะทำให้สิ้นเปลืองเชื้อเพลิงประมาณ 20 ถึง 30 เปอร์เซ็นต์ในรถบรรทุกขนาดใหญ่ ตามรายงานจาก MDPI ในปี 2022 บริษัทที่ฝึกอบรมคนขับให้ขับขี่อย่างมีประสิทธิภาพ มักจะได้ระยะทางการขับขี่ที่ดีขึ้นประมาณ 15% เมื่อเทียบกับบริษัทที่ไม่ให้การฝึกอบรมดังกล่าว ซึ่งระบุไว้โดย ScienceDirect เมื่อปีที่แล้ว สำหรับรถที่มีรูปร่างไม่ค่อยเป็นแอโรไดนามิก (รถที่มีค่าสัมประสิทธิ์แรงต้านมากกว่า 0.45) การติดตั้งผ้าคลุมกระบะคุณภาพดีจะช่วยได้อย่างเห็นได้ชัด นอกจากนี้ น่าสนใจที่รถรุ่นใหม่ที่มาพร้อมเทคโนโลยีปิดการทำงานของกระบอกสูบ (cylinder deactivation) จะสามารถประหยัดเชื้อเพลิงได้มากยิ่งขึ้นเมื่อติดตั้งผ้าคลุมเหล่านี้อย่างถูกต้อง
โครงสร้างพับได้สามตอนในปัจจุบันมักใช้อะลูมิเนียมคุณภาพระดับอากาศยานหรือวัสดุคอมโพสิตขั้นสูง ซึ่งช่วยให้น้ำหนักรวมอยู่ที่ประมาณ 40 ปอนด์สูงสุด ถือว่าน้ำหนักนี้ต่ำกว่าเกณฑ์ที่จะทำให้ประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงลดลง 2% เมื่อมีการเพิ่มน้ำหนักเข้าไปในยานพาหนะ ขณะขับขี่บนทางหลวง การปรับปรุงเรื่องแรงต้านลมจากการลดการกระเพื่อมของอากาศ แท้จริงแล้วสามารถชดเชยน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นเล็กน้อยได้ การออกแบบที่เบากว่ามีความสำคัญอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมในเมืองด้วย เนื่องจากการจราจรแบบหยุด-เคลื่อนตัว (stop-and-go) จะกินพลังงานเชื้อเพลิงมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งรถที่มีน้ำหนักมากต้องใช้พลังงานมากขึ้นทุกครั้งที่เร่งความเร็วจากสัญญาณไฟแดงหรือป้ายหยุด วัสดุที่เบากว่าจึงช่วยลดปัญหาการสูญเสียประสิทธิภาพเหล่านี้ในการเดินทางประจำวัน
เมื่อมีช่องว่างระหว่างผ้าคลุมรถบรรทุกกับกระบะรถ มันจะสร้างรูปแบบการไหลเวียนของอากาศที่เรียกว่า ไวย์ออร์ติซ (vortices) ซึ่งอาจเพิ่มแรงต้านได้ประมาณ 12 ถึง 18 เปอร์เซ็นต์ ผ้าคลุมกระบะรถปิกอัพ Threefold แก้ปัญหานี้ด้วยตะเข็บยางกันน้ำพิเศษและตัวล็อกปรับได้ ที่ช่วยให้ผ้าแนบสนิทตลอดเวลา แม้อุณหภูมิจะเปลี่ยนแปลงในแต่ละวัน ส่งผลให้ไม่มีอากาศเล็ดลอดเข้าไปในบริเวณกระบะรถ ซึ่งเป็นสาเหตุของความแตกต่างของแรงดันที่ทำให้เกิดความรำคาญ และเราทุกคนรู้ดีว่าสิ่งที่ตามมาคือ ปรากฏการณ์ 'ร่มชูชีพ' ที่ทำให้รถของเราต้องทำงานหนักขึ้นและกินน้ำมันมากขึ้น โดยเฉพาะเมื่อขับด้วยความเร็วบนทางหลวง ซึ่งค่อนข้างน่าหงุดหงิดหากพูดถึง
การวิจัยแสดงให้เห็นว่า ฝาครอบกระบะบรรทุกแบบสามชิ้นนี้สามารถช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงบนทางหลวงได้ประมาณ 5 ถึง 7 เปอร์เซ็นต์ เมื่อขับด้วยความเร็วเกิน 50 ไมล์ต่อชั่วโมง ซึ่งได้รับการยืนยันจากการทดสอบในอุโมงค์ลมเมื่อปี 2021 โดย SAE International สิ่งใดที่ทำให้ฝาครอบเหล่านี้ดีต่อการประหยัดน้ำมัน Verbatim: พวกมันช่วยกำจัดสิ่งที่เรียกว่า 'เอฟเฟกต์ร่มชูชีพ' (parachute effect) ได้ เมื่อกระบะรถเปิดทิ้งไว้ จะเกิดการกระเพื่อมของอากาศจำนวนมากบริเวณด้านหลังตัวรถ ซึ่งทำให้ความเร็วลดลง ขณะที่การออกแบบแบบสามชิ้นจะทำงานได้ดีกว่า เพราะแนบชิดกับแค็บของรถบรรทุกมากขึ้น ทำให้การไหลของอากาศเรียบเนียนขึ้น การทดสอบพบว่าการออกแบบนี้ช่วยลดแรงต้านได้ประมาณ 0.08 หน่วย ในการวัดค่าสัมประสิทธิ์แรงต้าน เมื่อเทียบกับรถบรรทุกที่ไม่มีฝาครอบเลย
การประหยัดน้ำมันนั้นแทบจะไม่มีอยู่จริงในระหว่างการขับขี่ที่ต้องหยุดและออกตัวอยู่ตลอดเวลา ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของการจราจรในเมือง เนื่องจากปัจจัยเรื่องอากาศพลศาสตร์มีผลน้อยมากในสถานการณ์เหล่านี้ ตามรายงานการศึกษาบางฉบับเมื่อปี 2023 จากสถาบันวิจัยด้านการขนส่ง ผู้ขับขี่พบว่าประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงดีขึ้นเพียงประมาณร้อยละ 0.5 เท่านั้นในสภาพแวดล้อมแบบในเมือง และอย่าลืมพิจารณาถึงโมเดลแบบพับสามตอนที่เน้นความทนทานหนักๆ ด้วย เช่น รุ่นที่มีน้ำหนักเกิน 80 ปอนด์ ซึ่งน้ำหนักที่มากเกินไปนี้จะกินกำไรด้านประสิทธิภาพทั้งหมดที่อาจได้รับไป เพราะน้ำหนักเพิ่มเติมนี้เอง สิ่งที่ทำให้ประสิทธิภาพลดลงอย่างแท้จริงคือเมื่อผู้ใช้งานติดตั้งผ้าคลุมไม่ถูกต้อง หรือเมื่อผ้าคลุมเริ่มเสื่อมสภาพตามอายุการใช้งาน การรั่วของอากาศผ่านซีลที่ชำรุดจะทำลายข้อได้เปรียบด้านอากาศพลศาสตร์ทั้งหมดที่ระบบนี้ควรจะมอบไว้ตั้งแต่แรก
ฝาครอบด้านหลังของรถปิคอัพแบบพับสามตอนช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงได้เป็นอย่างมาก โดยลดแรงต้านอากาศ ซึ่งอาจทำให้ผู้ขับขี่ประหยัดน้ำมันได้ถึง 5-9% บนทางหลวง
การออกแบบแบบพับสามตอนใช้หลักการพลศาสตร์ของอากาศในลักษณะคล้ายปีกเครื่องบิน ช่วยลดการเกิดการไหลปั่นป่วนโดยการเบี่ยงเบนอนุภาคอากาศลงด้านล่างตามลำดับ ซึ่งช่วยลดการแยกชั้นขอบเขต (boundary layer separation) ได้อย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับฝาครอบแบบแผ่นเดียว
ฝาครอบแบบพับสามตอนโดยทั่วไปมีน้ำหนักเบา มักทำจากวัสดุเช่น อลูมิเนียมคุณภาพระดับเครื่องบิน และน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นมาน้อยมากนี้มักถูกชดเชยด้วยประโยชน์ด้านพลศาสตร์ของอากาศที่ได้รับ
ผ้าใบกันน้ำแบบแข็งมีค่าสัมประสิทธิ์แรงต้านทานลมที่ต่ำกว่าเล็กน้อย แต่ผ้าใบพับสามตอนให้ประโยชน์ด้านแอโรไดนามิกที่ใกล้เคียงกัน ขณะเดียวกันก็สะดวกมากขึ้นสำหรับการเปิดปิดบ่อยครั้ง
ประโยชน์อาจแตกต่างกันไปตามรุ่นของรถกระบะ นิสัยการขับขี่ และความเร็วที่ใช้โดยทั่วไป แต่โดยทั่วไปแล้ว รถกระบะที่มีค่าสัมประสิทธิ์แรงต้านทานลมสูงจะได้รับประโยชน์มากกว่าจากการติดตั้งผ้าใบคุณภาพดี
EN
