Khung gầm là một bộ phận cốt lõi không thể thiếu trong một chiếc xe hoàn chỉnh và là một bộ phận hết sức quan trọng trong kết cấu tổng thể của một chiếc xe ô tô. Việc nhận biết điểm khác nhau giữa kiểu khung gầm liền khối (Unibody) và hệ thống khung rời (Body-on-frame) trên xe ô tô có thể giúp người dùng thuận lợi hơn khi lựa chọn mẫu xe sở hữu đặc trưng cấu trúc, điểm mạnh thiết kế phù hợp với nhu cầu, sở thích cá nhân
- Đổi màu sơn xe ô tô nên sơn hay dán decal màu
- Bị mất chìa khóa ô tô phải làm sao
- Nguyên nhân ô tô máy yếu, rung cần số và cách khắc phục
Danh mục bài viết
Body-on-frame và unibody có những ưu thế cũng như hạn chế riêng
- Body-on-frame (khung rời) có phần khung xe và thân xe riêng biệt, với phần khung thường được thiết kế như 1 chiếc thang, hệ thống lái truyền động và thân xe được đặt cố định trên khung xe
- Trong khi đó, unibody (khung liền) có kết cấu liền khối, gồm chassis (Sắt-xi), sàn xe và thân xe là một thể thống nhất, được thực hiện gia cố ở những vị trí nhất định
Tuy cấu trúc thân xe khung rời (Body-on-frame) và thân xe khung liền (Unibody) có nhiều điểm tương đồng với nhau nhưng chúng sở hữu hàng loạt đặc trưng riêng biệt bạn cần phải để tâm đến khi có nhu cầu lựa chọn xe phù hợp với mình.
Hầu hết cấu trúc thân xe khung liền đang dần trở nên phổ biến hơn trong 10 năm gần đây, những mẫu xe con ngày nay đều sở hữu cấu trúc khung gầm liền khối unibody do nhiều ưu điểm vượt trội mà nó đem lại. Chỉ một số ít mẫu xe đặc biệt thường có kích cỡ lớn như: xe tải, xe công trình, xe bán tải và một vài mẫu SUV vẫn còn sử dụng cấu trúc khung rời dạng body-on-frame.
Khái niệm thân xe khung rời và thân xe khung liền
Kể từ khi ô tô ra đời, cấu trúc khung liền và khung rời đã đóng vai trò quan trọng và rất phổ biến trong ngành công nghiệp ô tô.
Cấu trúc thân xe khung rời là phương pháp truyền thống trong lắp ráp xe ô tô. Khung xe rời có phần thân xe lắp lên một khung bên dưới, khung này bản chất là bộ khung gầm để nâng đỡ hệ dẫn động. Khi lắp ráp xe bán tải, thùng xe được đặt độc lập trên bộ khung. Có thể dễ dàng nhận ra thùng xe độc lập chỉ bằng việc nhìn bên hông của xe.
Cấu trúc thân xe khung liền có phần thân và khung của xe được gắn liền với nhau. Tuy nhiên, mặc dù được coi như là một thể thống nhất nhưng cấu trúc khung xe liền vẫn được làm từ nhiều mảnh riêng biệt.
Ví dụ, thân xe khung liền của Cadillac CT6 được hình thành lên từ khoảng 13 mảnh khác nhau. Việc sử dụng hàn kết cấu để gắn các đầu mối với nhau giờ không còn hiếm.
Hệ thống khung gầm sắt-xi rời (body-on-frame)
Khung xe ô tô dạng body-on-frame (còn được gọi là khung gầm sắt-xi rời) là phương pháp chế tạo khung gầm ô tô cơ bản nhất. Như tên gọi, đây là chiếc xe có hệ thống truyền động và thân xe được đặt cố định trên một khung xe riêng biệt thường có hình thang, dù được nối với nhau bởi dây chuyền lắp rắp nhưng vẫn tách biệt về quan điểm thiết kế.
Đây là loại khung gầm ra đời sớm nhất. Đến tận những năm 1960, hầu như tất cả các mẫu xe trên thế giới đều sử dụng loại khung gầm này. Thậm chí, các mẫu SUV hiện đại ngày nay vẫn còn dùng khung gầm sắt-xi rời body-on-frame.
Cấu trúc khung rời lấy cảm hứng từ những chiếc xe ngựa kéo, ra đời vào những năm đầu tiên của thế kỉ XX và đi liền với tên tuổi Ford Model T – được biết đến như là chiếc xe “bình dân” đầu tiên trên thế giới, đóng góp rất lớn vào sự phổ cập xe hơi thời bấy giờ.
Trong cấu trúc này, khung xe và gầm xe sắt xi được chia thành 2 phần riêng biệt, hệ thống gầm xe thường có dạng hình chiếc thang được làm từ hợp kim vô cùng cứng chắc. Hệ thống chuyển động và khung xe (body) được đặt cố định bên trên chassis sắt-xi này. Đây chính là ý nghĩa của cái tên body-on-frame.
Ưu điểm hệ thống khung gầm rời
Cấu trúc khung rời cho phép những thay đổi thiết kế khung xe được thực hiện dễ dàng mà không cần tác động đến hệ thống gầm sắt-xi, thậm chí là tạo ra những mẫu xe hoàn toàn mới ngay trên nền tảng chassis cũ, do đó tiết kiệm được khá nhiều thời gian nghiên cứu phát triển (R&D) cũng chi phí thiết kế, đầu tư dây chuyền sản xuất so với việc phải xây dựng cả hệ thống chassis mới.
Ít tiếng ồn trong khi vận hành ( nơi tách biệt giữa thân xe và chassis có lớp đệm cao su, xung quanh có các bu-lông đính kèm hoặc thân xe được treo phía trên chassis khiến những âm thanh ‘ầm ầm’ hoặc ‘cọt kẹt’ khi chuyển động do áp lực và sức căng cùng những ồn ào trên đường được giảm bớt).
Dễ dàng sửa chữa sau tai nạn. Điều này rất quan trọng và tối cần thiết đối với các xe đặc dụng khẩn cấp ( xe cảnh sát, cứu hỏa…) hay kiểu xe có tần suất sử dụng lớn, nguy cơ đâm đụng cao (taxi,…). Bu lông bánh xe bị hư hỏng, xe bị va chạm mạnh: có thể thay thế một cách dễ dàng, tiết kiệm chi phí.
Phần thân xe với kiểu khung rời được đặt bên trên chassis có khả năng chịu tải cao và sức chống lại lực vặn xoắn lớn, đây chính là lý do mà hầu hết các mẫu xe bán tải cũng như một số mẫu SUV hiện đại như Toyota Fortuner vẫn sử dụng khung gầm rời dạng body-on-frame, cho khả năng Off-road tốt, mạnh mẽ và bền bỉ hơn.
Ít bị hư hỏng do gỉ sắt gây ra bởi ẩm ướt, bùn, đá, đường cát, nước, tuyết,…
Nhược điểm của cấu trúc khung rời body-on-frame
Xe có kết cấu body-on-frame thường có khối lượng lớn và trọng tâm cao do thiết kế đặc thù của phần khung được đặt trên sắt-xi gầm xe. Từ đó dẫn đến hiệu suất hoạt động kém, thiếu sự ổn định khi vào cua & mức tiêu hao nhiên liệu cao hơn. Do vậy các mẫu SUV và bán tải thường sử dụng máy dầu cho sức kéo tốt hơn & tiết kiệm hơn so với máy xăng.
Cấu trúc khung gầm rời thường không có vùng hấp thụ xung lực, dễ dẫn đến những chấn thương cho hành khách khi không may xảy ra tai nạn. Nhưng với sự phát triển của công nghệ những nhược điểm này dần được khắc phục nhờ các hệ thống phanh an toàn mới ngày càng tiên tiến
Hệ thống khung gầm liền khối (unibody)
Các hãng xe dần để mắt đến kết cấu khung gầm liền khối unibody, biến chassis, sàn xe và thân xe trở thành một thể thống nhất giúp mang đến nhiều ưu điểm về an toàn. Có thể hiểu nôm na cấu trúc khung gầm liền khối unibody đúng như cái tên của nó, hệ thống khung + gầm chassis là một thể thống nhất có liên quan chặt chẽ với nhau và chịu ảnh hưởng lẫn nhau.
Hầu hết các xe chở khách nhỏ chuyển sang khung gầm unibody vào cuối những năm 1930. Xu hướng này bắt đầu với những chiếc xe như Citroen Traction Avant (1934) và Opel Olympia (một thiết kế của General Motors) được giới thiệu vào năm 1935. Tuy nhiên, nhà sản xuất xe buýt, xe tải và những chiếc xe có dung tích lớn vẫn tiếp tục sử dụng các bộ phận riêng biệt do các tính năng mà body-on-frame đem lại.
Ưu điểm của khung gầm liền khối unibody
Cấu trúc này có thể điều chỉnh sự bẻ cong thân xe theo chủ ý của người thiết kế, cùng khả năng hấp thụ xung lực tuyệt vời giúp chiếc xe an toàn hơn rất nhiều cho hành khách ngồi bên trong khi có tai nạn xảy ra.
Trọng lượng xe nhẹ hơn cải thiện hiệu suất hoạt động và tiêu hao nhiên liệu ít hơn. Và do sàn xe được thiết kế nằm liền với chassis hệ thống gầm nên trọng tâm xe thấp hơn tăng sự ổn định khi vào cua.
Nhược điểm của hệ thống khung gầm liền khối unibody
Việc sửa chữa và phục hồi xe sau tai nạn rất tốn kém do các bộ phận gắn liền với nhau và ảnh hưởng lẫn nhau nên chỉ khung xe hoặc gầm xe có vấn đề là toàn hệ thống khung gầm sẽ đều bị ảnh hưởng ít nhiều.
Khả năng chịu tải của các mẫu xe có kết cấu unibody không cao, khả năng chịu vặn xoắn thân cũng sẽ kém hơn cho nên cấu trúc unibody phổ biến từ các mẫu Sedan, xe du lịch cỡ nhỏ cho đến Hatchback hay MPV đa dụng,..
Đặc trưng của thân xe khung rời và thân xe khung liền
Xe khung liền chạy phố, lướt xa lộ mượt hơn và khả năng tiết kiệm nhiên liệu tối ưu cùng khả năng bảo vệ người dùng tốt do cấu trúc vật lý liền khối cứng cáp. Chưa kể, chi phí sản xuất xe unibody thường thấp hơn các mẫu ô tô body-on-frame cùng phân khúc nên có thể là lợi thế mạnh về giá thành tại các khu vực đánh thuế tiêu thụ cao.
Trái lại, phương tiện sử dụng cấu trúc thân rời với độ cứng cáp vượt bậc và khả năng điều khiển sắc bén lại là lựa chọn hợp lý cho nhu cầu off-road, vượt địa hình khó khăn. Kèm theo đó, khả năng chống chịu tác động hao mòn khi vận hành và có thể thay thế các hư hỏng vặt khi bảo dưỡng góp phần củng cố lựa chọn trên.
Có thể thấy cấu trúc thân xe khung liền giờ đang rất thịnh hành trên thị trường. Nhưng cấu trúc thân xe khung rời vẫn tồn tại dù cho đang ngày càng mất đi vị thế của mình.
Hiệu năng trên đường
Xét đến khả năng đi offroad, cấu trúc thân xe khung rời rõ ràng là có ưu thế hơn so với cấu trúc thân xe khung liền. Do được đặt cao hơn trên xe mà bộ khung này có thể xử lý lực xoắn tốt hơn.
Chưa kể, chúng có khả năng chịu đựng cao hơn khi đối mặt những tác nhân bên ngoài như sỏi, bùn, tuyết và đất cát. Khoảng sáng gầm xe cao hơn cũng giúp hạn chế gầm xe chạm vào nước trên mặt đường – nguyên nhân hàng đầu làm xe bị rỉ sét.
Tuy nhiên những đặc điểm giúp cho xe khung rời đi offroad tốt hơn lại làm cho xe đi trên đường phẳng kém hơn. Bên cạnh đó khả năng xử lý và bám đường cũng không phải là ưu thế của thân xe khung rời. Xe khung liền phù hợp hơn đối với đường phố và đường cao tốc bởi vì trọng tâm thấp giúp bám đường tốt hơn và di chuyển mượt mà hơn.
Khả năng kéo và đẩy
Một lần nữa thân xe khung rời lại cho thấy sự vượt trội của mình. Khả năng chống chịu tốt hơn bởi vì có một nền tảng khỏe mạnh và cứng cáp và khả năng chịu đựng lực xoắn tốt hơn.
Khả năng xử lý lực xoắn của thân xe khung liền không tốt. Do đó, xe khung liền không phải lựa chọn tối ưu cho những con đường offroad. Điều này cũng ảnh hưởng đến khả năng kéo và đẩy của xe trong lúc vượt chướng ngại vật.
Chi phí sản xuất và sửa chữa
Giữa thân xe khung liền và khung rời thì thân xe khung rời lại một lần nữa là lựa chọn tốt hơn trong vấn đề chi phí bảo dưỡng, thay thế phụ kiện.
Xe khung rời có chi phí sản xuất và sửa chữa tương đối thấp. Bởi vì được cấu tạo như nhiều mảnh riêng biệt nên nếu khung xe bị hỏng hóc thì chỉ cần thay thế những mảnh bị hỏng thay vì thay cả bộ khung. Trái lại xe khung liền lại có chi phí sửa chữa cao hơn vì thay thế có nghĩa là phải thay cả bộ khung.
Tuy nhiên việc sản xuất khung liền lại dễ dàng hơn nhờ có phần mềm thiết kế chạy bằng máy tính. Mặc dù để tạo ra khung liền vẫn cần hàn gắn một vài phần với nhau nhưng quá trình sản xuất được điện toán hóa giúp việc sản xuất trở nên nhanh chóng hơn và không có lỗi.
Một điểm cộng khác đó là tính có sẵn của khung liền này. Vì xe khung liền phổ biến hơn nên có thể dễ dàng tìm được bộ khung và máy móc để thực hiện công việc sửa chữa.
Mức tiêu thụ nhiên liệu
Xe khung liền nhẹ hơn xe khung rời. Ngoài ra trọng lực thấp cũng giúp cho xe thân liền dễ di chuyển trên mặt đường phẳng hơn. Hai điều này góp phần đáng kể vào việc giảm thiểu mức tiêu thụ nhiên liệu của xe.
Cấu trúc nặng hơn, khoảng sáng gầm xe cao hơn và trọng tâm cao hơn khiến xe khung rời tiêu tốn nhiều nhiên liệu hơn.
Độ an toàn
Việc thiếu vùng hấp thụ xung lực làm xe khung rời kém an toàn hơn đáng kể so với xe khung liền. Nhiều vùng hấp thụ xung lực hơn có nghĩa là có nhiều khu vực sẽ hấp thụ xung động khi tông hoặc va chạm hơn, hạn chế lực tác động đến người lái hoặc hành khách đi cùng.
Xe khung liền tích hợp vùng biến dạng và những trang bị khác để bảo vệ khoang xe khỏi tác động của va chạm. Trên thực tế, tỷ lệ sống sót sau tai nạn trên xe khung liền sẽ cao hơn trên xe khung rời.