Khung gầm (chassis) là nền tảng cấu trúc, bộ phận “xương sống” nâng đỡ toàn bộ xe hơi. Hai kiểu cấu trúc khung gầm phổ biến nhất hiện nay là Body-on-Frame (khung rời) và Unibody (khung liền). Mỗi loại có ưu và nhược điểm riêng, phù hợp với các dòng xe và mục đích sử dụng khác nhau.
Mục Lục
Body-on-Frame (Khung Rời)
Body-on-Frame, hay còn gọi là khung rời, là cấu trúc ô tô truyền thống, lâu đời. Đặc trưng của loại khung gầm này là thân xe và khung xe được chế tạo tách biệt, sau đó lắp ráp lại với nhau. Khung xe thường có hình dạng thang, chịu trách nhiệm chính trong việc chịu tải và bảo vệ các bộ phận cơ khí. Hệ thống truyền động, hệ thống lái và thân xe được gắn cố định lên khung này.
Lịch sử hình thành
Cấu trúc Body-on-Frame được lấy cảm hứng từ xe ngựa kéo. Ford Model T, mẫu xe hơi “bình dân” đầu tiên, đã sử dụng cấu trúc này, tạo điều kiện cho sản xuất hàng loạt trên dây chuyền, thay vì chế tác thủ công tốn kém thời gian.
Ford Model T – Mẫu xe hơi body-on-frame mang tính biểu tượng, khởi đầu kỷ nguyên sản xuất hàng loạtFord Model T – Mẫu xe hơi body-on-frame mang tính biểu tượng, khởi đầu kỷ nguyên sản xuất hàng loạt
Trong giai đoạn đầu phát triển của ngành công nghiệp ô tô, các nhà sản xuất liên tục cải tiến thân xe và nội thất. Cấu trúc thân rời giúp việc thay đổi thiết kế trở nên dễ dàng hơn mà không ảnh hưởng đến khung gầm và hệ truyền động. Nhờ vậy, có thể tạo ra những mẫu xe mới dựa trên khung gầm cũ, tiết kiệm chi phí và thời gian, đặc biệt khi công nghệ CAD chưa ra đời.
Ưu điểm và Nhược điểm của Body-on-Frame
Ưu điểm:
- Thiết kế và sửa đổi dễ dàng: Cấu trúc đơn giản giúp việc thiết kế, xây dựng và sửa đổi trở nên dễ dàng hơn. Thiết kế CAD hiện đại cũng hỗ trợ nhiều cho việc chế tạo xe chuyên dụng.
- Giảm tiếng ồn: Lớp đệm cao su giữa thân xe và khung xe giúp giảm tiếng ồn và rung động từ mặt đường, mang lại trải nghiệm lái êm ái hơn.
- Sửa chữa dễ dàng sau tai nạn: Các bộ phận có thể được thay thế riêng lẻ, giúp giảm chi phí sửa chữa, đặc biệt quan trọng đối với các xe chuyên dụng (xe cảnh sát, cứu hỏa) hoặc xe có tần suất sử dụng cao (taxi).
- Khả năng chịu tải cao: Thiết kế khung thang đặc biệt có khả năng chống xoắn khi chịu tải nặng. Do đó, Body-on-Frame thường được sử dụng cho xe tải, SUV và xe off-road.
- Độ bền cao: Ít bị hư hỏng do gỉ sét gây ra bởi các yếu tố môi trường như ẩm ướt, bùn đất, đá sỏi, muối, tuyết.
Jeep Wrangler – Biểu tượng off-road với khung gầm body-on-frame vượt mọi địa hìnhJeep Wrangler – Biểu tượng off-road với khung gầm body-on-frame vượt mọi địa hình
Nhược điểm:
- Trọng lượng nặng: Xe Body-on-Frame thường nặng hơn xe Unibody, dẫn đến hiệu suất nhiên liệu kém hơn.
- An toàn hạn chế: Nhiều xe không có cản sau bảo vệ, làm tăng nguy cơ chấn thương trong tai nạn.
Các mẫu xe Body-on-Frame phổ biến
Cấu trúc khung rời thường được sử dụng cho SUV, xe bán tải và xe tải do khung xe chắc chắn, khả năng chịu tải cao và dễ sửa chữa.
- SUV: Toyota Fortuner, Ford Everest, Mitsubishi Pajero Sport,…
- Xe bán tải: Toyota Hilux, Ford Ranger, Nissan Navara,…
Ford Everest – SUV 7 chỗ gầm cao, mạnh mẽ với cấu trúc body-on-frameFord Everest – SUV 7 chỗ gầm cao, mạnh mẽ với cấu trúc body-on-frame
Unibody (Khung Liền)
Unibody, hay còn gọi là khung liền, là cấu trúc trong đó thân xe và khung xe được thiết kế và sản xuất thành một khối thống nhất. Các bộ phận như sàn xe, khung gầm và các chi tiết gia cố được tích hợp liền mạch, tạo thành một cấu trúc chịu lực duy nhất.
Lịch sử phát triển
Sự phát triển của công nghệ CAD đã tạo điều kiện cho sự ra đời của cấu trúc Unibody. Các kỹ sư có thể thiết kế hệ thống khung gầm hoàn chỉnh trên máy tính dưới dạng mô hình 3D, giúp việc tạo ra cấu trúc liền khối trở nên khả thi hơn.
Citroen Traction Avant (1934) và Opel Olympia (1935) là những mẫu xe tiên phong sử dụng cấu trúc Unibody. Ngày nay, hầu hết các xe chở khách dân dụng đều sử dụng cấu trúc này nhờ những ưu điểm vượt trội.
Ưu điểm và Nhược điểm của Unibody
Ưu điểm:
- Trọng lượng nhẹ: Unibody nhẹ hơn Body-on-Frame, giúp cải thiện hiệu suất nhiên liệu và khả năng vận hành.
- Độ bền và an toàn cao: Cấu trúc liền khối có độ cứng vững cao hơn và khả năng hấp thụ xung lực tốt hơn, giúp bảo vệ hành khách trong trường hợp xảy ra tai nạn. Các vùng hấp thụ xung lực được thiết kế để biến dạng có kiểm soát, giảm thiểu tác động lên khoang hành khách.
- Ổn định lái: Sàn xe thấp hơn giúp hạ thấp trọng tâm xe, tăng cường sự ổn định khi vào cua và cải thiện cảm giác lái.
- Không gian nội thất rộng rãi: Thiết kế Unibody giúp tối ưu hóa không gian nội thất, mang lại sự thoải mái cho hành khách.
Cấu trúc unibody giúp xe vận hành hiệu quả và tiết kiệm nhiên liệu hơnCấu trúc unibody giúp xe vận hành hiệu quả và tiết kiệm nhiên liệu hơn
Nhược điểm:
- Sửa chữa phức tạp: Việc sửa chữa sau tai nạn thường phức tạp và tốn kém hơn do cấu trúc liền khối.
- Khả năng chịu tải hạn chế: So với Body-on-Frame, Unibody có khả năng chịu tải kém hơn.
Các mẫu xe Unibody phổ biến
Hầu hết các mẫu xe du lịch hiện đại đều sử dụng cấu trúc Unibody, từ sedan, hatchback đến MPV.
Với sự phát triển của công nghệ ô tô, những hạn chế của cấu trúc Unibody đang dần được khắc phục.
So sánh Body-on-Frame và Unibody
Ngày nay, cấu trúc Unibody đang dần thay thế Body-on-Frame nhờ những ưu điểm về hiệu suất, an toàn và tiết kiệm nhiên liệu. Tuy nhiên, Body-on-Frame vẫn giữ vững vị thế trong phân khúc xe tải, SUV địa hình và xe chuyên dụng nhờ khả năng chịu tải và độ bền cao.
Sự chuyển dịch từ body-on-frame sang unibody – Xu hướng SUV chuyển sang CrossoverSự chuyển dịch từ body-on-frame sang unibody – Xu hướng SUV chuyển sang Crossover
Body-on-Frame và Unibody vẫn sẽ cùng tồn tại, mang đến sự đa dạng cho ngành công nghiệp ô tô và đáp ứng nhu cầu khác nhau của người tiêu dùng. Mỗi loại cấu trúc đều có ưu điểm riêng, phù hợp với từng loại xe và mục đích sử dụng cụ thể.