Nghiên cứu đặc điểm kết cấu khung vỏ xe ô tô

1. Khung gầm liền khối (Uniboby)

Khung gầm liền khối được thiết kế với một kết cấu duy nhất nối liền với lớp vỏ bao quanh xe tạo thành một khối từ đó địn hình kiểu dáng tổng thể của một chiếc xe. Loại khung gầm ô tô này được tạo nên bởi các miếng kim loại hàn lại với nhau bằng robot hoặc laze trong dây chuyền sản xuất.

Hình 1. Kết cấu khung gầm liền khối xe Toyota Inova.

Khung gầm liền khối có độ an toàn cao và độ cứng xoắn vượt trội. Ngoài ra, loại khung gầm này còn nhận được điểm cộng nhờ việc sửa chữa đơn giản hơn.

2. Hệ thống khung rời (Body on frame)

- Khung gầm hình thang:

Đây là một trong những loại khung gầm lâu đời nhất hiện nay. Khung được thiết kế gồm hai thanh dọc dài đóng vai trò chịu lực chính kết hợp với nhiều thanh chéo.

Khung gầm hình thang khá nặng nên có khả năng chịu tải và các lực tác động theo chiều dọc khi phanh xe hoặc tăng tốc. Vì các bộ phận của loại khung gầm này không được gắn cố định nên việc lắp ráp, sửa chữa và thay thế các bộ phận được thực hiện rất đơn giản.

Hình 2. Khung gầm hình thang.

Khung gầm thang có độ cứng xoắn yếu và không chịu được tác động của trọng tải đứng lớn.

- Khung gầm hình xương sống:

Hình 3. Kết cấu khung hình xương ống.

Khung gầm hình xương sống có cấu tạo gồm một ống hình trụ có mặt cắt hình chữ nhật nối trục trước và sau. Bên trong có một khoảng trống dành cho trục lái. Vì vậy, chúng rất thích hợp với những loại xe có hệ thống động cơ đặt trước và dẫn động cầu sau.

Nhờ cấu trúc đơn giản và có độ cứng xoắn tốt, khung gầm xương sống có khả năng chống chọi với nhiều điều kiện địa hình, rất phù hợp với cho các dòng xe thể thao loại nhỏ. Tuy nhiên, việc sửa chữa trục truyền động của xe có hệ thống khung gầm hình xương sống rất phức tạp. Ngoài ra, chi phí sản xuất và bảo dưỡng loại khung gầm này cũng khá cao. Do đó, giá thành của những chiếc xe làm từ loại khung này khá đắt đỏ.

- Khung gầm hình ống:

Hình 4. Khung gầm hình ống.

Khung gầm được sử dụng chủ yếu cho các loại xe đua do độ an toàn tuyệt vời mà chúng mang lại. Khung gầm hình ống có kết cấu vững chắc và cấu tạo khá phức tạp. Chúng sử dụng nhiều các ống cắt hình tròn (hoặc hình vuông để dễ nối với các tấm pano ốp thân) đặt theo các hướng khác nhau để tạo ra lực cơ học chống lại sự tác động của các ngoại lực xung quanh.

Độ cứng tốt hơn so với các khung gầm khác trong cùng trọng lượng nên khung gầm hình ống đảm bảo được độ an toàn mà các loại xe đua cần có. Mặc dù vậy, đây là loại khung xe có cấu trúc phức tạp nên không thế sản xuất hàng loạt và việc chế tạo cũng mất rất nhiều thời gian.

3. Vỏ xe không chịu tải

Hình 5.  Kết cấu vỏ xe không chịu tải.

• Trong trường hợp này vỏ xe không chịu tác dụng của các lực và mô men tác dụng từ đường, thậm chí kể cả các nội lực và mô men từ hệ thống truyền lực, hệ thống treo, khung bệ mang theo các bộ phận điều khiển và truyền động vào vỏ xe.
• Loại này vỏ xe và khung được nối đàn hồi với nhau, gây ra sự dịch chuyển giữa vỏ xe và khung bệ từ đó gây ra tải trọng.
• Ngăn chặn việc truyền tiếng động lên vỏxe.
• Vỏ xe không chịu tải ngày nay được sử dụng nhiều ở các loại xe tải, xe kéo rơ moóc và bán rơ moóc,xe du lịch loại lớn, hạn chế sử dụng trên xe con vì làm tăng không lượng của xe.

4. Vỏ xe dạng bán tải (cả vỏ xe và khung cùng chịu tải)

Hình 6. Vỏ xe dạng bán tải.

• Loại này khung và vỏ được nối cứng với nhau nhưng cũng có thể tháo ra được, vỏ xe và khung xe cùng chịu tải trọng tĩnh và tải trọng động phát ra trong quá trình chuyển động.