Điều ít ai biết về Khung gầm hình ống rỗng và Khung gầm liền khối ULSAB trên ôtô

Bài viết này sẽ giúp bạn có cái nhìn tổng quát về 2 loại khung gầm rất phổ biến trên các mẫu ô tô, đó là Khung gầm hình ống rỗng và Khung gầm liền khối ULSAB trên ôtô.

1. Khung gầm hình ống rỗng

Bộ khung gầm có hình ống rỗng trang bị cho chiếc Lamborghini Countach sở hữu cấu trúc rất phức tạp. Vì khung gầm hình chiếc thang sẽ không đủ mạnh do đó các kỹ sư chế tạo xe đua đã tiến hành phát triển thêm loại thiết kế 3 chiều có tên là khung gầm hình ống rỗng.

Tham khảo kênh đánh giá xe Dailyxe trên Youtube: https://www.youtube.com/c/DailyXe

Trong các đại diện cổ xưa nhất của ứng dụng loại khung gầm này chúng ta phải kể tới chiếc xe đua Maserati Tipo 61 “Birdcage”. Loại khung gầm hình ống rỗng dùng hàng tá các ống cắt hình tròn (hoặc sở hữu hình vuông để chúng ta dễ nối với các tấm pa-nô ốp thân thực ra mặc dù hình tròn mới là loại cho lực tối đa). Những ống được đặt theo nhiều hướng khác nhau có tác dụng tạo ra lực cơ học chống lại những lực tác động từ khắp mọi nơi. Bình thường chúng được hàn lại với nhau và giúp tạo thành một cấu trúc rất phức tạp.

Để có thể tạo ra lực mạnh hơn sao cho phù hợp với những loại xe thể thao có tính năng cao, chúng ta có thể thấy khung gầm hình ống rỗng thường đi kèm cùng một cấu trúc rắn chắc bên dưới cửa (tương tự như trên chiếc Lamborghini Countach), điều này kéo theo chiều cao bất thường của khung cửa cũng như sự bất tiện khi chúng ta bước vào bên trong khoang lái. Vào d9ầu thập niên 1950, hãng xe Mercedes-Benz đã thiết kế thành công mẫu xe đua 300SLR ứng dụng khung gầm hình ống rỗng.

Và đó cũng là nền tảng ra đời 300SL Gullwing – đây được xem là chiếc xe đường phố đầu tiên sở hữu khung gầm hình ống rỗng. Chính vì ngưỡng cửa khá cao gây không ít khó khăn cho người sử dụng khi thực hiện ra vào cabin nên vì thế hãng Mercedes đã cho kéo dài cửa tới tận trần xe nhằm tạo ra đôi cánh hải âu huyền thoại.

Tham khảo mua bán xe ô tô tại đây: Dailyxe

Giữa thời điểm những năm 1960, có rất nhiều mẫu xe thể thao high-end cũng chọn khung gầm có hình ống rỗng nhằm tăng tỷ số độ cứng/trọng lượng. Nhưng, một vài mẫu trong số đó dùng khung gầm rỗng cho cấu trúc trước và sau và tách cabin ra khỏi khối thân xe nhằm giảm chi phí.

Ưu điểm: đó là sự rắn chắc từ mọi phía (so với khung gầm hình chiếc thang cũng như khung gầm liền thân với trọng lượng tương đương).

Nhược điểm: thiết kế phức tạp, tốn kém và gây mất nhiều thời gian để chế tạo. Nó cũng không thể sản xuất bằng dây chuyền tự động. Ngoài ra, loại khung gầm này cũng chiếm rất nhiều không gian, làm tăng chiều cao của ngưỡng cửa và còn gây khó khăn cho người sử dụng khi chúng ta ra vào xe. Những mẫu ôtô ứng dụng khung gầm hình ống rỗng có thể kể tới gồm toàn bộ mẫu xe của hãng Ferrari ra đời sau 360M, Jaguar XJ220, Lamborghini Diablo, Caterham, TVR…

2. Khung gầm liền khối ULSAB

Trang bị khung gầm liền khối ULSAB ra đời có tác dụng thay thế loại khung gầm liền khối thông thường sở hữu trọng lượng quá lớn. Vào thập niên 1990, các qui định nghiêm ngặt về độ an toàn đã đòi hỏi phải cho ra đời loại khung gầm rắn chắc hơn trong khi phần loại khung gầm liền khối thép truyền thống có trọng lượng quá nặng.

Vì vậy, rất nhiều nhà sản xuất ôtô chuyển sang các loại vật liệu có thể thay thế cho thép, trong đó nổi bật đáng chú ý nhất là chất liệu nhôm. Thực tế mặc dù không có chiếc ôtô sản xuất hàng loạt nào ngoài chiếc Audi A8 và A2 nó đã loại bỏ hoàn toàn chất liệu thép trong cấu trúc khung gầm nhưng ngày này càng có nhiều mẫu xe dùng chất liệu nhôm để chế tạo ca-pô, thiết kế nắp thùng xe, đòn treo cũng như bộ khung phụ. Do đó, chúng ta sẽ chẳng còn nghi ngờ gì nữa, có thể thấy ngành công nghiệp thép đang rơi vào tình trạng cực kỳ khó khăn.

Cũng vì chứng kiến tình hình đó, rất nhiều hãng sản xuất thép tại Mỹ đã thuê trung tâm Dịch vụ Kỹ thuật Porsche tiến hành phát triển một công nghệ khung gầm liền khối chất liệu thép hoàn toàn mới có tên Ultra Light Steel Auto Body (ULSAB). Cơ bản, thiết kế của loại khung gầm mới này sở hữu cấu trúc tương tự như khung gầm liền khối thông thường. Chỉ có điểm khác biệt duy nhất đó là khung gầm liền khối ULSAB dùng các phụ kiện Hydroform, chất liệu thép đa lớp và hàn laze. Hydroform được xem là một công nghệ tạo mới sử dụng để tạo hình kim loại theo ý muốn thay cho đập.

Cập nhật thị trường ô tô tại trang Bảng giá xe ô tô

Về công nghệ đập thông thường dùng máy trọng lượng lớn để thực hiện nén kim loại lá thành một khối, nhằm giúp tạo ra độ dày không đồng nhất - phần gờ và góc luôn thiết kế mỏng hơn bề mặt. Nhằm giúp duy trì độ dày tối thiểu mà vẫn sở hữu độ cứng như ý, nhiều nhà thiết kế phải chọn những tấm kim loại lá dày hơn yêu cầu. Cỏn công nghệ hydroform thì rất khác biệt.

Thay vì chúng dùng kim loại lá, công nghệ này sẽ tạo ra các ống kim loại mỏng. Trang bị ống kim loại được xếp thành một khối tạo hình theo ý muốn. Rồi sau đó, có một dung dịch áp suất cao sẽ được bơm vào trong ống và thực hiện lấp kín bề mặt bên trong khối. Vì áp suất của dung dịch là hoàn toàn đồng nhất nên chúng ta có thể thấy độ dày của kim loại cũng giống hệt nhau. Vì thế, nhiều nhà thiết kế có thể sử dụng thép mang độ dày tối thiểu để giúp giảm trọng lượng. Chất liệu thép đa lớp chính là sự kết hợp giữa lõi nhựa dẻo nóng (polypropylen) cùng với hai lớp thép cực mỏng được kẹp xung quanh có khả năng giảm 50% trọng lượng so với 1 miếng thép đồng nhất mà vẫn không ảnh hưởng đến tính năng. Về loại thép này có chất liệu rất cứng nên thường được dùng ở những khu vực cần độ cứng uốn cong lớn. Nhưng, không phải chỗ nào cũng sử dụng được thép đa lớp vì nó phải đi kèm cùng với các khớp nối chắc chắn hoặc tán đinh giúp thay cho hàn.