Hệ thống khung gầm ô tô: Cấu tạo và phân loại

Khung gầm ô tô được cấu tạo từ nhiều bộ phận liên kết chặt chẽ lại với nhau như: động cơ, bộ tản nhiệt, ly hợp, hộp số, khớp nối tổng thể,... và nhiều bộ phận khác. Trong đó, mỗi bộ phận sẽ có đặc điểm và vai trò khác nhau. 

1. Khung gầm ô tô là gì?

Khung gầm ô tô hay còn được biết với cái tên Classis hoặc Frame. Đây là một thuật ngữ chuyên ngành bắt nguồn từ nước Pháp dùng để mô tả một bộ khung hay cấu trúc của một chiếc xe ô tô. Giống như bộ khung xương của cơ thể người, khung gầm là bộ phận chính hỗ trợ hoạt động của chiếc xe, có trách nhiệm nâng đỡ cho các thành phần chi tiết khác trong xe nhờ hệ thống các bộ phận liên kết chặt chẽ với nhau giúp tạo nên hình dáng tổng thể của một chiếc xe. Khung xe này thường được làm bằng sắt, thép hoặc một số loại vật liệu tổng hợp khác.

2. Các loại khung gầm ô tô

Một số khung gầm phổ biến hiện nay là khung gầm hình thang, khung gầm liền khối, khung xương sống, khung hình ống và khung không gian bằng nhôm.

2.1. Khung gầm hình thang

Có thể nói, đây là một trong những loại khung gầm lâu đời nhất hiện nay. Giống như tên gọi, loại khung gầm này có hình dáng giống như một cái thang. Khung xe này thường được chế tạo từ chất liệu thép và được thiết kế độc đáo gồm 2 thanh dọc dài đối xứng đóng vai trò chịu lực chính với nhiều thanh ngắn bắt chéo ở giữa 2 thanh. Nhờ kết cấu chặt chẽ như thế nên khung gầm này có thể chịu được tải trọng lớn với các lực tác động theo chiều dọc khi phanh xe hoặc tăng tốc. Hơn nữa, các bộ phận của khung gầm này không được gắn cố định nên việc lắp ráp, sửa chữa và thay thế cũng dễ dàng hơn.

Tuy nhiên, nhược điểm của khung gầm hình thang là có độ cứng xoắn khá yếu nên không chịu được tác động của trọng tải theo phương thẳng đứng hoặc bị xóc nảy lên. Vì thế, khi lái xe có khung gầm này sẽ không đảm bảo an toàn khi đi qua những đoạn cua hiểm hóc.

2.2. Khung gầm hình xương sống

Khung gầm xương sống hay còn được gọi là khung gầm đơn, có cấu tạo đơn giản chỉ gồm một ống hình trụ có mặt cắt dọc theo trọng tâm  của xe để nối trục phía trước với phía sau xe, trông như một khung xương chính. Bên trong còn có một khoảng trống cho trục lái. Vì thế, loại khung gầm này có khả năng chống chịu với mọi địa hình phức tạp, rất thích hợp với các dòng xe thể thao cỡ nhỏ.

Nhược điểm lớn nhất của loại khung gầm này là việc lắp ráp, sửa chữa trục truyền động của xe khá phức tạp, dẫn đến chi phí sản xuất và bảo dưỡng khung gầm hình xương sống sẽ khá cao. Do đó, giá thành của những loại xe có sử dụng khung này sẽ đắt hơn những loại xe khác trên thị trường. 

2.3. Khung gầm nguyên khối

Khung gầm nguyên khối được thiết kế với một kết cấu duy nhất nối liền với lớp vỏ bao quanh tạo thành một khối trông như chiếc lồng. Loại khung gầm này được cấu tạo từ các miếng nhỏ hàn lại với nhau bằng laze trong dây chuyền sản xuất hơi nước nên khung gầm có độ cứng xoắn rất cao, có khả năng chống chịu tốt và độ an toàn cao. Hơn nữa, nhờ kết cấu giống chiếc lồng nên sàn xe sẽ nằm liền với hệ thống gầm ô tô, vì thế trọng tâm của xe sẽ thấp hơn làm tăng sự ổn định khi chạy vào các đoạn cua.

Tuy nhiên, khung gầm nguyên khối không thích hợp để sản xuất với số lượng nhỏ bởi nó được làm từ một lượng kim loại lớn nên trọng lượng khá nặng và chi phí để sản xuất từng khung gầm sẽ rất đắt đỏ. Hơn nữa, việc sửa chữa và bảo dưỡng xe sẽ khá tốn kém do các bộ phận gắn liền với nhau nên chỉ cần khung xe hoặc gầm xe có hư hỏng sẽ dẫn đến toàn bộ hệ thống khung gầm bị ảnh hưởng.

2.4.Khung gầm hình ống

Khung gầm xe hình ống là khung xe dạng ống thép. Chúng được kết cấu từ nhiều ống cắt hình tròn hoặc vuông đặt theo các hướng khác nhau nên rất chắc chắn, có độ bền cao, khả năng chống chịu tốt. Vì thế, loại khung gầm này được đánh giá là tốt nhất trong các loại khung gầm, đảm bảo được sự an toàn cho khách hàng. Do đó, loại khung gầm này khá được ưa chuộng trong các loại xe đua tốc độ cao.

2.5. Khung gầm không gian bằng nhôm

Có kết cấu tương tự như khung gầm nguyên khối, tuy nhiên, điểm khác biệt là loại khung gầm này sử dụng chất liệu từ nhôm, trong khi khung gầm liền khối thường sử dụng chất liệu thép nguyên tấm là chủ yếu. Hơn nữa, trọng lượng của khung gầm bằng nhôm cũng nhẹ hơn khung gầm liền khối rất nhiều, dẫn đến giá thành sản phẩm cũng rẻ hơn.

3. Cấu tạo khung gầm ô tô

Hệ thống khung gầm ô tô bao gồm rất nhiều bộ phận liên kết chặt chẽ với nhau, mỗi bộ phận sẽ có đặc điểm và giữ vai trò khác nhau.

3.1. Khung xe

Khung xe là thành phần chính của hệ thống khung gầm ô tô, được cấu tạo bởi 2 thanh dọc theo hai bên xe và các thanh ngắn nối ngang giữa 2 thanh. Có chức năng nâng đỡ toàn bộ trọng tải của xe. Nếu khung xe không được thiết kế cẩn thận sẽ ảnh hưởng rất lớn đến các đặc điểm như độ nghiêng của bánh lái, hình dạng đầu xe và đặc biệt là khả năng động học khi lái xe.

3.1 Động cơ

Động cơ ô tô là một bộ phận giúp chuyển đổi các dạng năng lượng khác thành cơ năng, giúp cung cấp công suất, momen xoắn đến các bánh xe, nhờ đó mà xe ô tô có thể di chuyển trên đường với tốc độ mong muốn của khách hàng.

Thông thường động cơ được gắn trên khung xe, tùy vào từng loại xe khác nhau mà động cơ có thể được gắn ở phía trước, ở trung tâm hoặc phía sau xe. Cấu tạo của động cơ khá phức tạp gồm các thành phần như hệ thống van nạp và xả, bugi, thanh truyền, trục khuỷu, piston,…Hiện nay, trên thị trường có 3 loại động cơ phổ biến như động cơ hơi nước, động cơ đốt trong và động cơ điện.

3.3 Bộ tản nhiệt

Bộ tản nhiệt hay còn gọi là hệ thống làm mát động cơ. Đây là bộ trao đổi nhiệt bằng kim loại chứa đầy chất chống đông bên trong, các ống cao su được nối với nó và được gắn vào các cổ động cơ tương ứng cho phép nước của hệ thống làm mát lưu thông trong chúng, giúp nhiệt độ động cơ không cao quá mức cho phép. Các bộ phận cấu tạo nên bộ tản nhiệt gồm quạt, máy bơm tuần hoàn nước và bộ truyền động đai quạt.

3.4. Ly hợp

Thành phần tiếp theo trong hệ thống khung gầm của ô tô là ly hợp. Bộ phận này có nhiệm vụ kết nối và ngắt kết nối động cơ với hộp số một cách nhẹ nhàng. Nhờ có bộ ly hợp mà quá trình sang số trở nên mượt mà hơn.

Bộ ly hợp gồm có 2 kim loại quay với tốc độ RPM là bánh đà và đĩa áp suất với lớp lót ly hợp nằm giữa hai bộ phận đó. Tuy nhiên, đối với hệ thống ly hợp tự động, ly hợp sẽ hoạt động theo lực ép của chất lỏng nên thao tác ly hợp bằng tay không cần thiết nữa.

3.5. Hộp số

Hộp số giúp xe di chuyển lùi về sau một cách dễ dàng. Ngoài ra, nó còn cung cấp mô men xoắn, bất cứ khi nào lực cản vượt quá mức cho phép thì tỷ số truyền của nó sẽ được thay đổi.

3.6. Khớp nối tổng thể

Khớp nối tổng thể hay còn được gọi là khớp vạn năng, là một bộ phận trong hệ thống khung gầm ô tô có chức năng kết nối các mô men xoắn từ bất kỳ góc nào. Khớp nối tổng thể có hai bộ phận nằm phía sau là hộp số và trục trước.

3.7 Ổ đĩa cuối cùng – bánh răng đầu tiên

Truyền động cuối cùng sẽ truyền mô men xoắn từ khớp nối tổng thể dọc kiêm với trục đi đến bán trục.

Bánh răng chính là bộ phận truyền động của ô tô có nhiệm vụ chuyển đổi và phân phối các mô men xoắn đến các bánh dẫn động.

3.8 Khóa vi sai

Khóa vi sai là thuật ngữ chuyên ngành được dùng để chỉ những bộ phận có tác dụng truyền năng lượng động cơ hộp số đến các bánh dẫn động. Cụ thể hơn, khóa vi sai là hệ thống bao gồm các bánh răng nằm trên trục nối của 2 bánh xe. Nhờ có bộ vi sai nên các bánh xe sẽ di chuyển với tốc độ ổn định, tạo được sự cân bằng khi xe chạy vào các đoạn cua, tránh tình trạng trượt quay bánh xe, tạo sự an toàn cho khách hàng. Hiện nay, trên thị trường có hai loại khóa vi sai phổ biến là khóa vi sai mở và khóa vi sai khóa.

3.9. Bán trục

Bán trục được sử dụng trong các hệ thống treo phụ thuộc và dùng khớp các đăng đồng tốc cho những xe có hệ thống treo độc lập, làm nhiệm vụ dẫn đường. Ngoài ra, bán trục còn có tác dụng tiếp nhận tải trọng uốn do lực tác động lên các bánh xe.

3.10. Khung đỡ

Khung đỡ là bộ phận hỗ trợ động cơ, bánh xe, thân xe và một số bộ phận khác.

3.11. Lò xo và bánh xe

Lò xo và bánh xe sẽ truyền tải trọng của xe từ khung xe xuống mặt đường.

Lò xo có tác dụng giảm chấn động trên mặt đường, tạo nên sự êm ái khi xe di chuyển qua các ổ gổ trên mặt đường. Nhờ giảm chấn tốt nên lò xo thường được dùng trong hệ thống treo độc lập. Thông thường, lò xo được chế tạo từ thép dẻo dạng tấm với thiết kế ren giúp cho lò xo có độ bền tốt hơn.

Bánh xe trong kết cấu khung gầm xe ô tô có tác dụng tăng độ ma sát, giúp xe không bị trượt trên những địa hình khắc nghiệt. Lốp xe có rất nhiều loại như cứng, trơn, trung bình tùy theo nhu cầu của khách hàng lựa chọn. Chất liệu trơn thường có cấu trúc mềm hơn nên nhanh khô hơn và có độ bám cao hơn những loại khác.

3.12 Hệ thống giảm xóc

Hệ thống giảm xóc này khác với lò xo ở chỗ nó không có khả năng chống lại áp suất tới. Tuy nhiên, bộ phận này có thể hấp thụ được chấn động phát sinh khi lò xo hoạt động. Cụ thể là khi ô tô di chuyển qua các bề mặt gồ ghề, do tính linh hoạt của lò xo và trọng lượng xe quá nặng làm xuất hiện những cú sốc lớn. Lúc này hệ thống giảm xóc sẽ hoạt động để giúp ô tô tránh được những cú sốc đó, nó có thể chịu được lực xung kích thông qua cơ chế chất lỏng.

3.13 Hệ thống điện

Hệ thống điện chỉ chiếm khoảng 20% diện tích nhưng lại có khả năng điều khiển hoạt động của cả chiếc xe lên đến 80%. Ngoài ra, hệ thống điện còn tham gia mã hóa, điều khiển thiết bị chống trộm, điều khiển bộ điều hòa không khí, định vị GPS,…

3.14 Hệ thống điều khiển ô tô

Hệ thống điều khiển ô tô bao gồm các hệ thống lái, điều khiển động cơ, hệ thống phanh và điều khiển bộ truyền động

3.15 Hệ thống lái

Ngoài các bộ phận trên thì khung gầm xe ô tô còn có hệ thống lái, có chức năng điều chỉnh kiểu lái và điều khiển hướng di chuyển của bánh trước theo mong muốn của người vận hành. Hệ thống này bao gồm các bộ phận như cơ cấu lái, trợ lực lái và dẫn động lái.

Hiện nay trên thị trường hệ thống lái chia làm 4 loại chính là hệ thống lái trợ thủy lực HPS, hệ thống Steer by wire, hệ thống lái điều khiển điện tử EHPS và cuối cùng là hệ thống lái chủ động AFS.

3.16. Hệ thống phanh

Với hệ thống phanh, người lái có thể giảm tốc độ ô tô một cách dễ dàng bằng cách chỉ cần đạp phanh thì hệ thống sẽ sử dụng ma sát để năng lượng quay của bánh xe biến thành nhiệt năng, giúp xe dừng lại một cách nhanh chóng. Có 4 loại phanh được sử dụng phổ biến trên ô tô là phanh đĩa, phanh tang trống, phanh khẩn cấp và phanh bó cứng ABS.

3.17 Kiểm soát động cơ

Trong hệ thống khung gầm của ô tô thì bộ phận này sẽ cho phép thay đổi số vòng quay của trục khuỷu cho phù hợp với nhu cầu.

3.18 Hệ thống truyền động

Bộ phận cuối cùng trong hệ thống khung gầm xe ô tô là hệ thống truyền động. Bộ truyền động bao gồm các hệ thống bánh răng có nhiệm vụ giới hạn hoặc thay đổi các mối quan hệ giữa tốc độ của bánh xe với tốc độ của động cơ xe.

Tất cả những bộ phận trên đã cấu tạo nên khung gầm ô tô hoàn chỉnh. Hệ thống khung gầm không chỉ giúp nâng đỡ hệ thống xe mà còn có chức năng bảo vệ trong quá trình sử dụng của người dùng. 

Xe ô tô điện VinFast trang bị nhiều chế độ lại khác nhau, đem đến cho người dùng nhiều trải nghiệm. Nếu như khách hàng đang có ý định sở hữu xe xanh, trang bị nhiều chế độ lái khác nhau, có thể tham khảo thông tin để đặt mua VF e34 và đặt cọc VF 8, trải nghiệm hệ thống vận hành mạnh mẽ, xanh với môi trường. 

Riêng với những khách hàng đã cọc xe VinFast VF 8 trước ngày 6/4/2022 với số tiền cọc là 10 triệu đồng thì có thể liên hệ với Showroom cọc trước đó bổ sung thêm tiền cọc, ký kết hợp đồng mua bán chính thức. Ngoài ra khách hàng có thể nộp cọc bổ sung VF 8 online qua trang web:  https://shop.vinfastauto.com/vn_vi/ev-deposit. VinFast sẽ giao xe theo tứ tự đơn hàng từ trên xuống dưới với những khách hàng đã nộp đủ 50 triệu tiền cọc và đã ký kết hợp đồng mua chính thức.

>>> Tìm hiểu thêm:

• Chi phí vận hành ô tô điện tiết kiệm tối đa
• Khung gầm Vinfast President và thông số chi tiết