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

Hệ thống khung gầm ô tô đảm nhận một vai trò vô cùng quan trọng trong cấu trúc xe. Nó là bộ phận chịu toàn bộ trọng lượng của xe nên được ví như là xương sườn của xe.

Khung gầm được cấu tạo từ nhiều chi tiết/bộ phận, liên kết chặt chẽ với nhau như: Động cơ, hộp số, ly hợp, bộ tản nhiệt, các khớp nối… và nhiều bộ phận khác. Mỗi bộ phận sẽ đảm nhận chức năng khác nhau.

Trong bài viết sau đây, chúng ta sẽ cùng nhau đi tìm hiểu chi tiết về khung gầm trên xe ô tô, cấu tạo và cách phân loại các hệ thống khung gầm hiện nay. Hãy cùng theo dõi nhé!

Khung gầm ô tô là gì?

Khung gầm xe ô tô hay còn gọi với tên tiếng anh là Classis hoặc Frame. Đây là thuật ngữ chuyên ngành bắt nguồn từ nước Pháp dùng để miêu tả một bộ khung hay cấu trúc tạo nên một chiếc xe ô tô. (1)

Tương tự như bộ xương của cơ thể con người, khung gầm chính là bộ phận giúp nâng đỡ toàn bộ các chi tiết/bộ phận cấu tạo nên chiếc xe, thông qua các chi tiết liên kết để tạo nên hình dáng tổng thể. Khung gầm của xe ô tô thường được làm từ thép, sắt hoặc các vật liệu tổng hợp khác.

Cấu tạo của từng bộ phận thuộc hệ thống gầm xe

Gầm xe ô tô được cấu tạo từ 4 bộ phận chính sau:

1. Hệ thống treo ô tô

Hệ thống treo là một trong số những bộ phận vô cùng quan trọng trong hệ thống gầm ô tô. Nó đảm nhận nhiệm vụ chịu sức nặng của xe, giữ cho các bánh xe chuyển động theo phương thẳng đứng.

Ngoài ra, hệ thống treo còn đảm bảo độ bám đường cũng như ma sát của bánh xe với mặt đường. Qua đó giúp xe di chuyển dễ dàng và linh hoạt trong mọi tình huống.

Hệ thống treo của hệ thống khung gầm ô tô được cấu tạo bởi 3 bộ phận chính gồm: bộ phận đàn hồi, bộ phận giảm chấn và bộ phận dẫn hướng. Mỗi bộ phận sẽ đảm nhận nhiệm vụ riêng biệt, cụ thể như sau:

–  Bộ phận đàn hồi: Bộ phận này được cấu tạo bởi các chi tiết như thanh xoắn, nhíp, lò xo và khí nén. Chúng đảm nhận nhiệm vụ hấp thụ các xung lực do các dao động từ mặt đường dội lên, làm giảm đi sức nặng đè lên khung gầm, giúp xe di chuyển êm ái và ổn định.

–  Bộ giảm chấn (giảm xóc): Đảm nhận nhiệm vụ giảm bớt đi các dao động ở thân xe và bánh xe. Hiện tại có 2 loại giảm chấn là giảm chấn thủy lực và giảm chấn ma sát.

–  Bộ phận dẫn hướng: Đúng như ý nghĩa của tên, bộ phận dẫn hướng đảm nhận nhiệm vụ điều hướng bánh xe theo phương thẳng đứng. Đồng thời chúng còn đảm nhận cả nhiệm vụ tiếp nhận, truyền lực và truyền momen xoắn từ bánh xe đến khung và vỏ xe.

2. Cấu tạo của hệ thống lái

Hệ thống lái là bộ phận chủ chốt thuộc khung gầm ô tô. Hệ thống này đảm nhận vai trò giúp xe chuyển động theo đúng mong muốn của người lái thông qua vô lăng.

Hệ thống lái ô tô được cấu tạo từ 3 bộ phận chính sau:

–  Cơ cấu dẫn động lái: Bộ phận dẫn động lái được cấu tạo từ các chi tiết như vô lăng, trụ lái, các thanh dẫn động và các khớp liên kết. Bộ phận này đảm nhận nhiệm vụ truyền chuyển động đến hệ thống lái thông qua vô lăng để thay đổi hướng đi của xe. Đồng thời tiếp nhận phản hồi từ mặt đường nhằm tạo cảm giác chân thực cho người lái.

–  Cơ cấu lái: Chức năng của cơ cấu lái là điều khiển các đòn xoay trong cơ cấu động học hình thang. Từ đó đảm bảo các bánh xe chuyển động theo nguyên lý Ackerman.

–  Cơ cấu trợ lực lái: Bộ phận này giúp giảm lực quay của vô lăng để người lái dễ dàng đánh lái hơn.

3. Cấu tạo của hệ thống phanh

Hệ thống phanh giúp đảm bảo tính an toàn khi sử dụng phanh. Một hệ thống phanh trên ô tô thông thường sẽ được cấu tạo từ 3 bộ phận chính sau:

–  Cơ cấu phanh: Cơ cấu phanh giúp thực hiện quá trình hãm tốc bánh xe hoặc giúp xe dừng hẳn.

–  Cơ cấu dẫn động phanh: Là cụm chi tiết giúp truyền lực phanh từ bàn đạp phanh để thực hiện quá trình phanh xe.

–  Trợ lực phanh: Đảm nhận chức năng giảm thiểu lực cản cần thiết tác động lên bàn đạp phanh, nhằm gia tăng tính tiện nghi của hệ thống phanh.

4. Cấu tạo của lốp và bánh xe

Là bộ phận phải tiếp xúc trực tiếp với mặt đường và có tần suất hoạt động lớn nhất của hệ thống khung gầm ô tô, lốp và bánh xe được cấu tạo như sau:

–  Bề mặt lốp: Được cấu tạo từ cao so với độ dày lớn để bảo vệ đai và thân thịt. Mô hình gai lốp trên bề mặt lốp cũng giúp phần cải thiện khả năng thoát nước, tính bám đường khi phanh và vào cua.

–  Gai lốp: Mỗi bên của gai lốp được thiết kế với mục đích bảo vệ đai và thân lốp, đồng thời nó còn có khả năng tản nhiệt sinh ra trong quá trình xe vận hành.

–  Đai lốp: Là lớp gia cố thêm kéo dài xung quanh chu vi bên ngoài của thân thịt bên dưới mặt lốp. Nó hoạt động như một vòng sắt giúp cải thiện độ cứng của khu vực gai lốp.

–  Hạt phụ: Là loại cao su giúp gia cường mặt cắt ngang hình tam giác. Được sử dụng nhằm gia tăng độ cứng của hạt.

–  Dây hạt: Là vật liệu nhằm gia cường hình vòng được tạo ra bằng cách bó nhiều dây thép lại với nhau.

–  Lớp lót: Lớp lót bên trong là các lớp cao su với khả năng chjoosng di chuyển không khí cao.

–  Thân lốp: Là phần chịu lực được cấu tạo từ vải tráng cao su đặt theo hướng xuyên tâm, hỗ trợ tải và hấp thụ các tác động từ mặt đường.

–  Hạt hỗ trợ: Khu vực hạt hỗ trợ các phần của thân thịt mỗi bên lốp để giữ lốp vào bánh xe.

–  Phần hông: Lớp phủ cao su này dùng để bảo vệ thân lốp.

Phân loại các loại khung gầm xe ô tô hiện nay

Hiện nay trên thị trường có 5 loại khung gầm ô tô phổ biến nhất là: khung gầm hình thang, khung gầm liền khối, khung gầm xương sống, khung gầm hình ống và khung gầm không gian bằng nhôm:

1. Khung gầm hình thang

Khung gầm hình thang là một trong số những loại khung gầm có mặt lâu đời nhất hiện nay. Đúng như tên gọi, khung gầm này có hình dạng tương tự như một cái thang.

Khung gầm hình thang được chế tạo từ chất liệu thép với thiết kế gồm 2 thanh dọc dài đối xứng, đảm nhận vai trò chịu lực chính thông qua các thanh ngắn bắt chéo ở giữa.

Với lối thiết kế chặt chẽ này, khung gầm hình thang có thể chịu được tải trọng lớn với các lực tác động theo chiều dọc khi tăng tốc hoặc phanh. Ngoài ra, các bộ phận của khung gầm hình thang không gắn cố định nên việc tháo/ráp để sửa chữa hay thay thế cũng rất dễ dàng.

Tuy nhiên loại khung gầm này có nhược điểm là độ cứng xoắn yếu, nên không thể chịu được lực tác động của tải trọng theo phương thẳng đứng, hoặc khiến xe dễ bị xóc nảy lên. Do đó, khi lái xe trên những chiếc xe sở hữu khung gầm này, tính an toàn sẽ không được đảm bảo khi di chuyển qua những khúc cua hiểm hóc.

2. Khung gầm liền khối

Khung gầm ô tô liền khối được thiết kế với một kết cấu duy nhất là nối liền với lớp vỏ bao quanh, tạo nên một khối trông giống chiếc lồng. Kiểu khung gầm liền khối này được cấu tạo từ các miếng nhỏ hàn lại bằng laze trong dây chuyền sản xuất hơi nước, nên chúng thường có độ cứng xoắn rất cao, có khả năng chịu lực vô cùng tốt.

Mặt khác, với kết cấu giống như những chiếc lồng nên sàn xe sẽ nằm liền với hệ thống gầm. Từ đó mà trọng tâm của xe sẽ thấp hơn, giúp xe duy trì ổn định khi chạy xe ở tốc độ cao hay những đoạn đường cua gấp.

Tuy nhiên loại khung gầm liền khối này không phù hợp để sản xuất với số lượng lớn. Bởi chúng được làm từ một lượng kim loại lớn nên trọng lượng nặng và chi phí để sản xuất là rất đắt đỏ. Ngoài ra, việc sửa chữa hay bảo dưỡng cũng rất tốn kém do các bộ phận gắn liền với nhau.

3. Khung gầm hình xương sống

Khung gầm hình xương sống hay còn gọi là khung gầm đơn. Chúng có cấu tạo khá đơn giản chỉ với một ống hình trụ, có mặt cắt dọc theo trọng tâm của xe để nối trục phía trước với trục phía sau xe và trông giống như một khung xương chính.

Bên trong nó còn có một khoảng trống cho trục lái. Vậy nên kiểu khung gầm này có khả năng chịu được mọi địa hình phức tạp, phù hợp ứng dụng trên các dòng xe thể thao cỡ nhỏ.

Nhược điểm lớn nhất của loại khung gầm ô tô này là quá trình lắp ráp, sửa chữa trục truyền động rất phức tạp. Từ đó khiến thời gian và chi phí bảo dưỡng sửa chữa cao.

4. Khung gầm hình ống

Đây là kiểu khung gầm dạng ống thép, được cấu tạo từ nhiều ống cắt hình tròn hoặc vuông đặt theo các hướng khác nhau nên vô cùng chắc chắn, độ bền cao, khả năng chịu lực tốt. Khung gầm hình ống được áp dụng rộng rãi trong các loại xe đua tốc độ cao nhờ đảm bảo được tính toàn.

5. Khung gầm không gian bằng nhôm

Loại khung gầm này tương tự như khung gầm nguyên khối. Tuy nhiên, loại khung gầm này được chế tạo từ nhôm, trong khi khung gầm liền khối sử dụng chất liệu thép nguyên tấm. 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.

Trên đây là một số thông tin về hệ thống khung gầm ô tô mà AutogarageVN muốn chia sẻ với bạn đọc. Hy vọng qua bài viết, bạn đọc đã có thêm những thông tin hữu ích dành cho bản thân.

Chúc các bạn lái xe an toàn!