Khả năng bảo vệ của xe khi xảy ra va chạm không chỉ phụ thuộc vào hình dáng của thân vỏ ô tô, mà còn bị ảnh hưởng rất lớn bởi nó.Vậy thân vỏ xe ô tô làm bằng gì? Thân vỏ hay khung vỏ của xe ô tô là nền tảng quan trọng để lắp đặt, cố định và kết nối tất cả các bộ phận trên xe thành một thể thống nhất. Ngoài ra, thân vỏ còn có vai trò quan trọng trong việc định hình cấu trúc bên trong và hình dạng bên ngoài của xe, đồng thời đóng góp đáng kể vào khả năng bảo vệ an toàn khi xe va chạm.
Cấu tạo thân khung xe ô tô
Có 2 loại cấu tạo thân vỏ xe ô tô cơ bản: thân khung rời (body-on-frame) và thân khung liền (unibody).
Thân khung rời
Với cấu trúc body-on-frame, thân xe được đặt trên một khung gầm riêng biệt và không có sự liên kết trực tiếp giữa thân xe và khung gầm trừ khi được lắp ráp. Cấu trúc này có nhiều ưu điểm như dễ thiết kế và sửa chữa, ít tiếng ồn từ gầm, khả năng chịu tải cao và bền bỉ. Tuy nhiên, cấu trúc này có nhược điểm là trọng lượng nặng, ảnh hưởng đến hiệu suất vận hành và mức tiêu thụ nhiên liệu, cùng với trọng tâm cao. Các dòng xe sử dụng cấu trúc body-on-frame bao gồm SUV, xe bán tải, xe tải và xe chuyên dụng.
Thân khung liền
Cấu trúc unibody đặc trưng bởi việc thân xe và khung gầm bên dưới được hợp nhất thành một khối thống nhất. Ưu điểm của cấu trúc này là trọng lượng nhẹ, giúp cải thiện hiệu suất vận hành và giảm mức tiêu thụ nhiên liệu, cùng với trọng tâm thấp hơn, tăng độ ổn định của xe. Tuy nhiên, cấu trúc unibody có nhược điểm là khó sửa chữa và khả năng chịu tải thấp hơn. Các dòng xe sử dụng cấu trúc này bao gồm sedan, hatchback, MPV và crossover.
Ngoài phần thân khung chính, thân vỏ xe còn bao gồm nhiều bộ phận khác như nắp capo, lưới tản nhiệt, ba đờ sốc, ốp sườn xe, cánh cửa xe, nắp cốp, cản sau, kính chắn gió, kính hậu và kính cửa sổ. Ngoài ra, các phụ tùng thân vỏ khác bao gồm gương chiếu hậu, đèn xe, tay nắm cửa xe, gạt mưa và chắn bùn.
Thân vỏ xe ô tô làm bằng gì? Vật liệu chế tạo
Hiện nay có nhiều loại vật liệu làm thân vỏ xe ô tô như:
Thép
Thép là loại vật liệu phổ biến nhất được sử dụng để sản xuất thân vỏ ô tô. Được hình thành từ sắt và carbon, thép có đặc tính cứng, dễ uốn và sức bền cao, đồng thời có giá thành tương đối thấp, là lựa chọn lý tưởng cho việc sản xuất thân vỏ xe. Thành phần carbon trong thép giúp nâng cao độ cứng của vật liệu, vì vậy, khi tỷ lệ carbon tăng, thép cũng sẽ càng cứng hơn. Hầu hết các dòng xe ô tô hiện nay đều sử dụng thép cho phần thân vỏ, bao gồm khung xe trên, khung gầm dưới, bệ máy, dầm cửa, mái và các tấm ốp khác. Ngoài ra, thép cũng được sử dụng trong nhiều bộ phận khác trên xe như động cơ và ống xả.
Nhôm
Nhôm là một loại vật liệu đang được sử dụng ngày càng phổ biến trong ngành sản xuất ô tô. So với thép, nhôm có trọng lượng nhẹ hơn tới 40%, giúp nâng cao hiệu suất vận hành và tiết kiệm nhiên liệu. Ngoài ra, nhôm còn có khả năng chống ăn mòn, dễ chế tạo và có thể tái chế 100%, mang lại nhiều ưu điểm cho sản xuất ô tô.
Nhôm cũng có độ cứng tốt và khả năng chống xoắn cao, đặc biệt là với cấu trúc nhiều ngăn bên trong. Điều này cải thiện đáng kể độ ổn định của xe, đặc biệt là khi vượt qua các cua hoặc chạy với tốc độ cao. Thêm vào đó, khả năng hấp thụ xung lực khi va chạm của nhôm rất tốt, giúp nâng cao độ an toàn cho hành khách.
Hiện nay, nhiều hãng ô tô đã sử dụng nhôm để sản xuất thân vỏ, khung gầm và thậm chí toàn bộ thân vỏ xe. Một số mẫu xe nổi bật sử dụng nhôm là: Acura NSX, Jaguar F-Type, Mercedes-Benz SL, Audi A8, Land Rover Range Rover, Ferrari F12 Berlinetta, Ford F-150, Aston Martin DB9…
Nhựa
Nhựa không chỉ được sử dụng trong nội thất mà còn là vật liệu phổ biến trong sản xuất thân vỏ ô tô. Tuy nhiên, loại nhựa được sử dụng trong sản xuất thân vỏ ô tô là FRP (Fibre-reinforced plastic – nhựa gia cố sợi), còn được gọi là nhựa sợi thuỷ tinh hoặc composite. Điều đặc biệt về loại nhựa này là nó được tạo thành từ chuỗi polyme được gia cố bằng sợi thủy tinh, carbon, aramid hoặc bazan. Polyme thường là epoxy, vinyl este hoặc polyester.
Ưu điểm của nhựa FRP là dễ tạo hình, chống biến dạng tốt và trọng lượng nhẹ. Hiện nay, nhựa FRP được sử dụng phổ biến trong ngành công nghiệp ô tô, hàng không vũ trụ, hàng hải và xây dựng. Hãng xe Lamborghini đã sử dụng vật liệu composite trong sản xuất thân vỏ của một số mẫu siêu xe của hãng này.
Sợi carbon
Sợi carbon là loại sợi có đường kính từ 5 đến 10 micromet, với thành phần chủ yếu là nguyên tử carbon. Vật liệu này có nhiều ưu điểm như độ cứng cao, độ bền kéo cao, khả năng chịu nhiệt tốt và đặc biệt là trọng lượng nhẹ, làm cho nó trở thành lựa chọn hấp dẫn trong sản xuất thân vỏ xe ô tô. Tuy nhiên, giá thành của sợi carbon cao hơn so với các vật liệu khác, vì vậy nó chỉ được sử dụng trong sản xuất các mẫu xe thể thao cao cấp. Nhiều hãng xe như Lamborghini, Bugatti, Ferrari, Pagani, Koenigsegg và Mercedes-Benz đã sử dụng sợi carbon để chế tạo thân vỏ xe của mình.
Các kiểu thân xe
- Sedan: Được thiết kế với 3 khoang riêng biệt là khoang động cơ, khoang hành khách và khoang hành lý. Đây là kiểu xe sang trọng và thanh lịch.
- Coupe: Tương tự sedan nhưng có phần mái ngắn và đổ dốc về phía sau hơn, kiểu xe này mang phong cách năng động và thể thao.
- Hatchback: Tương tự sedan nhưng chỉ có 2 khoang với khoang động cơ và khoang hành khách thông nhau với khoang hành lý, phía sau có cửa riêng. Đây là kiểu xe nhỏ gọn, năng động và trẻ trung.
- Convertible (mui trần): Tương tự sedan nhưng phần trần xe có thể mở ra và đóng lại.
- Crossover (CUV): Xe đa dụng gầm cao xây dựng trên nền tảng xe du lịch, có cấu tạo thân liền khung.
- Xe thể thao đa dụng (SUV): Kiểu xe thể thao đa dụng gầm cao với cấu trúc thân khung rời tương tự xe tải.
- Xe MPV: Xe đa dụng xây dựng trên nền tảng xe du lịch, có khoang hành khách thông với khoang hành lý rộng rãi, hướng đến đa chức năng để chở nhiều người và hàng hoá.
- Xe bán tải: Xe hạng nhẹ với cabin kín phía trước và khu vực để hàng hoá phía sau dạng mở hoặc đóng, cấu trúc thân khung rời.
- Xe tải: Xe có cabin phía trước và thùng hàng phía sau, cấu trúc thân khung rời. Loại xe này được sử dụng để vận chuyển hàng hoá với 3 loại khung thùng hàng bao gồm: bảo ôn (thùng hộp kín hoàn toàn), mui bạt (thùng hở có khung để phủ bạt che), thùng lửng (lắp bửng xung quanh không có mui phủ).
Nhầm lẫn thường gặp về thân vỏ ô tô
Rất nhiều người hiểu nhầm rằng thân vỏ xe ô tô càng cứng càng tốt. Tuy nhiên, thực tế lại cho thấy khả năng hấp thụ lực va chạm của thân vỏ mới là yếu tố quan trọng nhất. Nhà sản xuất xe hơi luôn coi việc đảm bảo an toàn tính mạng là mục tiêu hàng đầu. Vì vậy, họ tập trung vào việc nâng cao khả năng hấp thụ xung lực của thân vỏ để giảm thiểu tác động của va chạm, giảm thiểu tổn thương và tăng cường khả năng sống sót trong trường hợp xảy ra va chạm mạnh.
