So sánh Body-on-frame và Unibody

Chassis (Sắt-xi) – khung gầm, là bộ phận nền tảng, được ví như khung xương nâng đỡ toàn bộ chiếc xe. Gồm 2 kiểu cấu trúc thông dụng: Body-on-frame và Unibody.

Body-on-frame và unibody có những ưu thế cũng như hạn chế riêng. Body-on-frame (khung rời) có phần khung xe và thân xe riêng biệt, với phần khung thường được thiết kế như 1 chiếc thang, hệ thống lái truyền động và thân xe được đặt cố định trên khung xe; Trong khi đó, unibody (khung liền) có kết cấu liền khối, gồm chassis, sàn xe và thân xe là một thể thống nhất, được thực hiện gia cố ở những vị trí nhất định.

Body-on-frame

Body-on-frame là phương pháp xây dựng ô tô cơ bản nhất. Như tên gọi, đây là chiếc xe có hệ thống truyền động và thân xe được đặt cố định trên một khung xe riêng biệt thường có hình thang, dù được nối với nhau bởi dây chuyền lắp rắp nhưng vẫn tách biệt về quan điểm thiết kế.

Dù phần thân xe và chassis được nối với nhau bởi dây chuyền lắp ráp nhưng vẫn tách biệt về quan điểm thiết kế

Một số mẫu xe SUV & xe địa hình nổi bật hiện nay sử dụng kết cấu body-on-frame:

Lịch sử

Body-on-frame được bắt nguồn cảm hứng từ xe ngựa kéo, đánh dấu sự ra đầu của mẫu Ford Model T – mẫu xe hơi “bình dân” đầu tiên trên thế giới, giúp tạo điều kiện thuận lợi cho việc sản xuất trên hàng loạt trên dây chuyền lắp ráp, không cần chế tác thủ công như các xe đương thời.

Ford Model T – mẫu xe hơi body-on-frame đầu tiên trên thế giới

Vào thời điểm lúc bấy giờ khi việc chế tạo ô tô chưa thực sự hoàn thiện, các nhà sản xuất phải liên tục thay đổi và cải tiến thân xe và nội thất. Cấu trúc thân rời cho việc việc thay đổi trở nên dễ dàng mà không cần tác động đến chassis và đường dây truyền tải, có thể tạo nên một chiếc xe hoàn toàn mới dựa trên nền chassis cũ, giúp tiết kiệm thời gian và chi phí sản xuất, đặc biệt khi công nghệ đồ họa vi tính CAD chưa tồn tại.

Ưu điểm và hạn chế

Body-on-frame dễ thiết kế, sửa chữa và thay đổi, đặc biệt phù hợp với xe chuyên dụng nhờ khả năng chống xoắn cao, cách âm tốt và độ bền trong môi trường khắc nghiệt. Tuy nhiên, cấu trúc này có nhược điểm là trọng lượng lớn, gây tiêu hao nhiên liệu nhiều hơn và mức độ an toàn trong va chạm thường thấp hơn do thiếu cản sau bảo vệ.

Ưu điểm

• Dễ dàng thiết kế, xây dựng và sửa đổi (một phần là do thiết kế máy tính hỗ trợ ngày nay (CAD) cho xe chuyên dụng được chế tạo từ xe buýt).
• Ít tiếng ồn trong khi vận hành ( nơi tách biệt giữa thân xe và chassis có lớp đệm cao su, xung quanh có các bu-lông đính kèm hoặc thân xe được treo phía trên chassis khiến những âm thanh ‘ầm ầm’ hoặc ‘cọt kẹt’ khi chuyển động do áp lực và sức căng cùng những ồn ào trên đường được giảm bớt).
• Dễ dàng sửa chữa sau tai nạn. Điều này rất quan trọng và tối cần thiết đối với các xe đặc dụng khẩn cấp ( xe cảnh sát, cứu hỏa…) hay kiểu xe có tần suất sử dụng lớn, nguy cơ đâm đụng cao (taxi,…). Bu lông bánh xe bị hư hỏng, xe bị va chạm mạnh: có thể thay thế một cách dễ dàng, tiết kiệm chi phí.
• Thiết kế khung thang đặc biệt có khả năng chống xoắn khi phải chịu tải cao. Đây là lý do tại sao Body-on-frame được sử dụng cho các xe vận chuyển (xe tải, SUV, off-road).
• Ít bị hư hỏng do gỉ sắt gây ra bởi ẩm ướt, bùn, đá, đường cát, nước, tuyết,…

Hạn chế

• Loại xe có Body-on-frame thường nặng hơn so với các unibody dẫn đến hiệu suất di chuyển trên đường giảm giảm cùng mức tiêu thụ nhiên liệu cao hơn.
• Nhiều xe không có sẵn cản sau bảo vệ, nguy cơ thương tích cao hơn trong một tai nạn.

Mẫu xe body-on-frame

Cấu trúc khung liền thường được sử dụng cho SUV, Pick-up, xe tải cùng các xe chuyên dụng do khung xe chắc chắn, chịu tải cao, dễ lắp ráp, sửa chữa,…

Unibody

Unibody có kết cấu liền khối, gồm chassis, sàn xe và thân xe là một thể thống nhất. Đồng thời, được thực hiện gia cố ở những vị trí nhất định.

Lịch sử

Công nghệ cấu trúc body-on-frame tiếp tục phát triển cho đến một ngày, công nghệ đồ họa vi tính CAD trở nên phổ biến và dễ dàng tiếp cận, việc thiết kế một hệ thống chassis hoàn chỉnh chỉ bởi những thao tác trên máy tính dưới dạng mô hình 3D không còn là thứ gì đó cao xa. Và kết cấu liền khối unibody đã ra đời, biến thân xe và chassis thành một thể thống nhất.

Hầu hết các xe chở khách nhỏ chuyển sang xây dựng unibody vào cuối những năm 1930. Xu hướng này bắt đầu với những chiếc xe như Citroen Traction Avant (1934) và Opel Olympia (một thiết kế của General Motors) được giới thiệu vào năm 1935. Tuy nhiên, nhà sản xuất xe buýt, xe tải và những chiếc xe có dung tích lớn vẫn tiếp tục sử dụng các bộ phận riêng biệt do các tính năng mà body-on-frame đem lại.

Ngày nay, hầu hết mọi chiếc xe chở khách dân dụng được sản xuất hiện nay đều sở hữu chassis theo kiểu unibody do nhiều ưu điểm vượt trội mà nó đem lại.

Ưu điểm và hạn chế

Unibody có trọng lượng nhẹ, giúp xe vận hành hiệu quả và tiết kiệm nhiên liệu hơn. Kết cấu liền khối cho khả năng hấp thụ xung lực tốt, tăng độ an toàn khi va chạm, đồng thời tạo trọng tâm thấp giúp xe ổn định và dễ điều khiển. Tuy nhiên, việc sửa chữa sau tai nạn phức tạp, chi phí cao và khả năng chịu tải thấp là những hạn chế chính của kiểu khung này.

Ưu điểm

• Trọng lượng nhẹ hơn body-on-frame, đem lại cải thiện trong hiệu suất di chuyển và mức tiêu hao nhiên liệu.
• Độ bền và cứng vượt trội cùng khả năng hấp thụ xung lực, điều chỉnh sự bẻ cong thân xe theo chủ ý của người thiết kế giúp chiếc xe an toàn hơn rất nhiều so với xe sử dụng cấu trúc body-on-frame không có vùng hấp thụ xung lực, do đó giảm thiểu mức độ nghiêm trọng trong chấn thương của hành khách khi không may xảy ra tai nạn.
• Sàn xe nằm liền với chassis giúp trọng tâm thấp hơn, tăng sự ổn định khi vào cua; tạo cảm giác thoải mái, dễ dàng hơn khi ra vào khoang.

Hạn chế

• Việc sửa chữa, phục hồi sau tai nạn phức tạp, tốn kém hơn nhiều khi sử dụng cấu trúc unibody.
• Với cấu trúc khung liền, khả năng chịu tải của xe không cao.

Mẫu xe unibody

Hầu hết các mẫu xe dân dụng ngày nay đều sử dụng kiểu cấu trúc unibody do những ưu điểm vượt trội mà nó mang lại, từ các mẫu Sedan phổ biến cho đến Hatchback hay MPV đa dụng.

Với sự phát triển không ngừng của khoa học kĩ thuật ô tô hiện đại, có một niềm tin vững chắc rằng những hạn chế của cấu trúc unibody sẽ được khắc phục.

Body-on-frame và unibody

Ngày nay, với những ưu điểm vượt trội, các dòng xe unibody đang dần thay thế các dòng xe body-on-frame. Tuy nhiên, với sự cải tiến không ngừng từ các nhà sản xuất, rất khó để có thể làm mất đi vị thế vốn có của cấu trúc khung liền.

Body-on-frame và unibody vẫn luôn cùng nhau song hành tồn tại. Từ đó, đem đến sự đa dạng cho ngành công nghiệp ô tô, tối ưu hiệu quả cho người khách hàng.