Sau khi lựa chọn được phương án thiết kế khung là loại khung và vỏ cùng chịu lực thì ta điểm qua một số loại khung thuộc loại khung chịu lực sử dụng trên các xe thể thao, xe con, xe du lịch, trên cơ sở đó kết hợp với điều kiện thực tế để chọn loại khung khung thích hợp.
- Khung chịu lực loại dầm dọc ở hai bên:
Hình 4.6. Hình dáng khung có hai dầm dọc hai bên
1,7: xà dọc; 2,3,4,5,6 : xà ngang
Đặc điểm của loại khung này là cấu tạo chủ yếu của nó là 2 dầm dọc.Các xà dọc và xà ngang được chế tạo bằng thép và được nối với nhau bằng mối ghép đinh tán hạn hữu nối với mối ghép hàn.
Tiết diện các xà ngang, hình dáng và khoảng cách củng như kiểu chọn loại bố trí xà ngang phụ thuộc vào chế độ tải trọng đặt lên khung, việc bố trí các hệ thống như động cơ, hộp số gắn
41
lên chúng. Vật liệu chế tạo thanh xà ngang thường dùng là các loại thép các bon thấp và trung bình như 20, 25, 30T...
Các xà dọc thì người ta có thể dùng lọai tiết diện hình ống, hộp, hình chữ C. Trong số đó thì loại thép dập chữ C là loại được dùng phổ biến nhất. Bên cạnh đó để giảm trọng tâm của xe, thì người ta uốn xà dọc vòng lên ở vị trí đở các cầu xe.
Ngoài ra thì trên xà dọc người ta có thể khoan nhiều lỗ nhằm mục đích nối với vỏ xe hay các cụm khác bằng bulong, đinh tán. Ngoài ra người ta còn để nhiều lỗ trống để khung chịu ứng suất đều.
Ưu điểm: Khung gầm lọai này có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo và lắp ráp, có giá thành rẻ, phù hợp với sản xuất đơn chiếc, dễ bảo dưỡng sửa chữa.
Nhược điểm: Vì có cấu trúc 2 chiều nên độ cứng xoắn thấp hơn hẳn so với các loại khung gầm khác, đặc biệt là khi chịu tác động của trọng tải đứng hoặc xóc nảy lên.
Ngày nay nhiều loại ô tô dùng loại khung này từ xe du lịch, xe khách đến xe tải.
- Khung chịu lực loại dầm dọc ở giữa:
Đặc điểm của lọai khung gầm hình xương sống là rất đơn giản: Cũng như loại khung có cấu trúc hai dầm dọc, loại khung này các xà ngang và xà dọc được chế tạo từ thép. Xà dọc là một xương sống có tiết diện hình ống rắn chắc (thường cắt hình chữ nhật).Các xà ngang được ghép vào dầm dọc ở giữa bằng mối ghép hàn và mối ghép đinh tán.Việc bố trí các xà ngang về số lượng, tiết diện và khoảng cách nó còn tùy thuộc vào việc ta chọn bố trí các cụm như động cơ, hộp số, ghế ngồi trên khung. Vật liệu chế tạo thanh xà ngang thường dùng là các loại thép các bon thấp và trung bình như 20, 25, 30T...
42
Hình 4.7. Hình dáng khung gầm hình xương sống
Ưu điểm:
Thích hợp cho dòng xe thể thao loại nhỏ. Dễ chế tạo bằng tay kéo theo chi phí thấp đối với các dây chuyền sản xuất quy mô nhỏ. Cấu trúc đơn giản giúp giảm chi phí. Tiết kiệm không gian hơn cả loại khung gầm liền khối.
Nhược điểm:
Không phù hợp với dòng xe thể thao high-end. Khung gầm xương sống không thể bảo vệ người lái trong các vụ va chạm. Do đó, nó cần đi kèm các thiết bị bù khác trong thân xe. Không tiết kiệm chi phí nếu sản xuất hàng loạt. Chế tạo đơn chiếc hoạc bằng tay khó khăn. Loại khung gầm này có thể ứng dụng cho dòng xe thể thao loại nhỏ nhưng không thích hợp với loại ô tô lớn. Loại khung gầm này có thể ứng dụng cho dòng xe thể thao loại nhỏ nhưng không thích hợp với loại ô tô lớn.
Các loại xe sử dụng khung gầm hình xương sống: Lotus Espirit, Elan Mk II, TVR và Marcos.
- Khung chịu lực loại hỗn hợp (hay hình chữ X):
43
Hình 4.8: Hình dáng khung gầm hình chữ X
Tuy có kết cấu khác với hai loại khung trên, tuy nhiên loại khung có kết cấu hình chữ X cũng có những đặc điểm tương tự như hai loại khung trên.Các xà dọc và xà ngang được chế tạo bằng thép và được nối với nhau bằng mối ghép đinh tán hạn hữu nối với mối ghép hàn.
Tiết diện các xà ngang, hình dáng và khoảng cách củng như kiểu chọn loại bố trí xà ngang phụ thuộc vào chế độ tải trọng đặt lên khung, việc bố trí các hệ thống như động cơ, hộp số gắn lên chúng. Vật liệu chế tạo thanh xà ngang thường dùng là các loại thép carbon thấp và trung bình như 20, 25, 30T...
Các xà dọc thì người ta có thể dùng lọai tiết diện hình ống, hộp, hình chữ C. Trong số đó thì loại thép dập chữ C là loại được dùng phổ biến nhất. Bên cạnh đó để giảm trọng tâm của xe, thì người ta uốn xà dọc vòng lên ở vị trí đở các cầu xe.
Ưu điểm: Có độ cứng vững tốt, chịu được độ xoắn cao, dễ bố trí các hệ thống cũng như thiết bị, đảm bảo tính an toàn cao cho các hệ thống và thiết bị trên ô tô.
44
Nhược điểm: có khối lượng lớn, chế tạo phức tạp, giá thành đắt và chỉ phù hợp với sản xuất hang loạt.
Với tất cả các phân tích ở trên. Để thiết kế phù hợp với điều kiện tải trọng nhỏ, tốc độ thấp, chủ yếu vận hành trong thành phố, bên cạnh đó công nghệ chế tạo ở Việt Nam còn hạn chế, để thuận lợi trong việc bố trí các hệ thống trên xe do đó mà ta chọn loại khung với hai dầm dọc chịu lực chính ở hai bên và các dầm ngang trên nền 2 dầm dọc. Các kích thước B, H được xác định trong quá trình phân tích tính chọn kích thước.