Giáo trình kỹ thuật sửa chữa thân vỏ và sơn ô tô Dương Tuấn Tùng; Nguyễn Lê Hồng Sơn

60
DƯƠNG TUẤN TÙNG
NGUYỄN LÊ HỒNG SƠN

GIÁO TRÌNH

KỸ THUẬT SỬA CHỮA
THÂN VỎ VÀ SƠN Ơ TƠ

NHÀ XUẤT BẢN
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
*******************

ThS. DƯƠNG TUẤN TÙNG
ThS. NGUYỄN LÊ HỒNG SƠN

GIÁO TRÌNH

KỸ THUẬT SỬA CHỮA
THÂN VỎ VÀ SƠN Ô TÔ

NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – NĂM 2020


GIÁO TRÌNH

KỸ THUẬT SỬA CHỮA THÂN VỎ VÀ SƠN Ơ TÔ
DƯƠNG TUẤN TÙNG, NGUYỄN LÊ HỒNG SƠN
Chịu trách nhiệm xuất bản và nội dung
TS. ĐỖ VĂN BIÊN
Biên tập
TRẦN THỊ ĐỨC LINH
Sửa bản in
ÁI NHẬT
Trình bày bìa
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
Website:
Đối tác liên kết – Tổ chức bản thảo và chịu trách nhiệm tác quyền
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
Website:
NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
Phịng 501, Nhà Điều hành ĐHQG-HCM, phường Linh Trung, quận Thủ Đức, TP Hồ Chí Minh

ĐT: 028 6272 6361 - 028 6272 6390
E-mail:
Website: www.vnuhcmpress.edu.vn
VĂN PHÒNG NHÀ XUẤT BẢN
PHÒNG QUẢN LÝ DỰ ÁN VÀ PHÁT HÀNH
Tòa nhà K-Trường Đại học Khoa học Xã hội & Nhân văn, số 10-12 Đinh Tiên Hoàng, phường Bến Nghé,
Quận 1, TP Hồ Chí Minh

ĐT: 028 66817058 - 028 62726390 - 028 62726351
Website: www.vnuhcmpress.edu.vn
Nhà xuất bản ĐHQG-HCM và tác giả/ đối tác liên kết giữ bản quyền©
Copyright © by VNU-HCM Press and author/
co-partnership. All rights reserved.

Xuất bản lần thứ 1. In 250 cuốn, khổ 16 x 24 cm, XNĐKXB số: 2442-2020/CXBIPH/1653/ĐHQGTPHCM. QĐXB số 124/QĐ-NXB ĐHQGTPHCM, cấp ngày 29/6/2020.
In tại: Cơng ty TNHH In & Bao bì Hưng Phú. Địa chỉ: 162A/1, KP1A, P. An Phú, TX. Thuận
An, Bình Dương. Nộp lưu chiểu: Quý III/2020.
Bản tiếng Việt ©, NXB ĐHQG-HCM, đối tác liên kết và các tác giả
Bản quyền tác phẩm đã được bảo hộ bởi Luật Xuất bản và Luật Sở hữu trí tuệ Việt Nam.
Nghiêm cấm mọi hình thức xuất bản, sao chụp, phát tán nội dung
khi chưa có sự đồng ý của tác giả và Nhà xuất bản.
ĐỂ CÓ SÁCH HAY, CẦN CHUNG TAY BẢO VỆ TÁC QUYỀN!


2


LỜI GIỚI THIỆU
Hiện nay, sửa chữa thân vỏ và sơn xe ơ tơ là mơn học trong chương
trình đào tạo dành cho sinh viên các ngành Công nghệ kỹ thuật ô tô. Qua
môn học này, sinh viên sẽ được học về các kiến thức như kết cấu thân xe,
ảnh hưởng của va chạm cũng như các kỹ thuật sửa chữa thân vỏ xe và sơn
xe. Tuy là môn học nằm trong chương trình đào tạo nhưng các giáo trình
để cho sinh viên học tập thì rất hạn hẹp, chủ yếu là sử dụng các tài liệu đào
tạo kỹ thuật viên của TOYOTA. Dựa trên các tài liệu tham khảo đó, tác giả
đã biên soạn giáo trình “Kỹ thuật sửa chữa thân vỏ và sơn ô tô” phù hợp
với các nội dung u cầu đề ra cho mơn học.
Cuốn giáo trình này có thể sử dụng làm giáo trình học tập chính cho
mơn học “Thực tập thân vỏ ơ tơ”. Ngồi ra, đây cũng là nguồn tài liệu
tham khảo cho các kỹ thuật viên đang sửa chữa thân vỏ và sơn ô tô tại các
đại lý ô tô cũng như tại các ga-ra ô tô.
Tác giả

3


4


MỤC LỤC

Chương 1: KẾT CẤU THÂN VỎ XE VÀ ẢNH HƯỞNG


CỦA VA CHẠM............................................................. 7

1. Kết cấu thân xe............................................................................... 7
2. Các ảnh hưởng của va chạm......................................................... 21
Bài thực hành số 1................................................................................ 29
Chương 2:

CÁC PHƯƠNG PHÁP SỬA CHỮA VỎ XE................. 30

2.1 Phân loại hư hỏng......................................................................... 30
2.2 Các phương pháp sủa chữa vỏ xe................................................. 31
2.3 Quy trình sửa chữa vỏ xe.............................................................. 35
Bài thực hành số 2: SỬA CHỮA VỎ XE............................................ 36
Chương 3:

CÁC PHƯƠNG PHÁP HÀN.......................................... 42

3.1 Các phương pháp hàn trong sửa chữa thân vỏ xe......................... 42
3.2 Các đặc tính hàn........................................................................... 43

3.3 Hàn bấm........................................................................................ 44
3.4 Hàn MIG-CO2. ............................................................................. 48
Bài thực hành số 3: Hàn bấm. Hàn MIG-CO2..................................... 55
Chương 4:

KÉO NẮN THÂN, KHUNG XE..................................... 56

4.1 Phân loại các hư hỏng nặng.......................................................... 56
4.2 Đo các kích thước của thân xe...................................................... 58
4.3 Đường chuẩn tưởng tượng là gì?.................................................. 59
4.4 Quy trình chuyển đổi kích thước chiều cao.................................. 61
4.5 Kéo nắn thân xe............................................................................ 62
4.6 Nắn khung..................................................................................... 71
Bài thực hành số 4: KÉO NẮN KHUNG XE...................................... 78
5


Chương 5: CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUẨN BỊ BỀ MẶT............... 79
5.1 Mục đích và phương pháp chuẩn bị bề mặt................................. 79
5.2 Các phương pháp chuẩn bị bề mặt............................................... 80
5.3 Các vật liệu chuẩn bị bề mặt......................................................... 81
5.4 Quy trình chuẩn bị bề mặt............................................................ 84
Chương 6: PHA SƠN, ĐIỀU CHỈNH MÀU VÀ CÁC PHƯƠNG


PHÁP PHUN SƠN............................................................. 94

6.1

Mục đích của pha màu............................................................... 94

6.2

Hiểu biết về pha màu.................................................................. 95

6.3

Các loại màu............................................................................... 96

6.4

Các dụng cụ pha màu............................................................... 100

TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................. 103

6


Chương 1:
KẾT CẤU THÂN VỎ XE VÀ ẢNH HƯỞNG
CỦA VA CHẠM
1. KẾT CẤU THÂN XE
Phân loại thân xe: Thân xe của xe du lịch có hình dáng khác nhau tùy
theo mục đích sử dụng và có thể được chia làm các loại sau:

Sedan
(4 cửa hoặc 2 cửa)

Coupe (2 cửa)

Thân xe du lịch

Hardtop
(4 cửa hoặc 2 cửa)
Lifback
(5 cửa hoặc 3 cửa)

Van và station wagon
(5 cửa hoặc 3 cửa hoặc 2 cửa)
- Sedan: là loại xe du lịch có các ghế trước và sau có thể chở được 4
đến 6 người. Nó cũng được gọi là xe có 3 khoang: khoang động cơ, khoang
hành khách và khoang hành lý. Các trụ gần như thẳng đứng ở phía trước
và sau của thân xe tạo nên một khoảng khơng gian phía trước và bên trong
rộng rãi. Có hai kiểu bố trí cửa xe: kiểu có 2 cửa và kiểu có 4 cửa.
7


­ Coupe: à loại xe du lịch có kiểu dáng thể thao và lịch lãm. Không
giống như kiểu sedan, kiểu coupe có các ghế nhỏ ở phía sau. Hầu hết kiểu
coupe là loại 2 cửa.
­ Hardtop: là loại xe du lịch mà trụ giữa và trần xe không nối với
nhau, nó cũng có các cửa khơng có khung kính ở cửa. Tuy nhiên ngày nay
người ta cũng đưa ra các kiểu xe có thêm trụ giữa trần xe và trụ giữa. Kiểu
xe này được gọi là kiểu hardtop có trụ giữa. Các kiểu hardtop có khoang
hành khách nhỏ hơn một chút so với kiểu sedan 4 cửa.
­ Lifback: là một loại xe du lịch có một cửa sau nghiêng và mở lên
được, khoang hành khách và khoang hành lý được làm liền nhau. Nó cũng
có thể được gọi là kiểu hatchback hay fastback tuỳ theo góc độ nghiêng
của cửa sau. Tuỳ theo số lượng của nó, kiểu lifback được chia thành lifback
thể thao 3 cửa hay lifback thực dụng 5 cửa.

­.

1.1. Phân loại theo thiết kế thân xe
Kết cấu cơ bản của thân xe du lịch có thể phân loại theo các loại tuỳ
thuộc vào vị trí đặt động cơ và phương pháp đỡ động cơ.
Thân xe tổ hợp: Ngày nay thân xe tổ hợp được sử dụng rộng rãi
trong các xe du lịch. Nó được cấu tạo bằng cách hàn các khoang hành
khách và bộ phận khung xe vào nhau để tạo nên một kết cấu thân xe thống
nhất. Bộ khung xe này đỡ động cơ và hệ thống treo. Thân xe tổ hợp là một
ý tưởng thiết kế quay trở lại ý tưởng ban đầu áp dụng cho máy bay phản
lực hiện đại và nó thường được so sánh với hình dạng vỏ trứng. Vỏ trứng
8


có thể chịu được một lực tương đối lớn khi dùng các ngón tay để bóp. Lý
do là áp lực ngón tay được phân tán trên tồn bộ vỏ trứng chứ không tập
trung ở bất kỳ vùng nào. Trong động lực học, người ta gọi đây là “kết cấu
vỏ mỏng chịu lực”. Mặc dù thân xe không thể áp dụng kết cấu vỏ mỏng
chịu lực hoàn hảo như thế, nhưng theo cách nói thơng thường, khi thân xe
có kết cấu tương tự như vậy để chịu các lực bên ngoài, thì nó được gọi là
thân xe tổ hợp.

Thân xe tổ hợp có các đặc điểm sau:
Thân xe tổ hợp nhẹ tuy nhiên có đủ độ bền để chịu uốn và chịu xoắn
do kết cấu liền khối của nó. Nó được cấu tạo bằng cách tổ hợp các tấm
thép mỏng được dập với những hình dạng khác nhau và được hàn điểm
gắn vào nhau.
Tiếng ồn và rung động từ hệ thống truyền lực và hệ thống treo có
thể dễ dàng thâm nhập qua thân xe tổ hợp, lúc này nó có tác dụng như một
hộp tích âm và khuếch đại chúng. Do đó cần phải có biện pháp chống ồn

và rung động khi sửa chữa thân xe bị hỏng do tai nạn.
Vì sử dụng nhiều các tấm thép mỏng, cần phải có biện pháp chống
gỉ, đặc biệt là vùng bên dưới thân xe.
9


Do có sự kết hợp của nhiều tấm thép khác nhau được dập thành các
hình dạng phức tạp, cứ mỗi lần bị hư hỏng thì thân xe tổ hợp cần nhiều
công sức hơn để sửa chữa.
Thân xe dạng “FF” là loại xe động cơ đặt trước, cầu trước chủ động.
Có nghĩa là động cơ được lắp ở phía trước của xe và dẫn động bánh trước.
Do khơng có bộ phận dẫn động cầu sau nên xe loại FF có thể giảm được
diện tích phần sống trên sàn xe đến mức nhỏ nhất và do đó tạo nên khoang
hành khách rộng hơn. Ngồi ra, hệ thống treo của xe FF cịn có thể đơn
giản hố về kết cấu và làm giảm trọng lượng của xe. Tuy nhiên, do động
cơ, hộp số, hệ thống treo trước và hệ thống lái đều đặt ở phía trước, nhiều
biện pháp phải được áp dụng trong kết cấu thân xe có thể chịu được các tải
trọng thêm này. Một số biện pháp để tăng độ bền và độ cứng là tăng diện
tích vùng ghép nối hoặc trang bị các dầm có độ bền cao.

Trọng lượng tồn bộ xe giảm do khơng có các bộ phận dẫn động cầu
sau. Hộp số và bộ vi sai được kết hợp làm một trong hộp số.
Trọng lượng phân bố lên cầu trước của loại xe FF cao hơn loại xe
FR và tải trọng đặt lên hệ thống treo trước và lốp cũng cao hơn do bánh xe
trước điều khiển cả dẫn động và lái.
Do khơng có bộ phận dẫn động cầu sau nên sàn xe có thể rộng hơn.
Vì bình xăng có thể đặt bên dưới phần giữa của xe, khoang hành lý
có thể rộng và phẳng.
10

Trong trường hợp có tai nạn từ phía trước, do khối lượng qn tính
của động cơ có kèm hộp số lớn hơn so với loại xe FR dẫn đến dễ bị hư
hỏng hơn.
Có một số phương pháp đỡ động cơ tuỳ theo kích cỡ của xe. Loại xe
nhỏ gọn cho phép đặt toàn bộ tải trọng động cơ lên các dầm bên của chúng.
Các xe cỡ trung bình cho phép tải trọng động cơ đặt lên dầm bên và dầm
giữa. Xe loại lớn cho phép đặt toàn bộ tải trọng động cơ lên khung phụ và
các tai xe phía trong.
Phương pháp dùng khung phụ: Trong phương pháp này động cơ, hệ
thống treo, hộp số và hệ thống lái được lắp trên khung phụ độc lập với thân
xe. Khung phụ này được lắp trên thân xe. Do các nguồn chính gây rung
động được lắp trên khung phụ, phương pháp này tạo tính năng êm hơn so
với các phương pháp khác. Hiện nay được áp dụng trên các xe cỡ lớn như
Lexus ES300(VCV10).
Phương pháp dầm đỡ giữa: Dầm giữa được lắp bên dưới chính giữa
động cơ và vng góc với động cơ để tạo ra một giá đỡ dọc. Giá đỡ ngang
động cơ là các dầm dọc phía trước được đặt ở cả hai bên động cơ. Hiện
nay, phương pháp dầm giữa được áp dụng trên một số kiểu xe từ Corolla
(AE100) đến loại Camry (SV30).
Phương pháp đỡ trực tiếp: Thay cho việc dùng khung phụ hay dầm
giữa, động cơ được đỡ trực tiếp vào dầm gia cố, như dầm ngang phía
trước, dầm dọc phía trước và dầm đỡ hộp cơ cấu lái. Phương pháp này
hiện nay được dùng trên các kiểu xe gọn nhẹ như Stariet (EP80) đến
Tercel (EL40).

11


1.2. Kết cấu thân vỏ thân xe trước

Phương pháp dùng khung phụ: Thân xe trước bao gồm nắp capô và
các tai xe trước, chúng được lắp bằng bulông và giá đỡ két nước phía trên
(A), giá đỡ két nước bên (B), dầm ngang trước (C), các dầm dọc phía trước
(D), tai trong xe (E), vách ngăn trước (F) và vách ngăn trên (G). Chúng
được hàn điểm với nhau. Các dầm dọc phía trước được tăng bền bằng cách
sử dụng dạng dầm có mặt cắt ngang lớn và các tấm gia cố. Loại hệ thống
treo trước thường sử dụng rộng rãi là hệ thống treo độc lập loại trụ đứng và
các bộ phận này được gắn trực tiếp vào thân xe. Kết quả là độ chính xác về
kích thước của thân xe ảnh hưởng lớn đến góc đặt bánh xe trước. Khung
phụ được bắt bằng bulơng và các dầm dọc phía trước. Ngoài việc đỡ động
cơ, hộp số và hộp cơ cấu lái, khung phụ còn tăng bền cho phần thân xe phía
trước thơng qua cấu tạo dạng chéo của nó.

Phương pháp dầm giữa và đỡ trực tiếp: Đối với các loại xe áp dụng
phương pháp dầm giữa và đỡ trực tiếp, một dầm tăng bền (dầm đỡ cơ cấu
lái A) được dùng để đỡ động cơ và hộp cơ cấu lái. Nó khơng có trên xe FR
hay FF dùng phương pháp khung phụ. Tuy nhiên có một số kiểu xe khơng
có dầm đỡ hộp cơ cấu lái. Hộp cơ cấu lái được bắt vào dầm ngang hệ thống
treo (B). Cũng có một số kiểu xe có một lỗ lớn ở phía sau của các dầm dọc
phía trước để luồn thanh dẫn động lái. Khơng có sự khác biệt về kết cấu
thân xe giữa phương pháp dầm giữa và phương pháp đỡ trực tiếp nhưng
các phương pháp dùng để đỡ hệ thống treo thì khác nhau. Các xe cùng
phương pháp dầm giữa được bố trí một dầm ngang hệ thống treo làm tăng
độ cứng của toàn bộ thân xe đồng thời giảm tiếng ồn và rung động. Mặt
khác phương pháp đỡ trực tiếp được thiết kế để chịu tải trọng từ hệ thống
treo trực tiếp tác dụng lên khung xe.
12


Phần thân xe bên dưới phía trước: được cấu tạo từ các dầm tăng bền

như các dầm dọc phía trước, dầm ngang phía trước và dầm đỡ hộp cơ cấu
lái (khơng có trong một số loại xe) để đảm bảo độ bền và độ cứng. Các dầm
dọc phía trước được nối với các dầm gia cố dưới sàn xe và dầm dọc sàn xe
để phân tán chấn động của va đập đến toàn thân xe.
Phần thân giữa bên dưới: Thân bên dưới giữa bao gồm dầm dọc
chính của sàn xe (A), thanh gia cố bên dưới phía trước sàn xe (B), dầm
ngang sàn xe (C) và sàn xe phía trước (D). Các dầm dọc chính của sàn xe
nằm bên phải và trái phía dưới cầu cabin làm bằng thép tấm có độ bền cao.
Thanh gia cố bên dưới sàn xe và dầm ngang sàn xe dùng các dầm bền để
gia cố sàn xe và tăng cứng vững của phần thân xe giữa bên dưới.

13


Sự khác biệt lớn nhất về phần giữa bên dưới thân xe giữa loại FF và
loại FR là kích thước sống sàn xe của chúng, do khơng có bộ phận truyền
lực phía sau nên các loại xe FF khơng cần có sống sàn xe lớn như xe FR.
Kết quả là, khoảng khơng gian phía dưới có thể rộng hơn.
Phần thân xe sau bên dưới: bao gồm các dầm dọc phía sau của sàn xe
(A), dầm ngang sàn xe (B) và sàn xe phía sau (C). Vì các loại xe FF có bình
nhiên liệu đặt bên dưới sàn của ghế sau, do đó có thể đặt sàn xe phía sau
ở vị trí thấp hơn để tạo nhiều khoảng khơng hơn và khoang để hành lý sâu
hơn. Do bình nhiên liệu được đặt ở bên dưới sàn của ghế sau, vì thế trong
trường hợp bị va chạm từ phía sau, phần lớn chấn động được hấp thụ bởi
khoang hành lý. Như vậy, đầu sau của dầm dọc sàn xe phía sau có các vết
lõm hoặc vết lồi để nâng cao khả năng hấp thụ chấn động. Tại thời điểm
này, các dầm dọc sàn xe phía sau được làm tách rời đầu sau dầm dọc sàn
xe phía sau để thay thế được khi sửa chữa thân xe.

1.3. Các loại xe FR

“FR” loại xe mà động cơ đặt trước, cầu sau chủ động. Có nghĩa là
động cơ được lắp ở phía trước của xe và dẫn động các bánh sau của trục
các đăng. Do xe loại FR có một trục các đăng và bộ vi sai sau ở bên dưới
sàn xe, cần phải có một khơng gian rộng cho sống sàn xe do đó khoảng
không gian trong khoang hành khách nhỏ hơn. Loại FR này khơng thích
hợp cho xe loại gọn nhẹ do khoang hành khách của loại xe này bị hạn chế.
Vì vậy loại FR được áp dụng rộng rãi cho loại xe lớn.
14


Đặc điểm của loại xe FR:
Trọng lượng được phân bố đồng đều cho cả bánh trước và bánh sau
do động cơ, hộp số và bộ vi sai được đặt tách rời nhau. Kết quả là lực lái
xe giảm và tải trọng tác dụng lên hệ thống treo trước và sau lốp nhỏ hơn
so với xe FF.
Động cơ được đặt theo trục dọc của xe và được đỡ bằng các dầm hệ
thống treo hay khung phụ đặt ngang qua hai dầm dọc phía trước.
Do xe FR có diện tích cho sống sàn xe lớn để truyền lực dẫn động
đến các bánh sau nên diện tích khoang hành khách bị giảm lại.
Nếu bình nhiên liệu được đặt dưới sàn xe phía sau thì khoang hành
lý có thể làm dài hơn nhưng nó sẽ bị nóng. Nếu bình nhiên liệu ở lưng ghế
sau thì khoang hành lý sẽ bị ngắn lại. Do đó các loại xe FR có nhược điểm
nhỏ xét về khía cạnh không gian của khoang để hành lý so với xe loại FF.
1.4. Đặc điểm kết cấu nắp capô, nắp khoang hành lý
Nắp capơ: bao gồm tấm ngồi, tấm trong và các thanh gia cố. Các
tấm trong và ngoài được dập mép với nhau ở chu vi của chúng thay vì
hàn vào nhau. Để đảm bảo độ cứng vững và độ bền của vùng bản lề nắp
capơ và nắp khố nắp capô, các thanh gia cố được hàn bấm vào tấm trong.
Ngồi ra, keo dạng matít được bơm vào các khe hở giữa các tấm trong và
ngoài để đảm bảo độ gia cố của tấm ngoài.

15


Cửa: bao gồm tấm ngoài, tấm trong, các thanh gia cố, thanh chống
chấn động và khung cửa sổ. Trong khi các tấm trong, thanh gia cố và thanh
chống chấn động được hàn với nhau, các tấm trong và tấm ngoài thường
được dập mép với nhau. Hình dạng cửa được phân loại làm ba loại: cửa có
khung, cửa dập và cửa khơng có khung cửa sổ.

Nắp khoang hành lý: Tương tự như nắp capơ, nắp khoang hành lý
bao gồm tấm ngồi, tấm trong và thanh gia cố các tấm ngoài và tấm trong
được dập mép với nhau xung quanh chu vi của chúng. Các thanh gia cố và
tấm giữ được hàn bấm với vùng lắp bản lề và khoá nắp khoang hành lý.
Keo dạng matít được bơm vào các khe hở giữa tấm trong và tấm ngoài để
đảm bảo độ tăng cứng cho tấm ngoài.
16


1.5. Loại xe có khung độc lập
Các loại khung xe: Với cấu tạo cơ bản gồm hai dầm dọc và một số
dầm ngang, loại khung xe độc lập có thể chia thành nhiều loại tuỳ theo
hình dáng của khung. Ngồi ra một số khung độc lập có thể khơng gồm hai
dầm dọc hoặc dầm ngang.
Khung kiểu thang: gồm hai dầm dọc chạy song song, hai bên được
nối với nhau bằng một số dầm ngang. Khung kiểu thang là loại khung gốc
của ô tô. Hiện nay, loại khung này cũng là loại khung thơng dụng nhất cho
các xe có khối lượng lớn hay xe có tải trọng nặng. Hầu hết các khung xe
tải lớn đều được làm bằng thép chữ C và dùng kết cấu hình hộp (kết hợp
hai dầm chữ C) lệch tâm theo chiều đứng và chiều ngang.

17


Khung kiểu bao quanh: Khung kiểu bao quanh là loại khung phát
triển từ khung kiểu thang để dùng cho các loại xe du lịch. Các dầm dọc của
loại khung này có khoảng lệch tâm lớn tạo thành khung dọc theo chu vi của
thân xe. Tiết diện dầm dọc của khung được thay đổi một phần để bảo đảm
cho sàn xe thấp và phẳng. Khung kiểu bao quanh là cấu tạo trung gian giữa
khung kiểu thang và thân xe tổ hợp. Hiện nay trên xe Crown vẫn dùng loại
khung xe này. Nhưng trong tương lai, khung kiểu bao quanh có thể được
thay thế bằng khung xe tổ hợp.

Khung xe kiểu xương sống: Đây là kiểu khung tạo thành xương sống
của xe và có dạng như một dầm hộp duy nhất. Chức năng cơ bản của nó
cũng giống như chức năng của các loại khung xe khác. Nhưng đặc điểm
của loại khung kiểu xương sống là truyền lực chính vào các ống được bố
trí bên trong khung.

18


Khung ống: Khung ống được chế tạo từ các chi tiết thép ống hàn lại
với nhau, loại khung này có dạng tương tự như một lồng chim. Vì cả khung
xe lẫn thân xe đầu có cấu tạo bằng thép ống nên loại khung này không hẳn
là một loại khung độc lập. Nó có cấu trúc như một xe ơ tơ đua được tăng
cường lồng bảo vệ bằng ống. Loại khung này không được sử dụng cho các
loại xe thông thường.

Đặc điểm kết cấu thân xe loại có khung độc lập: Cấu tạo loại xe
có khung độc lập về cơ bản giống loại xe có thân hợp nhất. Loại xe có

thân hợp nhất có các bộ phận hợp thành như động cơ và hệ thống treo
lắp trên nó. Để chịu được hợp lực do các bộ phận đó kết hợp gây ra loại
thân xe hợp nhất phải có các thanh giằng ở phía trước và phía sau rất
cứng vững. Tuy nhiên, thân xe loại có khung độc lập khơng cần có các
thanh cạnh bên ở phía trước và phía sau bởi vì khung xe loại có khung
độc lập sử dụng bộ khung để đỡ các trọng lượng và các ứng lực do các
bộ phận hợp thành của xe gây ra như động cơ và hệ thống treo. Loại kết
cấu này giống như loại thân xe tổ hợp đã được bỏ các phần tử cạnh bên
phía trước và phía sau.
Trong thân xe tổ hợp, che sàn trước là phần kết cấu quan trọng
để lắp hệ thống treo vào thân xe hợp nhất. Tuy nhiên trong các loại xe
có khung độc lập thì che sàn trước chỉ là một tấm nằm ở trong, trên đó
lắp các chắn bùn trước và được bắt bulơng hoặc hàn điểm với tấm sàn
ngang.

19


Liên kết giữa thân xe và khung: Loại khung độc lập và thân xe được
kết nối với nhau bằng bulông, đai ốc và các ống lót bằng cao su. Thơng
thường phải dùng từ 8 đến 12 bộ chi tiết như vậy để kết nối. Người ngồi
trên xe cảm thấy dễ chịu vì thân xe được lắp trên các ống lót bằng cao su.
Các ống lót này được phân thành hai loại: loại chịu nén có tác dụng như
một gối đỡ và loại chịu ứng suất cắt gồm có vành tỳ trong và vành tỳ ngoài.

20


Nếu khung phải chịu va đập lớn do xe bị đâm quệt phía mũi xe thì
lực qn tính có thể làm thân xe bị xô đi làm cho bulông kết nối thân và

khu vực lắp các bulông bị hư.
1.6. Đặc điểm kết cấu thân, khung xe để nâng cao tính an toàn thụ động
Hiện nay hầu hết tất cả các hãng sản xuất xe hơi đều rất quan tâm tới
việc đảm bảo an toàn thụ động của hành khách bằng việc thiết kế xe theo
quan điểm độ cứng vững cao và độ hấp thụ năng lượng va đập cao. Thân
xe được gia cố để tăng thêm độ cứng vững, còn bệ khung xe thì được thiết
kế để hấp thụ năng lượng khi phía trước và phía sau bị va đập mạnh. Đó
cũng là ý tưởng mới đối với các loại xe có khung độc lập
- Các thay đổi trong kết cấu khung: Khung phía trước hấp thụ
năng lượng va đập do lực nén tác dụng theo phương dọc trục còn
khung phía sau hấp thụ năng lượng va đập do tác động của lực
hất xe lên. Đoạn phía trước của khung có một khu vực gờ chịu
va đập để hấp thụ năng lượng va đập. Khúc giữa của khung là
phần bệ đỡ có tiết diện lớn và dùng loại thép có độ bền kéo cao
để tăng cường độ cứng vững và sức bền. Ngoài ra, bề rộng phần
giữa của khung cũng được tăng lên để chịu lực tác động của các
va đập từ phía bên
- Những thay đổi về thân xe: Độ bền và độ cứng vững của thân
xe được tăng cường chủ yếu ở khu vực trung tâm của thân.
Diện tích tiết diện của trụ giữa và của tấm ốp trụ đã được tăng
lên và mới đây lại được thêm phần gia cố được làm rộng ra và
dày hơn để tăng độ cứng vững cho toàn thân xe. Chống biến
dạng cho thân xe khi có va chạm từ phía bên. Mặt khác, tấm
ốp mặt ngoài thân xe được làm mỏng hơn để giảm trọng lượng
toàn bộ xe.
2. CÁC ẢNH HƯỞNG CỦA VA CHẠM
Thân xe được thiết kế để chịu các rung động trong điều kiện lái
xe bình thường và đảm bảo an toàn cho hành khách trong trường hợp
bị va chạm. Những tính tốn đặc biệt được áp dụng trong thiết kế thân
xe để sao cho nó có thể biến dạng và hấp thụ tối đa năng lượng khi va

chạm, đồng thời giảm tối thiểu các ảnh hưởng tới hành khách. Với mục
21


đích này, thân xe trước và sau được chế tạo dễ biến dạng tạo nên một
kết cấu hấp thụ năng lượng chấn động, đồng thời phải đảm bảo đủ bền
để bảo vệ khoang hành khách. Trong phần này, chúng ta sẽ nghiên cứu
về sự lan truyền của lực va chạm đến từng chi tiết của thân xe khi nó
bị va chạm. Thông thường các thành phần của lực bao gồm: hướng, độ
lớn của lực và điểm đặt lực. Trong trường hợp va chạm phức tạp, nếu
không biết được số va chạm và thứ tự của chúng thì ta có thể bỏ qua các
hư hỏng khơng nhìn thấy.
2.1 Lực va đập và hư hỏng
Hướng của lực va đập: Hướng của lực chấn động (lực tác dụng) khi
có va chạm tạo thành một góc nhất định so với thân xe. Lực tác động này
được chia làm 3 thành phần: lực tác dụng theo phương thẳng đứng, theo
phương dọc và phương ngang. Nếu một lực có độ lớn A’ – A tác dụng vào
điểm A trên tai xe trước bên phải tạo một góc a so với phương thẳng đứng,
lực A – A’ được chia thành lực thành phần A – B theo phương thẳng đứng
và lực A – C theo phương ngang như hình vẽ. Nếu lực tác dụng tạo một
góc b với phương ngang tại điểm A như hình vẽ, nếu có thể chia thành lực
thành phần A –C theo hướng dọc và lực A – E theo hướng ngang. Do đó
có ba lực tác dụng lên xe từ lực A’ – A, đó là A – B đẩy tai xe xuống, A – E
đẩy tai xe trước về phía nắp capô và A – C đẩy tai xe trước về phía sau.
Đồng thời khi xe bị va chạm, nếu hướng của lực va đập lệch so với trọng
tâm của xe, xe sẽ quay và tạo ra một mô men xoay và hư hỏng sẽ tương đối
nhẹ. Nếu lực va đập tác dụng hướng vào trọng tâm của xe, sẽ không tạo ra
mô men xoay và xe hấp thụ va đập làm hư hỏng nặng hơn. Thậm chí với
lực va đập như nhau, mức độ hư hỏng có thể khác nhau tuỳ theo hướng
chuyển động và điểm đặt lực va đập. Lực va đập và vùng va đập: Hư hỏng

của hai chiếc xe có cùng khối lượng và tốc độ sẽ khác nhau tuỳ thuộc vào
vật mà nó đâm phải, ví dụ như cột đèn hay bức tường. Nó có thể được biểu
diễn bằng cơng thức sau.
f=

F
A

Trong đó: f là lực va đập trên một đơn vị diện tích; F là lực va đập;
A là diện tích vùng va đập.
22


Nếu va đập được trải đều trên một vùng rộng, hư hỏng sẽ giảm
xuống. Ngược lại, diện tích vùng va đập nhỏ hơn mức độ hư hỏng sẽ lớn
hơn. Trong hình vẽ bên, ba đờ sốc trước (thanh cản), nắp capô, nắp két
nước… bị biến dạng nhiều hơn. Động cơ bị đẩy về phía sau và ảnh hưởng
của va chạm đến tận hệ thống treo sau.
2.2 Các loại hư hỏng
Khi xe va chạm vào một chướng ngại vật, nó tạo ra một lực giảm tốc
lớn và sẽ làm xe dừng lại trong vòng vài chục hay vài trăm mili giây. Lúc
này, hành khách và đồ vật trong xe vẫn tiếp tục chuyển động với tốc độ của
xe trước khi xảy ra va chạm. Kết quả là hành khách sẽ bị va đập vào bảng
táp lô, vành tay lái và các bộ phận bên trong khác đang chịu tác dụng bởi
lực giảm tốc lớn.
Hư hỏng chính: Va đập giữa xe và chướng ngại vật được gọi là va
đập chính và bất cứ hư hỏng nào sinh ra do va đập này được gọi là hư
hỏng chính.
Hư hỏng trực tiếp: Hư hỏng được tạo ra bởi chướng ngại vật (lực bên
ngoài) được gọi là hư hỏng trực tiếp.

Hư hỏng lan truyền: Hư hỏng được tạo ra khi có sự lan truyền của
năng lượng va đập được gọi là hư hỏng lan truyền.
Hư hỏng kéo theo: Hư hỏng gây ra cho các bộ phận khác chịu lực
kéo hoặc đẩy hay là kết quả của hư hỏng trực tiếp lan truyền được gọi là
hư hỏng kéo theo.
Hư hỏng phụ: Va đập gây ra do quán tính và xảy ra bên trong xe
23