Để trả lời cho câu hỏi này thì trước hết chúng ta phải hiểu ý nghĩa được ý nghĩa, mục đích và tác dụng của những lỗ khoan tròn (hay ovan) này trên khung sườn xe ô tô để làm gì và tại sao tất cả các khung sườn xe ô tô từ loại khung sườn rời hay còn gọi là sắt xi rời (Body on frame) cho đến khung sườn liền khối (Unibody) đều có các lỗ khoan này. Phải chăng các lỗ khoan tròn trên khung xe là vì các hãng sản xuất xe muốn giảm vật liệu kim loại nhằm làm giảm chi phí sản xuất và tăng độ nhẹ của chiếc xe để giúp xe giảm mức tiêu hao nhiên liệu hơn?
Vậy chúng ta cùng bắt đầu tìm hiểu theo phần nội dung dưới đây nhé:
I/ Một số cơ sở lý thuyết về sức bền vật liệu
1/ Truyền lực và hấp thụ lực
Cũng cùng một loại vật liệu thép, cùng một khối lượng như nhau nhưng rõ ràng chúng ta dễ dàng nhận thấy khi bị một ngoại lực tác động lên thép ở dạng thanh, chúng sẽ truyền toàn bộ xung lực tác động lên nó tốt hơn là thép ở dạng lò xo hay nói cách khác thép dạng lo xo có khả năng hấp thụ lực tốt hơn ở dạng thanh.
2/ Ứng suất tập trung và những điểm yếu (dễ phá hủy) trên kết cấu kim loại
Chúng ta cùng so sánh một thanh kim loại liền suốt và một thanh kim loại y hệt như vậy và có khoan lỗ trên thân. Khi chúng ta cho tác động lên chúng bằng những lực như kéo, nén, uốn hay vặn xoắn đến một lúc nào đó, chúng ta sẽ nhận thấy thanh kim loại có khoan lỗ sẽ bị phá hủy (gãy, biến dạng…) sớm hơn so với thanh liền suốt và điểm phá hủy ngay tại các lỗ khoan. Điều đó cho ta thấy chính các lỗ khoan là những điểm yếu trên thân kim loại đó.
II/ Đặc điểm kết cấu khung sườn những xe ô tô từ trước 1950
Giai đoạn này, các hãng chế tạo đều cho rằng kết cấu khung sườn ô tô càng cứng thì càng tốt. Do đó, phần lớn các chi tiết trên khung sườn ô tô đều được chế tạo liền mạch nhắm tăng sự chắc chắn cho hệ kết cấu khung sườn và các nhà thiết kế cho rằng với kết cấu cứng như vậy sẽ chống chọi được các va đập do tai nạn gây ra và bảo vệ được hành khách ngồi trong cabin
Tuy nhiên, sau nhiều vụ tai nạn xảy ra, tỷ lệ thương tích hay tử vong đối với hành khách ngồi trong cabin là khá lớn và cùng với những lần thí nghiệm va chạm cho thấy với kiểu thiết kế khung sườn có độ cứng cao thì khi va chạm, chúng sẽ truyền lực nhiều hơn là hấp thụ xung lực, kết quả là tất các xung lực do va đập hây ra đều truyền hết vào khoan cabin hành khách dẫn đến việc tỷ lệ thương tích hay tử vong cho hành khách là khá lớn dù xe có trang bị hệ thống túi khí.
Như hình dưới đây, chúng ta sẽ thấy phần đầu và đuôi xe ít biến dạng nhiều hơn khoan cabin hành khách sau một vụ tai nạn
III/ Đặc điểm kết cấu khung sườn ô tô từ sau năm 1950
Từ sau những nhận định sai lầm trong việc thiết kế khung sườn ô tô trước năm 1950 mà ta đã phân tích ở phần trên. Các kỹ sư thiết kế đã thay đổi thiết kế khung sườn ô tô bằng cách tạo ra vùng dễ biến dạng hay còn được gọi là vùng hấp thụ lực trên ô tô mà cụ thể là phần đầu và phần đuôi của của xe vì theo nghiên cứu thì 65% tai nạn là ở phần đầu xe, 25% là va chạm từ phía sau, 5% là từ bên hông xe trái và 5% là từ bên hông phải. Khi va chạm xảy ra, vùng hấp thụ lực này sẽ bị biến dạng trước nhằm bảo vệ tối đa khoang hành khách
IV/ Thiết kế và hoạt động của vùng hấp thụ lực này như thế nào?
Các nhà sản xuất, thiết kế tạo ra các vùng dễ biến dạng hay vùng hấp thụ lực trên ô tô nhằm làm chậm tác động va chạm, đồng thời cũng làm tăng thời gian cần thiết để người ngồi trong xe giảm tốc độ. Điều này sẽ làm giảm lực tác dụng lên người ngồi trong xe trong một khoảng thời gian nhất định. Do đó, các nhà thiết kế đã cố tình làm kết cấu yếu đi bằng cách khoan những lỗ tròn, những lỗ ovan phân bố rải rác trên toàn bộ thân xe, các vị trí khoan và kích cỡ hình dạng khoan cũng được các nhà thiết kế tính toán thông qua các phần mềm mô phỏng cũng như các lần thí nghiệm va đập thực tế.
V/ Các lỗ khoan tròn (ovan) sẽ giúp ích gì cho các chuyên gia thẩm định xe cũ?
Khi kiểm tra kết cấu khung sườn của một chiếc xe đã qua sử dụng, các chuyên gia thẩm định thường căn cứ vào tình trạng của các lỗ khoan, vị trí của các lỗ khoan trên khung sườn ở phần đầu và đuôi và từ đó đưa ra kết luận xe đã đâm đụng, va chạm hay chưa và nếu có thì mức độ đâm đụng, va chạm như thế nào.
Từ hình ảnh trên, chúng ta có thể thấy phần Sắt xi, cột A-B-C là những chi tiết cố định đi liền với kết cấu khung xe (không thể tháo lắp), còn những phần như xương tai, xương giằng trước là những chi tiết có thể tháo lắp và được liên kết với phần sắt xi thông qua mối ghép bu lông, đinh ốc.
Trong trường hợp tai nạn hay đâm dụng xảy ra đối với phần chi tiết cố định thì thợ kỹ thuật chỉ có thể sửa chữa lại kết cấu bằng các phương pháp gia công cơ khí như: gò, hàn, phục chế…. Và sau mỗi lần gia công, các lỗ khoan tròn (ovan) sẽ có độ cong vênh, méo mó nhất định chứ không được tinh xảo, sắc nét như ban đầu. Trong tình huống này, chuyên gia thẩm định xe sẽ đưa ra kết luận xe đã va chạm, đâm đụng nặng.
Trong trường hợp chuyên gia thẩm định xe chỉ phát hiện vết tác động vật lý do gia công cơ khí từ những lỗ khoan tròn (ovan) trên phần xương tai hay xương giằng mà không có phát hiện dấu hiệu này trên phần cố định như sắt xi, cột A-B-C thì các chuyên gia thẩm định sẽ đưa ra kết luận xe đã có đâm dụng, va chạm ở mức độ nhẹ, chưa ảnh hưởng nhiều đến kết cấu của xe. Vì là chi tiết có thể tháo lắp nên những chi tiết xương này có thể được chủ nhân thay mới nếu tình trạng ác xương bị biến dạng đến mức không thể phục hồi lại được.
Trong trường hợp này các chuyên gia thẩm định sẽ xác định việc thay mới này thông qua dấu vết trầy xước dó dụng cụ tháo mở tác động lên bu lông, đinh ốc (phần này sẽ nói chi tiết trong bài đánh giá bu lông, đinh ốc khi kiểm tra xe đã qua xử dụng). Sau khi đã chắc chắn những chi tiết xương xe đã được thay mới, các chuyên gia thẩm định có thể đưa ra kết luận xe đã va chạm, đâm đụng ở mức độ trung bình.
Sau đây là một vài hình ảnh minh họa cho việc biến dạng của các lỗ khoan tròn (ovan) trên khung sườn xe sau khi đã sửa chữa do tai nạn, đâm dụng:
Vậy chúng ta cùng bắt đầu tìm hiểu theo phần nội dung dưới đây nhé:
Thân khung rời (Body on Frame)
Thân khung liền khối (Unibody)
I/ Một số cơ sở lý thuyết về sức bền vật liệu
1/ Truyền lực và hấp thụ lực
Cũng cùng một loại vật liệu thép, cùng một khối lượng như nhau nhưng rõ ràng chúng ta dễ dàng nhận thấy khi bị một ngoại lực tác động lên thép ở dạng thanh, chúng sẽ truyền toàn bộ xung lực tác động lên nó tốt hơn là thép ở dạng lò xo hay nói cách khác thép dạng lo xo có khả năng hấp thụ lực tốt hơn ở dạng thanh.
2/ Ứng suất tập trung và những điểm yếu (dễ phá hủy) trên kết cấu kim loại
Chúng ta cùng so sánh một thanh kim loại liền suốt và một thanh kim loại y hệt như vậy và có khoan lỗ trên thân. Khi chúng ta cho tác động lên chúng bằng những lực như kéo, nén, uốn hay vặn xoắn đến một lúc nào đó, chúng ta sẽ nhận thấy thanh kim loại có khoan lỗ sẽ bị phá hủy (gãy, biến dạng…) sớm hơn so với thanh liền suốt và điểm phá hủy ngay tại các lỗ khoan. Điều đó cho ta thấy chính các lỗ khoan là những điểm yếu trên thân kim loại đó.
II/ Đặc điểm kết cấu khung sườn những xe ô tô từ trước 1950
Giai đoạn này, các hãng chế tạo đều cho rằng kết cấu khung sườn ô tô càng cứng thì càng tốt. Do đó, phần lớn các chi tiết trên khung sườn ô tô đều được chế tạo liền mạch nhắm tăng sự chắc chắn cho hệ kết cấu khung sườn và các nhà thiết kế cho rằng với kết cấu cứng như vậy sẽ chống chọi được các va đập do tai nạn gây ra và bảo vệ được hành khách ngồi trong cabin
Tuy nhiên, sau nhiều vụ tai nạn xảy ra, tỷ lệ thương tích hay tử vong đối với hành khách ngồi trong cabin là khá lớn và cùng với những lần thí nghiệm va chạm cho thấy với kiểu thiết kế khung sườn có độ cứng cao thì khi va chạm, chúng sẽ truyền lực nhiều hơn là hấp thụ xung lực, kết quả là tất các xung lực do va đập hây ra đều truyền hết vào khoan cabin hành khách dẫn đến việc tỷ lệ thương tích hay tử vong cho hành khách là khá lớn dù xe có trang bị hệ thống túi khí.
Như hình dưới đây, chúng ta sẽ thấy phần đầu và đuôi xe ít biến dạng nhiều hơn khoan cabin hành khách sau một vụ tai nạn
III/ Đặc điểm kết cấu khung sườn ô tô từ sau năm 1950
Từ sau những nhận định sai lầm trong việc thiết kế khung sườn ô tô trước năm 1950 mà ta đã phân tích ở phần trên. Các kỹ sư thiết kế đã thay đổi thiết kế khung sườn ô tô bằng cách tạo ra vùng dễ biến dạng hay còn được gọi là vùng hấp thụ lực trên ô tô mà cụ thể là phần đầu và phần đuôi của của xe vì theo nghiên cứu thì 65% tai nạn là ở phần đầu xe, 25% là va chạm từ phía sau, 5% là từ bên hông xe trái và 5% là từ bên hông phải. Khi va chạm xảy ra, vùng hấp thụ lực này sẽ bị biến dạng trước nhằm bảo vệ tối đa khoang hành khách
Vùng hấp thụ lực (Crumple Zone)
Tai nạn phần đầu của chiếc siêu xe
Thử nghiệm va chạm trước khi đưa sản phẩm ra thị trường
IV/ Thiết kế và hoạt động của vùng hấp thụ lực này như thế nào?
Các nhà sản xuất, thiết kế tạo ra các vùng dễ biến dạng hay vùng hấp thụ lực trên ô tô nhằm làm chậm tác động va chạm, đồng thời cũng làm tăng thời gian cần thiết để người ngồi trong xe giảm tốc độ. Điều này sẽ làm giảm lực tác dụng lên người ngồi trong xe trong một khoảng thời gian nhất định. Do đó, các nhà thiết kế đã cố tình làm kết cấu yếu đi bằng cách khoan những lỗ tròn, những lỗ ovan phân bố rải rác trên toàn bộ thân xe, các vị trí khoan và kích cỡ hình dạng khoan cũng được các nhà thiết kế tính toán thông qua các phần mềm mô phỏng cũng như các lần thí nghiệm va đập thực tế.
Vùng hấp thụ lực được tạo bởi các lỗ khoan tròn và ovan
V/ Các lỗ khoan tròn (ovan) sẽ giúp ích gì cho các chuyên gia thẩm định xe cũ?
Khi kiểm tra kết cấu khung sườn của một chiếc xe đã qua sử dụng, các chuyên gia thẩm định thường căn cứ vào tình trạng của các lỗ khoan, vị trí của các lỗ khoan trên khung sườn ở phần đầu và đuôi và từ đó đưa ra kết luận xe đã đâm đụng, va chạm hay chưa và nếu có thì mức độ đâm đụng, va chạm như thế nào.
Chi tiết cơ bản của một khung sườn ô tô (dạng liền khối – unibody)
Từ hình ảnh trên, chúng ta có thể thấy phần Sắt xi, cột A-B-C là những chi tiết cố định đi liền với kết cấu khung xe (không thể tháo lắp), còn những phần như xương tai, xương giằng trước là những chi tiết có thể tháo lắp và được liên kết với phần sắt xi thông qua mối ghép bu lông, đinh ốc.
Trong trường hợp tai nạn hay đâm dụng xảy ra đối với phần chi tiết cố định thì thợ kỹ thuật chỉ có thể sửa chữa lại kết cấu bằng các phương pháp gia công cơ khí như: gò, hàn, phục chế…. Và sau mỗi lần gia công, các lỗ khoan tròn (ovan) sẽ có độ cong vênh, méo mó nhất định chứ không được tinh xảo, sắc nét như ban đầu. Trong tình huống này, chuyên gia thẩm định xe sẽ đưa ra kết luận xe đã va chạm, đâm đụng nặng.
Trong trường hợp chuyên gia thẩm định xe chỉ phát hiện vết tác động vật lý do gia công cơ khí từ những lỗ khoan tròn (ovan) trên phần xương tai hay xương giằng mà không có phát hiện dấu hiệu này trên phần cố định như sắt xi, cột A-B-C thì các chuyên gia thẩm định sẽ đưa ra kết luận xe đã có đâm dụng, va chạm ở mức độ nhẹ, chưa ảnh hưởng nhiều đến kết cấu của xe. Vì là chi tiết có thể tháo lắp nên những chi tiết xương này có thể được chủ nhân thay mới nếu tình trạng ác xương bị biến dạng đến mức không thể phục hồi lại được.
Trong trường hợp này các chuyên gia thẩm định sẽ xác định việc thay mới này thông qua dấu vết trầy xước dó dụng cụ tháo mở tác động lên bu lông, đinh ốc (phần này sẽ nói chi tiết trong bài đánh giá bu lông, đinh ốc khi kiểm tra xe đã qua xử dụng). Sau khi đã chắc chắn những chi tiết xương xe đã được thay mới, các chuyên gia thẩm định có thể đưa ra kết luận xe đã va chạm, đâm đụng ở mức độ trung bình.
Sau đây là một vài hình ảnh minh họa cho việc biến dạng của các lỗ khoan tròn (ovan) trên khung sườn xe sau khi đã sửa chữa do tai nạn, đâm dụng:
Last edited by a moderator:
