So sánh khung gầm body-on-frame và unibody

Khi thảo luận về kiểu kết cấu xe ô tô, hai thuật ngữ thường được nhắc đến là body-on-frame và unibody. Mỗi kiểu kết cấu này đều mang lại những ưu điểm và hạn chế riêng, đồng thời phục vụ cho các mục đích sử dụng và nhu cầu riêng của người tiêu dùng. 

Trước khi quyết định mua một chiếc xe, việc hiểu rõ sự khác biệt giữa body-on-frame và unibody có thể giúp bạn lựa chọn một cách thông thái nhất. Hãy cùng đi vào chi tiết để khám phá sự so sánh giữa hai kiểu kết cấu này.

Khung gầm body-on-frame là gì?

Trong ngành công nghiệp ô tô, khung gầm body-on-frame (thân xe khung rời) là phương pháp thiết kế gắn hai phần riêng biệt thân xe vào khung gầm với nhau, tạo thành một cấu trúc khung chịu tải chính hỗ trợ cho hệ thống truyền động, hệ thống treo và các bộ phận khác. Có một số loại thiết kế khung gầm rời được sử dụng trong lịch sử như khung không gian, khung x và khung xương sống, nhưng khung gầm hình thang được sử dụng rộng rãi nhất. Khung gầm hình thang bắt nguồn từ hình dáng của khung gầm này với cấu trúc giống như một chiếc thang bao gồm hai dầm dài được hỗ trợ bởi các dầm ngắn hơn.

Khung gầm body-on-frame ( hình thang)

Nguồn gốc lịch sử của khung gầm body on frame 

Lịch sử của cấu trúc thân xe khung rời tiền thân từ thời kỳ xa xưa, ngay cả trước khi xe hơi ra đời. Phương pháp thiết kế này được lấy cảm hứng từ việc chế tạo xe ngựa. Điều này có thể hiểu bởi vì những chiếc xe hơi đầu tiên thực sự giống những chiếc xe ngựa kéo thời kỳ đó. Vào cuối thế kỷ 19, khi các nhà thiết kế ô tô đầu tiên bắt đầu nghiên cứu và phát triển các động cơ trong nhà máy, họ đã sử dụng những kiến thức có sẵn và lắp ráp các khung gỗ với thân bằng gỗ lắp lên trên khung gầm.

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

Ngày nay, kết cấu thân xe khung rời ( đặc biệt là khung hình thang) chủ yếu được áp dụng cho xe bán tải, xe SUV cỡ lớn và xe địa hình như Jeep Wrangler, Toyota 4Runner hoặc Ford Bronco . Phong cách xây dựng nền tảng này phù hợp với những chiếc xe được thiết kế để kéo hoặc mạo hiểm trên đường địa hình, vì độ bền của khung chống lại sự uốn cong và có thể tăng khoảng sáng gầm xe.

Khung gầm unibody là gì?

Khung xe unibody hay còn gọi là khung gầm liền khối là một kỹ thuật chế tạo xe trong đó thân xe được tích hợp với khung xe, tạo thành một kết cấu duy nhất. Thiết kế này giúp tăng độ cứng và sức mạnh, có thể mang lại khả năng xử lý và an toàn tốt hơn. Cấu trúc liền khối thường được sử dụng trong ô tô và SUV hiện đại, trái ngược với cấu trúc thân trên khung, trong đó thân và khung là những thực thể riêng biệt.

Khung gầm liền khối Unibody

Sự phát triển mạnh mẽ của khung gầm Unibody

Ngày càng có nhiều yêu cầu từ phía người tiêu dùng về việc cải thiện hiệu suất, tiết kiệm nhiên liệu và tăng tính linh hoạt của xe, đồng thời vẫn đảm bảo độ an toàn và ổn định. Do đó, vào những năm 1960, các nhà sản xuất xe hơi bắt đầu chuyển sang kỹ thuật thiết kế và xây dựng nguyên khối và liền khối. Những chiếc xe cỡ nhỏ là những chiếc đầu tiên thực hiện chuyển đổi, mặc dù kết cấu thân trên khung vẫn phổ biến ở những chiếc xe lớn hơn trong vài thập kỷ. 

Thiết kế liền khối ngày nay được sử dụng rộng rãi hơn nhiều so với thiết kế thân xe khung rời. Khung gầm liền khối được đánh giá cao nhờ độ cứng cáp, khả năng tích hợp tính năng an toàn dễ dàng và động lực lái được cải thiện so với các loại xe có thân trên khung truyền thống.

Những chiếc sedan, hatchback, station wagon và xe tải nhỏ hiện đại hầu như đều sử dụng kết cấu nguyên khối. Những loại xe như vậy bao gồm Honda Civic, Toyota Camry, BMW 7-Series, Kia Carnival, Volvo S90, Tesla Model S, Audi A6, Volkswagen Jetta, Nissan Maxima, v.v.

Thậm chí còn có một số mẫu xe bán tải thân liền khối hiện đang có mặt trên thị trường, bao gồm Hyundai Santa Cruz, Ford Maverick và Honda Ridgeline. Đặc biệt, Honda Ridgeline đã thu hút sự chú ý của những người cho rằng khả năng của nó bị hạn chế so với các loại xe tải lớn hơn do thiết kế độc đáo. Mặc dù có công suất thấp hơn một chút so với một số đối thủ cạnh tranh, nhưng nó lại được đánh giá cao với khả năng vận hành êm ái và sự thoải mái vượt trội.

So sánh body-on-frame và unibody

Trong cuộc chiến giữa thiết kế nguyên khối và thân xe khung rời, có một số quan điểm mà chúng tôi muốn chia nhỏ để thể hiện rõ hơn điểm mạnh và điểm yếu của từng kết cấu.

Chi phí

Chi phí luôn là yếu tố hàng đầu khi mua một chiếc ô tô mới hoặc đã qua sử dụng. Tuy nhiên, việc đánh giá chi phí không chỉ dừng lại ở giá mua xe mà còn phụ thuộc vào cách thức sản xuất của nó. Sự linh hoạt của khung gầm lăn đơn cho phép nó được kết hợp với nhiều loại thân xe và hệ truyền động khác nhau. Trái lại, việc áp dụng thiết kế nguyên khối cho từng mẫu xe riêng biệt đòi hỏi sự điều chỉnh đáng kể. Điều này tăng thêm chi phí sản xuất vì phải thay đổi nhiều bộ phận hơn để phù hợp với từng mẫu xe cụ thể. 

Ngoài ra, việc sửa chữa một chiếc xe nguyên khối có thể đắt hơn nhiều so với việc sửa chữa một chiếc xe có khung gầm rời. Điều này có thể không phải lúc nào cũng đúng, đặc biệt nếu khung và thân xe đều bị hư hỏng trong một vụ tai nạn. Tuy nhiên, nếu xe chỉ có khung hoặc thân trên khung thì chi phí sửa chữa một bộ phận của xe thay vì hai bộ phận sẽ thấp hơn.

Sự an toàn

Nói chung, xe nguyên khối có xu hướng an toàn hơn so với xe khung gầm rời, đơn giản vì hệ thống an toàn tiên tiến và vùng chịu lực hấp thụ vốn dễ dàng được tích hợp vào thiết kế của chúng hơn. Trọng tâm của xe cũng được hạ xuống dễ dàng hơn, ngăn ngừa khả năng xảy ra tai nạn lật xe.

Điều đó không có nghĩa là xe có body-on-frame không an toàn. Trên thực tế, Toyota Tundra 2023 là một ví dụ điển hình. Đây là mẫu xe bán tải thân trên khung đã giành được giải thưởng Top Safety Pick+. Tuy nhiên, có nhiều mẫu crossover, sedan và minivan được xếp hạng an toàn tốt hơn so với xe bán tải và SUV truyền thống nói chung.

Khả năng

Khi nói đến khả năng làm được nhiều việc hơn, xe body-on-frame rõ ràng là người chiến thắng. Lý do lớn nhất mà nhiều xe bán tải vẫn sử dụng thiết kế thân trên khung ngày nay là vì nó cho phép tải trọng và sức kéo trần cao hơn so với những gì một chiếc xe tải nguyên khối có thể cung cấp.

Ví dụ, chiếc Honda Ridgeline nguyên khối có thể kéo được 5.000 pound và có trọng tải tối đa khoảng 1.500 pound. Để so sánh, Toyota Tacoma body-on-frame có thể kéo tới 6.800 pound và có trọng tải tối đa hơn 1.600 pound.

Đối với hầu hết người mua bình thường, những công suất đó có thể đủ gần để không phải là yếu tố quyết định việc mua một chiếc xe bán tải. Tuy nhiên, hãy xem xét rằng những chiếc xe bán tải lớn hơn như Super Duty Ford F-Series và các mẫu Chevy Silverado HD có thể kéo được hơn 30.000 pound khi được trang bị phù hợp, không chiếc nào sử dụng thiết kế nguyên khối.

Khoảng sáng gầm xe cũng có thể đóng một vai trò quan trọng khi nói đến thiết kế khung xe và khả năng vận hành của nó. Khả năng vốn có của xe nguyên khối là có trọng tâm thấp hơn là điều tuyệt vời đối với các phương tiện giao thông đường bộ thông thường và xe thể thao hiệu suất cao hơn, nhưng khoảng sáng gầm xe cao hơn điển hình với các loại xe có thân xe khung rời có thể tăng hiệu suất địa hình và khả năng tổng thể của xe.

Độ bền

Để so sánh về độ bền thì thiết kế thân xe khung rời cũng có nhiều vượt trội hơn hẳn. Chính vì tính linh hoạt cao hơn nên xe body-on-frame thường được ưa chuộng hơn trong điều kiện làm việc cần sức kéo hoặc khi di chuyển trên địa hình không bằng phẳng. Nhờ tính linh hoạt đó giúp cho xe khung gầm rời phù hợp với những mẫu xe địa hình, xe tải và làm giảm những tác động nhỏ bên ngoài môi trường ảnh hưởng đến cấu trúc của xe.

Khả năng chinh phục địa hình của GX 550 sử dụng khung gầm body-on-frame

Độ cứng mà thiết kế unibody có thể chống lại trong môi trường địa hình và làm việc chăm chỉ. Khi thân xe uốn cong trên địa hình không bằng phẳng, lực xoắn tác dụng lên thân xe có thể khiến xe bị uốn cong và mất hình dạng theo thời gian. Tuy nhiên, điều này không chỉ xảy ra trên địa hình không bằng phẳng. Việc lái xe liên tục trên mặt đường không bằng phẳng và va chạm mạnh cuối cùng sẽ làm biến dạng khung của một chiếc xe nguyên khối sau nhiều năm sử dụng.

Đây là lý do tại sao những chiếc SUV body-on-frame như Toyota 4Runner, Jeep Wrangler và Ford Bronco được đánh giá cao về khả năng off-road, thậm chí so với một số mẫu crossover SUV “chú trọng địa hình” như Honda Passport, Subaru Forester Wilderness, và thậm chí cả những mẫu xe Jeep Cherokee mới nhất.

Tiết kiệm nhiên liệu

Một trong những lý do lớn nhất khiến crossover SUV sử dụng khung gầm liền khối trở nên phổ biến hiện nay là do dòng xe này tiết kiệm nhiên liệu hơn so với hầu hết các loại xe body-on-frame có cùng kích thước. Nguyên nhân là do việc giảm trọng lượng nhờ sử dụng một khối vật liệu duy nhất để chế tạo một chiếc xe thay vì với hai phần rời nhau như body-on-frame. Trọng lượng của vật liệu cũng có thể là một yếu tố, những chiếc xe có khung gầm rời thường được chế tạo để cứng hơn và nặng hơn.

Tính linh hoạt cao hơn khi sử dụng các cấu hình hệ thống treo và hệ thống truyền động khác nhau trong một chiếc xe nguyên khối cũng góp phần tiết kiệm nhiên liệu tốt hơn. Hệ dẫn động cầu trước là loại hệ dẫn động đặc biệt phổ biến trong số các loại xe có thân liền khối, thậm chí còn là hệ dẫn động tiêu chuẩn phổ biến cho các xe crossover SUV. Hầu hết các loại xe body-on-frame đều có hệ dẫn động cầu sau tiêu chuẩn và dẫn động bốn bánh tùy chọn hoặc tiêu chuẩn.

Trải nghiệm lái xe

Xe liền khối unibody một lần nữa chiếm ưu thế nhờ vào tính linh hoạt và sự thoải mái khi lái. Dù xe có khung gầm rời có thể mang lại cảm giác êm ái trên đường, nhưng lại thường thiếu tính năng lái linh hoạt mà các xe unibody có. Độ chắc chắn của unibody mang lại lợi ích rõ rệt khi di chuyển trong nội thành hoặc cao tốc, đồng thời trọng lượng thấp giúp cải thiện hiệu suất, đặc biệt là trong các tình huống đòi hỏi sự nhanh nhẹn.

Xe có thiết kế body-on-frame có thể phù hợp nhiều địa hình hơn so với xe liền khối, nhưng hầu hết người mua không cần phải di chuyển qua nhiều địa hình khác nhau. Lựa chọn đánh đổi để có thể di chuyển trên con đường đất đầy đá hoặc “đi như một chiếc xe tải” chưa xứng đáng với sự thoải mái mà một chiếc xe liền khối có thể mang lại khi di chuyển hàng ngày.

Chuyển động mượt mà với ES 300h khung gầm Unibody

Các dòng xe Lexus sử dụng body-on-frame và unibody

Hiện tại, đa số các dòng sản phẩm của Lexus chủ yếu tập trung vào việc sản xuất các mẫu xe liền khối (unibody) hoặc sử dụng các công nghệ khung gầm đặc biệt để mang lại trải nghiệm lái xe mềm mại và thoải mái cho người lái. Các mẫu xe của Lexus thường được thiết kế để phù hợp với môi trường đô thị và sử dụng hàng ngày, với trọng lượng nhẹ và hiệu suất lái xe cao. 

Tuy nhiên, bên cạnh đó vẫn có những mẫu xe đặc biệt sử dụng khung gầm rời, điển hình là mẫu xe hạng sang Lexus LX 600, với tên gọi được lấy từ cụm từ “Luxury Crossover”, nhưng LX 600 lại kết hợp cấu trúc thân gầm rời (body-on-frame) của những dòng SUV cổ điển. Từ năm 1996 khi xuất hiện trên thị trường, Lexus LX luôn là một trong những mẫu xe được săn đón nhiều nhất trên toàn cầu.

LX 600 sử dụng khung gầm body-on-frame

Và mới đây nhất là mẫu xe GX 550 sắp ra mắt tại thị trường Việt Nam với định hướng là một chiếc xe có khả năng off-road. Do đó, GX 550 cũng sử dụng khung gầm body-on-frame để tăng độ bền và khả năng chống xoắn khi phải chịu tải cao, giúp nó có khả năng vượt địa hình tốt hơn và phù hợp để chinh phục những cuộc phiêu lưu đầy ngoạn mục.

GX 550 sử dụng khung gầm body-on-frame

Lời kết

Có thể thấy rằng cả hai kiểu kết cấu body-on-frame và unibody đều có những ưu điểm và hạn chế riêng. Kiểu body-on-frame thường mang lại khả năng chịu lực tốt hơn và dễ dàng sửa chữa, trong khi unibody thường cung cấp sự linh hoạt và hiệu suất lái tốt hơn. Quyết định về việc chọn xe có kiểu kết cấu phù hợp sẽ phụ thuộc vào nhu cầu sử dụng cụ thể và ưu tiên cá nhân.