Đang tải...

Công nghệ vật liệu vùng biến dạng khung xe

Thảo luận trong 'Công nghệ mới' bắt đầu bởi autovn, 15/10/09.

Thành viên đang xem bài viết (Users: 0, Guests: 0)

  1. autovn
    Offline

    Tài xế O-H
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    29/7/09
    Số km:
    979
    Được đổ xăng:
    91
    Mã lực:
    201
    Xăng dự trữ:
    499 lít xăng
    Để giảm thiểu chấn thương và bảo vệ tính mạng của người lái, vùng biến dạng (crumple zone) được xem là một bộ phận không thể thiếu trong các loại xe hiện đại.[​IMG]
    Béla Barényi là cha đẻ của vùng cản.

    Trong những lý thuyết về thiết kế xe hơi thời kỳ đầu, người ta luôn quan niệm thân xe càng cứng thì chịu lực càng tốt và càng ít biến dạng khi xảy ra tai nạn. Do đó, toàn bộ lực tác động đều dồn lên người lái, dẫn đến nguy cơ tử vong cao.Phải đến năm 1953, crumple zone - vùng biến dạng khung xe mới được ứng dụng lần đầu tiên trên ôtô. Tương tự nhiều công nghệ sản xuất xe hơi khác, vùng biến dạng cũng là “con đẻ” của hãng Mercedes-Benz. Sau một thời gian nghiên cứu, Béla Barényi – thành viên trong nhóm kỹ sư làm việc cho Mercedes-Benz đã thiết kế thành công vùng biến dạng cho chiếc “Ponton” Mercedes (thuộc series W 120).
    Năm 1967, Mercedes Heckflosse (hay còn gọi là Fintail) trở thành chiếc xe đầu tiên trên thế giới được trang bị vùng biến dạng bao gồm bộ khung an toàn và cốp xe được nới rộng thêm 50%.

    Về lý thuyết
    Tầm quan trọng của vùng biến dạng được giải thích rất rõ trong vật lý học. Theo định luật thứ nhất của Isaac Newton, một vật đang chuyển động sẽ duy trì được tốc độ theo hướng không đổi trừ khi bị tác động bởi một lực bất cân bằng. Khi một chiếc xe chạy với tốc độ 80 km/giờ, người lái cũng di chuyển với tốc độ tương tự. Nếu xe đột ngột đâm vào một bức tường, người lái sẽ có cảm giác muốn tiếp tục chạy với tốc độ đó theo hướng không đổi trừ khi bị cản lại. Thêm nữa, ngay cả khi bản thân người lái tự dừng xe lại, các cơ quan nội tạng vẫn tiếp tục chuyển động, hậu quả là gây ra một vài vết thương nghiêm trọng.
    [​IMG]
    Mô phỏng một vụ tông nhau trực diện với phần đầu xe bị biến dạng.
    Trong khi đó, định luật thứ hai của Newton lại cho rằng lực bằng khối lượng nhân với vận tốc. Có nghĩa là trong trường hợp xảy ra tai nạn, lực tác động lên xe và người lái sẽ giảm nếu dừng xe từ từ.
    Nguyên lý hoạt động
    Nguyên tắc hoạt động của vùng biến dạng áp dụng cả hai định luật trên. Nếu được đặt ở cả phía trước và phía sau xe, vùng biến dạng sẽ hấp thụ toàn bộ lực va chạm. Có được điều này là nhờ đặc tính không bị biến dạng vốn rất lạ lẫm đối với ngành thiết kế xe thời kỳ đầu. Trong khi những bộ phận khác trên xe có thể biến dạng “thoải mái”, khoang hành khách lại được gia cố bằng thép và dầm chịu lực. Không dừng lại ở đó, vùng biến dạng còn giúp làm chậm quá trình va chạm nhờ khả năng tăng khoảng thời gian trước khi dừng xe.
    Đối với các loại xe cỡ nhỏ
    Các loại xe cỡ nhỏ, ví dụ như Smart, thường không được trang bị vùng biến dạng do thiếu chỗ. Thay vào đó, Smart đi kèm khoang an toàn tridion. Thực chất, đây là một khoang bằng thép kết hợp giữa dầm dọc và ngang nhằm truyền lực tác động sang vùng khác rộng hơn. Ngoài ra, Smart còn được trang bị bộ khung va chạm ở phía sau.
    [​IMG]
    Smart sử dụng khoang an toàn 2 người bảo vệ ngưới lái thay cho vùng cản.

    “Dòng xe Smart dành cho hai người được thiết kế với bộ giảm chấn trước và sau vít chặt vào dầm dọc của khoang an toàn qua hệ thống ống trượt. Sau những va chạm nhẹ, bạn có thể thay thế chúng chỉ với một khoản tiền nhỏ. Nếu va chạm ở tốc độ dưới 3 km/giờ, khung va chạm sẽ hoàn toàn không bị ảnh hưởng. Với tốc độ khoảng 16 km/giờ, hệ thống ống trượt sẽ di chuyển nhằm đẩy lực tác động ra khỏi khu vực xung quanh khoang an toàn tridion. Ở tốc độ 16 km/giờ trở lên, khoang an toàn tridion sẽ truyền lực tác động lên toàn bộ bề mặt để phân tán năng lượng và bảo vệ người lái (giả sử lực tác động vuông góc với chiều rộng mặt trước). Ở phần đuôi xe, khung va chạm được làm bằng thép với cách thức hoạt động tương tự ống trượt. Khi lực tác động vượt quá ngưỡng cho phép, quá trình bơm nhiên liệu vào động cơ sẽ ngừng lại và hệ thống khóa trung tâm tự động mở ra”.
    Pininfarina Nido
    [​IMG]
    Bản concept Pininfarina Nido

    Năm 2004, bản concept Pininfarina Nido xuất hiện như một giải pháp thay thế cho vùng biến dạng. Nido bao gồm 3 thành phần chính: khoang an toàn, tấm trượt và bộ hấp thụ. Trong trường hợp va chạm trực diện, vùng biến dạng của khung gầm được chế tạo từ hai thanh giằng kim loại và bộ hấp thụ bọt xốp bên trong có nhiệm vụ hút một phần năng lượng. Những bộ phận này được thiết kế theo hình nón cụt giúp phân tán lực qua tường lửa thép lá để truyền năng lượng dọc theo ống trung tâm và ống bên.
    Phần năng lượng còn lại dịch chuyển tấm trượt lên phía trước và nén hai bộ hấp thụ hình tổ ong giữa khoang an toàn và bảng điều khiển, nhờ đó người lái có thể điều chỉnh và giảm tốc dần dần.
     

Chia sẻ trang này