Túi khí an toàn và nguyên lý hoạt động

Túi khí là một thiết bị an toàn được trang bị để bảo vệ bổ sung cho người lái và hành khách khi họ đã được bảo vệ bằng dây an toàn.

Nguyên lý hoạt động của túi khí

Tùy vào từng loại xe, nhà sản xuất có thể trang bị một, hai hay nhiều túi khí trong một xe. Hệ thống túi khí bao gồm ba bộ phận chính: các cảm biến, bộ điều khiển (cảm biến túi khí trung tâm), bộ chấp hành (các túi khí).

1. Các cảm biến: Bộ phận này phát hiện và gửi các tín hiệu về mức độ va chạm cho bộ điều khiển (cảm biến túi khí trung tâm).

2. Bộ điều khiển (cảm biến túi khí trung tâm): Đây là một computer điều khiển hoạt động của hệ thống túi khí.

3. Bộ chấp hành (các túi khí): Kích nổ các túi khí theo sự điều khiển của cảm biến túi khí trung tâm.

Khi va chạm xảy ra, cảm biến túi khí xác định mức độ va chạm và ngay lập tức gửi tín hiệu về bộ điều khiển. Nếu mức độ va chạm vượt quá giá trị quy định, bộ điều khiển sẽ kích hoạt ngòi nổ nằm trong bộ thổi túi khí. Ngòi nổ đốt chất mồi lửa và hạt tạo khí để tạo ra một lượng khí lớn trong thời gian cực ngắn. Khí này ngay lập tức làm phồng túi khí để giảm tác động lên người trên xe, đồng thời nó cũng thoát nhanh ra theo các lỗ xả phía sau túi khí để làm giảm lực tác động lên hành khách và đảm bảo tầm quan sát cho người lái.

Minh họa nguyên lý hoạt động và kích nổ của túi khí trên ôtô.

Khung xe hấp thụ xung lực

Gần đây các hãng xe đã nghiên cứu và ứng dụng hệ thống túi khí cả người ngồi ở băng ghế sau, bên hông... Đặc biệt, các hãng xe còn nghiên cứu và thiết kế bộ khung gầm xe có khả năng hấp thụ xung lực khi xảy ra va chạm. Nghĩa là để bảo vệ người trên xe khi có va đập, điều quan trọng là phải giữ cho cabin ít hư hỏng nhất, phải giảm thiểu sự xuất hiện các va đập khác gây ra bởi sự dịch chuyển của người lái và hành lý trong cabin.

Với khung gầm kiểu mới, thân xe sẽ hấp thụ và phân tán lực va đập thông qua biến dạng các phần đằng trước và đằng sau của thân xe. Qua đó hạn chế tối đa sự biến dạng cấu trúc cabin, giúp giảm thiểu chấn thương cho người ngồi trên.

Khi xe đâm vào xe khác hoặc vật thể cố định, nó dừng lại rất nhanh nhưng không phải ngay lập tức. Ví dụ nếu khi xe đâm vào barie cố định với vận tốc 50 km/giờ, bị đâm ở phía đầu xe thì xe chỉ dừng lại hoàn toàn sau khoảng 0,1 giây hoặc hơn một chút. Ở thời điểm va đập, ba đờ sốc trước ngừng dịch chuyển nhưng phần còn lại của xe vẫn dịch chuyển với vận tốc 50 km/giờ. Xe bắt đầu hấp thụ năng lượng va đập và giảm tốc độ vì phần trước của xe bị ép lại. Trong quá trình va đập, khoang hành khách bắt đầu chuyển động chậm lại hoặc giảm tốc nhưng hành khách vẫn tiếp tục chuyển động lao về phía trước với vận tốc như vận tốc ban đầu trong khoang xe. Nếu người lái và hành khách không đeo dây an toàn, họ sẽ tiếp tục chuyển động với vận tốc 50 km/giờ cho đến khi họ va vào các vật thể trong xe.

Nếu người lái và hành khách đeo dây an toàn thì tốc độ dịch chuyển của họ sẽ giảm dần và do đó giảm được lực va đập tác động lên cơ thể họ. Túi khí sẽ giúp giảm nhiều khả năng va đập của mặt, đầu và ngực với vô lăng.

Những trường hợp túi khí không nổ

Theo ý kiến của các chuyên gia Mercedes-Benz, Ford, Toyota…, hệ thống túi khí phía trước được thiết kế để kích hoạt (nổ) khi xe chuyển động với vận tốc khoảng 20-25 km/giờ và xe đâm trực diện vào vật thể cố định không biến dạng.

Nếu mức độ va đập thấp hơn giới hạn thiết kế thì các túi khí phía trước có thể không nổ. Tuy nhiên, ngưỡng tốc độ này sẽ cao hơn đáng kể nếu xe đâm vào vật thể như xe đang đỗ, cột mốc - là những vật thể có thể dịch chuyển hoặc biến dạng khi va đập, hoặc khi xe va đập vào những vật thể nằm dưới mũi xe và sàn xe, hoặc khi xe đâm vào gầm xe tải.

Cũng theo thiết kế, hầu hết các túi khí phía trước sẽ không nổ: nếu xe va đập từ bên hông sườn, bị húc từ phía sau, xe bị lật hoặc bị đâm trực diện nhưng với tốc độ thấp.

Như vậy, điều đầu tiên giúp bạn luôn an toàn khi lái xe là phải thắt đai an toàn, chạy đúng tốc độ quy định và chấp hành nghiêm luật giao thông… Mọi hệ thống hỗ trợ an toàn khác chỉ mang tính thụ động mà thôi.

PHI NGUYỄN