Túi khí trên ôtô hoạt động thế nào?

Túi khí trên ôtô được sinh ra để giảm thiểu và hạn chế những chấn thương nghiêm trọng khi có va chạm xảy ra. Dư luận vẫn chưa hết bàng hoàng bởi sự cố túi khí Takata trên toàn cầu nhưng đây vẫn luôn là một hệ thống an toàn cơ bản và cần thiết trên mỗi xe ôtô.

Trong ngành công nghiệp ôtô, túi khí lần đầu tiên được áp dụng vào năm 1941. Phát minh của kỹ sư người Đức tên Walter Linderer và được cấp bằng sáng chế vào cuối năm 1953. Tuy nhiên, do thời gian bơm không đủ nhanh để đảm bảo an toàn nên thiết bị của Linderer không còn hữu ích. Ba tháng sau đó, phát minh tương tự của John W. Hetrick, kỹ sư kiêm lính hải quân Mỹ, được chấp nhận tại quốc gia này.

Vị trí các túi khí trên xe Toyota, mẫu bán ra tại thị trường nội địa với vô-lăng bên phải.

Chất liệu tạo nên túi khí cho xe hơi là loại vải co giãn hoặc một vật liệu đảm bảo được khả năng thu gọn lại trong các vị trí cần thiết trên xe và dễ dàng bung ra khi cần thiết. Trong tình huống xảy ra va chạm, túi khí được bơm phồng gần như ngay lập tức với thời gian chỉ tính bằng mili giây, bảo vệ các bộ phận quan trọng trên cơ thể người trên xe.

Để có phản ứng nhanh nhạy và chính xác của hệ thống bơm, một hệ thống cảm biến được sử dụng để nhận biết những yếu tố cần thiết để bung thiết bị. Do sau khi xảy ra va chạm, các bộ phận trong xe sẽ biến dạng và di chuyển, va đập lẫn nhau nên các cảm biến này đều được lập trình cẩn thận để ghi nhận lực một cách chính xác.

Ký hiệu SRS tại những vị trí đặt túi khí trên xe dường như đã trở nên quen thuộc nhưng không phải ai cũng hiểu ý nghĩa. Đây là tên của loại thiết bị giảm va đập bổ sung, trang bị kết hợp với dây an toàn để giảm thiểu tối đa chấn thương cơ thể.

Hình ảnh thực tế cho thấy khi các túi khí được bơm phồng.

Sau khi va chạm xảy ra, dây an toàn giúp hãm dần vận tốc theo quán tính của người ngồi trong xe và do đó giảm lực tác động lên người họ. Túi khí SRS đồng thời giúp hạn chế khả năng va đập của vùng đầu với các vật thể khác trong xe và hấp thụ một phần lực ảnh hưởng tới người lái và hành khách.

Hệ thống này trải qua 3 giai đoạn chính kể từ khi xe gặp va chạm cho đến khi túi khí bung. Đầu tiên, hệ thống điều khiển chính (ACU) điều khiển các cảm biến va chạm, gia tốc, tốc độ và áp lực phanh,... để nhận biết mức độ ảnh hưởng. Khi con số này vượt quá giá trị quy định thì ngòi nổ trong bộ thổi mới đánh lửa.

Tiếp theo, ngòi nổ sản sinh dòng điện có cường độ từ 1A đến 3A trong vòng dưới 2 mili giây để đốt chất mồi lửa và hạt tạo khí để tạo ra lượng khí lớn trong thời gian ngắn. Cuối cùng, túi khí được bơm căng để giảm tác động lực người ngồi trên xe và ngay lập tức khí đó thoát ra ở các lỗ xả phía sau.

Không phải túi khí nào cũng sẽ bung khi ôtô xảy ra va chạm mà trong mỗi trường hợp nhất định, loại phù hợp mới được kích hoạt. Với mỗi loại túi khí bố trí ở các vị trí khác nhau lại có một quy chuẩn hoạt động riêng để đảm bảo cho người trên xe luôn ở trong điều kiện an toàn nhất.

Các trường hợp va chạm mà túi được hoặc không được kích hoạt:

Theo mũi tên chỉ hướng va chạm: màu đỏ đậm - túi khí nổ, đỏ nhạt - có thể nổ, màu trắng - túi khí không nổ.

Đối với túi khí người lái và hành khách:

Hệ thống túi khí SRS phía trước được thiết kế để kích hoạt ngay nhằm đáp ứng với những va đập nghiêm trọng phía trước. Thiết bị sẽ nổ nếu mức độ va đập phía trước vượt quá giới hạn thiết kế, tương đương với vận tốc va đập khoảng 20 – 25 km/h khi va đập trực diện vào vật thể cố định không biến dạng.

Túi khí phía trước sẽ không nổ, nếu xe va đập ở bên sườn hoặc phía sau, hoặc xe bị lật, hoặc va đập phía trước với tốc độ thấp.

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

Túi khí phía trước có thể nổ nếu xảy ra va đập nghiêm trọng phía gầm xe.

Đối với túi khí bên và túi khí bên phía trên:

Những thiết bị này (chỉ ở phía trước) được thiết kế để hoạt động khi xe bị đâm mạnh từ bên sườn. Khi xe bị va đập chéo hoặc trực diện ở sườn xe nhưng không ở khu vực khoang hành khách, các thiết bị này có thể không nổ.

Va đập mạnh từ bên sườn kích hoạt túi khí bên và túi khí bên phía trên.

Những túi khí này bung khi phần khoang xe bị đâm từ bên sườn hoặc tai sau của xe. Khi xe va đập trực diện hoặc chéo vào thành bên nhưng không thuộc khu vực khoang hành khách, thì các thiết bị này có thể không nổ.

Lưu ý khi giảm va đập cho trẻ nhỏ:

Không bao giờ lắp hệ thống giảm va đập cho trẻ nhỏ quay về phía sau ghế vì lực bung nhanh của túi khí có thể khiến trẻ bị thương hoặc tử vong. Phải bố trí hệ thống giảm va đập cho trẻ nhỏ hướng ra phía trước trên ghế hành khách trước. Luôn dịch sát ghế ra phía sau vì lực bung ra của túi khí có thể làm trẻ bị thương nặng hoặc có thể tử vong.