Khám phá những bí mật về túi khí trên ôtô

Lượng khí gas lớn nén trong thể tích nhỏ buộc túi khí bung ra khỏi vô-lăng hay các vị trí lắp đặt khác với vận tốc 320 km/h, toàn bộ quá trình này diễn ra trong khoảng thời gian 0,04 giây. Tốc độ này còn nhanh hơn gấp 5 lần tốc độ chớp mắt trung bình của con người.

Túi khí lần đầu xuất hiện trên xe hơi vào những năm 1990 với tác dụng nhằm giảm thiểu chấn thương do va chạm giao thông gây nên, từ lúc ban đầu chỉ trang bị 2 túi khí cho mỗi xe hơi, đến nay có những chiếc xe được trang bị tới 14 túi khí. Cùng với đó, công nghệ túi khí cũng đã có những cải tiến vô cùng hiện đại nhằm tối ưu hóa khả năng bảo vệ người ngồi trong xe.

Về nguyên tắc kỹ thuật, túi khí hoạt động dựa trên nguyên lý lực tác động vào cảm biến va chạm đặt phía đầu hay thân xe làm bung túi khí và chỉ sử dụng được duy nhất một lần trên xe hơi và bắt buộc thay thế một khi đã bung ra.

Bộ kích hoạt túi khí

Các túi khí ban đầu được trang bị với vật liệu túi nilon dày, bơm không khí và cảm biến điện cơ học. Khi xảy ra va chạm, cảm biến va chạm ở phía đầu xe sẽ đóng mạch điện làm bơm đẩy không khí vào trong túi khí với áp suất cao làm bung túi khí giúp người ngồi trên xe không bị va trực tiếp vào vô lăng hay các chi tiết cứng trên bảng nội thất gây chấn thương nặng.

Nguyên lí làm việc cơ bản

Tuy nhiên, vì được làm bằng sợi nilon tổng hợp, túi khí sẽ bung ra với vận tốc lớn nên đôi khi sẽ khiến cho người ngồi bị thương vì chính độ bung của túi khí tạo phản lực ngược chiều với lực đâm tới. Ngoài ra, một số trường hợp túi khí bị nổ do áp lực quá căng hoặc không bung khiến cho việc bảo vệ người ngồi trên xe là vô nghĩa.

Đến năm 2006, hiệp hội các nhà sản xuất xe hơi Hoa Kỳ đã thống nhất quy định bắt buộc trang bị tối thiểu 4-8 túi khí trên xe, sử dụng hệ thống cảm biến điện tử cùng vật liệu làm túi khí mới. Đây thực sự là một bước cách mạng của trang bị bảo vệ bằng túi khí.

Các xe hiện đại đều được thử nghiệm công nghệ túi khí kĩ càng ngay từ khâu thiết kế

Từ một cảm biến gắn hông và gắn phía trước, các xe hơi hiện đại gần đây còn được trang bị cảm biến va chạm chéo, cảm biến gia tốc, cảm biến tốc độ, cảm biến áp lực, cảm biến áp suất sườn và hông xe, cảm biến vị trí ghế ngồi cũng như cảm biến lực bung của túi khí giúp bảo vệ người ngồi trong xe trong mọi tình huống va chạm từ mọi hướng, bao gồm cả việc lật xe. Tất cả cảm biến đều truyền tín hiệu về ECU và chính bộ ECU trung tâm sẽ điều khiển túi khí sao cho thương tích là tối thiểu nhất cho người ngồi trong xe.

Công nghệ vật liệu túi khí cũng thay đổi từ sợi nylon sang sợi composite tổng hợp dai và bền hơn sợi nilon gấp 20 lần, đồng thời êm hơn tới 40% trong va chạm. Ngay cả nguyên lý và cách thức túi khí hoạt động cũng được thay đổi hoàn toàn thay vì chỉ bơm khí vào.

Thử nghiệm va chạm cho túi khí luôn khắc nghiệt hơn thực tế rất nhiều lần

Mỗi túi khí khi được kích hoạt từ ECU trong tình huống va chạm sẽ được kết hợp với một “thiết bị phóng” do hệ thống điện tử điều khiển nằm trong một lớp hỗn hợp gồm Natri, Kali Nitrate dễ cháy. Khi được kích hoạt bộ điều khiển sẽ làm cháy các hợp chất trên, việc đốt cháy sẽ tạo ra các phản ứng hoá học chuyển hoá hợp chất thành khí Natri, khí Hydro, Oxy lấp đầy phần túi khí.

Lượng khí gas lớn nén trong thể tích nhỏ buộc túi khí bung ra khỏi vô-lăng hay các vị trí lắp đặt khác với vận tốc 320 km/h, toàn bộ quá trình này diễn ra trong khoảng thời gian 0,04 giây. Tốc độ này còn nhanh hơn gấp 5 lần tốc độ chớp mắt trung bình của con người.

Giai đoạn cuối cùng của túi khí sau khi bung là xẹp hơi, quá trình này cũng diễn ra ngay lập tức sau khi quá trình bơm phồng hoàn thành. Lượng khí ga sẽ thoát ra ngoài thông qua các lỗ thông hơi trên bề mặt túi khí, điều này cũng giúp cho người bị tai nạn tránh được các chấn thương bởi các tác động lớn. Một hiệu ứng khác của việc xẹp là xuất hiện các hạt bụi, đó chủ yếu là bột ngô và bột tan có tác dụng bôi trơn túi khí. Tuy nhiên với công nghệ hóa chất hiện đại thì những nguyên liệu bôi trơn túi khí này đã bị thay thế bằng vật liệu dạng gel thân thiện với môi trường và không gây kích ứng với người sử dụng.

Ngày nay rất nhiều xe hơi được trang bị thêm túi khí bảo vệ đầu gối

Ngày nay với công nghệ hiện đại, xe hơi hiện đại còn được trang bị túi khí đầu gối cho người lái và người ngồi trước, túi khí tựa ghế cho người ngồi sau và túi khí trần trong trường hợp lật xe. Cá biệt một số dòng xe còn có cả túi khí cản trước và túi khí kính chắn gió để bảo vệ người bị đâm khỏi những chấn thương nghiêm trọng.