Túi khí trên ô tô: Lịch sử phát triển và nguyên lý hoạt động

Túi khí ra đời khi nào?

Hệ thống túi khí trên ô tô có tên tiếng Anh là Supplemental Restraint System, được viết tắt “SRS”. Hệ thống túi khí trên ô tô là một thiết bị an toàn, giữ vai trò hạn chế va đập bổ sung, giúp bảo vệ người lái và hành khách, giảm thiểu các chấn thương khi gặp phải các tình huống va chạm mạnh.

Ra đời từ những năm 50 ở thế kỷ trước và sau nhiều lần cải tiến, đến năm 1971 túi khí mới chính thức được trang bị trên ô tô và kể từ năm 1998, hệ thống túi khí trên ô tô đã trở thành tiêu chuẩn bắt buộc phải có trong tất cả các dòng xe mới, chính thức được thương mại hóa trên thị trường xe hơi.

Kể từ đó đến nay, thiết bị này đã cứu được mạng sống của hàng triệu người sử dụng ô tô, cũng như góp phần làm giảm tỷ lệ chấn thương cho người ngồi trong xe sau những vụ va chạm.

Trong sách hướng dẫn sử dụng đi kèm với mỗi chiếc xe mới trước khi giao đến tay người dùng, các nhà sản xuất đều mô tả chi tiết về túi khí, thể hiện bộ phận này được cấu thành từ 3 chi tiết chính gồm: túi chứa khí, hệ thống tạo khí và bộ cảm biến va chạm.

Chất liệu tạo nên túi khí được làm từ một loại vải co giãn hoặc bằng một vật liệu đảm bảo được khả năng thu gọn và dễ dàng bung ra khi cần thiết. Khi xảy ra va chạm, toàn bộ hệ thống túi khí trên ô tô được bơm phồng lên trong khoảng thời gian cực ngắn (tính bằng mili giây), cùng lúc dây an toàn siết lại, giữ người ngồi không lao về phía trước, để ngăn va đập giữa người trong xe với các vật thể bên trong.

Tại sao có dây đai an toàn nhưng vẫn cần túi khí?

Khi xảy ra va chạm với xe khác hay đâm vào một vật thể cố định thì xe sẽ đứng lại rất nhanh nhưng không lập tức. Ví dụ, khi đầu xe đâm vào hàng ráo chắn cố định hoặc đuôi một chiếc xe đứng yên với vận tốc 50 km/h, thì xe chỉ hoàn toàn dừng lại sau khoảng cách trên dưới 0,1 giây. Tại thời điểm va đập, phía trước của xe bị dừng đột ngột nhưng phần còn lại của xe vẫn tiếp tục dịch chuyển với vận tốc 50 km/h do lực quán tính, trong đó có khoang cabin xe.

Lúc này, trong quá trình va đập khoang cabin bắt đầu giảm tốc, tuy nhiên hành khách vẫn tiếp tục chuyển động lao về phía trước với vận tốc như vận tốc ban đầu trong khoang xe. Chính vì thế, nếu không có các trang bị bảo vệ thì việc chuyển động với vận tốc 50 km/h sẽ khiến người ngồi trong xe bị va chạm với các vật thể trong xe (kính trước, bảng tablo… Trong trường hợp này, nếu cả người lái và hành khách phía trước đã đeo dây an toàn thì tốc độ dịch chuyển của họ sẽ giảm dần, đồng nghĩa với việc giảm được lực va đập tác động lên cơ thể.

Tuy nhiên, đối với những va đập mạnh (vận tốc trên 20 km/h) thì dây an toàn không thể đảm bảo 100% khả năng bảo vệ và chống va đạp. Chỉ với một lực nhỏ, hàng khách vẫn có thể bị va đập vào các vật thể trong xe. Nếu không có dây dai an toàn và túi khí, người ngồi trong xe có thể xuyên thủng kính lái và bay ra khỏi cabin khi chiếc xe không may bị tai nạn. Do đó, túi khí kết hợp với dây đai an toàn sinh ra để ngăn chặn điều đó, đồng thời giúp giảm khả năng va đập của mặt và đầu, cũng như hấp thụ một phần lực va chạm.

Hệ thống túi khí trên ô tô hoạt động như thế nào?

Hệ thống túi khí trên ô tô gồm các cảm biến va chạm, gia tốc, tốc độ và áp lực phanh,... để nhận biết mức độ nguy hiểm của một tình huống vận hành nhất định. Khi bộ điều khiển nhận thấy các thông số vượt quá giá trị quy định thì ngòi nổ trong bộ thổi khí sẽ đánh lửa để đốt chất mồi lửa và hạt tạo khí bơm đầy túi khí. Toàn bộ quá trình trên chỉ mất khoảng 50 miligiây.

Ngay khi bơm đầy khí để ngăn va chạm giữa người và các vật thể, túi khí lập tức được xả hơi qua các lỗ phía sau nhằm hấp thụ va chạm đó. Thể tích trung bình của một túi khí cho người lái là khoảng 55 lít. Trong khi đó, túi khí cho hành khách lại to hơn đáng kể khi có thể chứa đến 120 lít khí khi bung ra.

Mỗi loại túi khí ở các vị trí khác nhau sẽ có cách hoạt động và thời điểm kích hoạt riêng. Túi khí rèm cửa sẽ chỉ bung khi xảy ra va chạm ở phần hông xe, trong khi túi khí phía trước sẽ được kích hoạt với mọi tác động đủ lớn lên đầu xe khi đang vận hành.

Túi khí chỉ phát huy tác dụng được một lần, nên sau khi túi khí bung, chủ sở hữu buộc phải trang bị lại bộ phận này để an tâm cho những lần va chạm kế tiếp nếu không may xảy đến. Bên cạnh đó, túi khí chỉ được kích hoạt ở thời điểm xảy va chạm trong điều kiện người ngồi trong xe có thắt dây đai an toàn đúng cách.

Có mấy loại túi khí

Hiện nay trên thị trường có khá nhiều loại túi khí được sử dụng. Mỗi loại sẽ có những đặc điểm riêng và được lắp đặt tại các vị trí trên xe khác nhau như phía trước, bên hông, phía sau,...

Cụ thể, túi khí phía trước là loại túi khí phổ biến và được lắp đặt nhiều nhất. Phía trước trở thành mối đe dọa của nhiều tài xế và hành khách trong xe, khi va chạm mạnh theo phản xạ tự nhiên phần đầu và ngực sẽ bị đập mạnh vào kính trước. Khi đó, sử dụng túi khí phía trước có tác dụng bảo vệ phần đầu và phần ngực người ngồi khi xe va chạm trực diện. Túi khí sẽ được kích hoạt trong phạm vi góc đâm thường từ 30 độ tính về cả hai bên đầu xe. Thiết bị được kích nổ nếu mức độ va đập ở phía trước vượt quá giới hạn khi va chạm vào các vật thể cố định và không biến dạng.

Túi khí sườn là túi khí được lắp đặt ở vị trí có thể bảo vệ được phần sườn ngang đầu và ngang ngực từ bên hông khi có va chạm mạnh xảy ra trên xe. Túi khí sẽ được kích hoạt khi có tác động từ 2 bên thân xe hoặc khi nhiệt độ trong xe đạt ngưỡng trên 150 độ C.

Tiếp đến là túi khí đầu gối được lắp đặt để bảo vệ phần đầu gối của người ngồi trên xe khi có va chạm xảy ra. Túi khí trên dây đai an toàn có tác dụng bảo vệ phần ngực của người ngồi khi xảy ra va chạm Ngoài ra, còn có túi khí trần xe (thường được trang bị trên các xe hạng sang) được lắp đặt ở phần trần bên trên xe, sẽ được kích hoạt để bảo vệ phần đầu của người ngồi khi xe xảy ra va chạm mạnh.

Xem thêm: Lỗi hộp điều khiển túi khí, 255 xe Toyota Raize bị triệu hồi sữa chữa