Túi khí – phao cứu sinh trên xe hơi

Tôi chắc rằng đa số mọi người trong thời điểm đó sẽ cầu nguyện cho túi khí bung ra kịp thời để cứu mạng bạn. Đó có lẽ là chiếc phao cứu sinh duy nhất mà bạn có để đảm bảo sự sinh tồn.

Ngày nay, hầu như mọi chiếc xe được sản xuất ra trên thế giới đều được trang bị túi khí, họa hoằn chỉ có những chiếc xe “đời tám hoánh” mới không có trang bị an toàn này. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về cấu tạo cũng như hoạt động của túi khí từ lúc bung ra, căng phồng bảo vệ người lái cho tới lúc xẹp đi nhanh chóng.

Cấu tạo và hoạt động

Túi khí là trang bị duy nhất trên xe hơi chỉ được sử dụng một lần, khi bắt đầu hoạt động cũng là lúc nó sẽ tự làm hỏng chính nó. Va chạm dù là chính diện hay bên sườn đều sẽ kích hoạt một loạt các cảm biến của xe bao gồm: cảm biến gia tốc, cảm biến va chạm, cảm biết áp suất sườn, cảm biến áp suất phanh, con quay hồi chuyển, cảm biến trên ghế.

Tất cả những cảm biến này đều kết nối tới bộ điều khiển túi khí ACU – bộ não đặc biệt của hệ thống túi khí. Khi nhận ra thời điểm triển khai hoạt động của túi khí hợp lý, ACU bắt đầu kích hoạt việc bơm phồng các túi khí.

Khi hệ thống khí nén dùng để làm căng phồng túi khí có vẻ không hiệu quả như mong muốn, các kĩ sư đã nảy ra ý tưởng khá hay, họ thiết kế hệ thống làm phồng túi khí dựa trên nguyên tắc làm việc của tên lửa đẩy. Mỗi túi khí 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 nylon.

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. Ban đầu, các hoá chất sử dụng trong túi khí bị e ngại ảnh hưởng tới sức khoẻ con người, nhưng ngày nay nghi ngờ đó đã biết mất, hệ thống túi hiện tại chỉ gây ra vài kích ứng nhẹ ở cổ họng và mắt.

Lắp đặt

Lần đầu tiên túi khí bên thành xe và túi khí bảo vệ vai được đưa vào danh mục tuỳ chọn là vào năm 1995 ở mẫu Volvo 850. Ba năm sau đó, chính phủ liên bang Mỹ yêu cầu trang bị túi khí kép phía trước bảo vệ hai người ngồi hàng ghế đầu cho tất cả các dòng xe ôtô chở người. Tới năm 2006, Honda mới đưa túi khí vào trang bị cho mô tô.

Trên xe hơi, phổ biến nhất vẫn là lắp túi khí ở phía trước người lái và hành khách, trên mặt vô lăng và táp lô. Túi khí có thể căng phồng trong khoảng thời gian rất nhỏ để ngăn ngừa hành khách va đập vào các chi tiết của nội thất khi xảy ra va chạm từ những vụ va chạm có tính chất vừa phải cho tới nghiêm trọng. Ở những va chạm chính diện tốc độ thấp, hệ thống túi khí tiên tiến cung cấp những mức độ bảo vệ khác nhau bằng cách bơm phồng túi khí với áp suất ít hơn hoặc không kích hoạt túi khí phía trước.

Loại túi khí phổ biến thứ hai là túi khí gắn bên sườn xe – side airbag (SAB) – hiển nhiên chỉ hoạt động khi có va chạm ở bên sườn thân xe, khi đó SAB sẽ bảo vệ đầu và vai tránh được chấn thương. SAB có tất cả ba loại chính: túi khí bảo vệ khu vực ngang ngực, túi khí bảo vệ khu vực ngang đầu và loại cuối cùng là kết hợp bảo vệ hai khu vực trên. Cục an toàn giao thông đường bộ Mỹ NHTSA tính trung bình có tới 60% số người tử vong trong các va chạm bên sườn có nguyên nhân do bị chấn thương sọ não. Khi so sánh những chiếc xe không trang bị SAB với những chiếc xe có trang bị, NHTSA cũng ước tính rằng mỗi năm có tới 976 người được cứu sống nếu có túi khí sườn và 932 người sẽ gặp tai nạn nghiêm trọng nếu thiếu đi túi khí này.

Ngoài túi khí trước và túi khí sườn, một vài loại túi khí khác ít được biết đến như túi khí đầu gối mà Mercedes-Benz trang bị cho mẫu SLR McLaren hay túi khí mành phía sau được Toyota giới thiệu trong mẫu iQ vào năm 2008. Ngoài ra Toyota cũng giới thiệu túi khí trung tâm phía sau vào năm 2009 để bảo vệ người ngồi sau trong trường hợp gặp phải các va chạm bên sườn xe. Trên một số mẫu xe hiện đại ngày nay còn được trang bị cả túi khí bên ngoài kính lái nhằm cứu mạng cho người bị va chạm với xe hơi.