duongdx_na
Tài xế O-H
Như chúng ta đã biết thì an toàn thụ động là các hệ thống giúp giảm thiểu thương vong cho người lái và hành khách khi xảy ra tai nạn. Trong đó vai trò của hệ thống túi khí là hết sức quan trọng.
Vậy hệ thống túi khí là gì? hoạt động như thế nào?
Lịch sử:
Bước tiến đầu tiên của túi khí ngày nay được dẫn dắt bởi ông John W. Hetrick, một kĩ sư kiêm lính hải quân từ những năm 50. Sau vụ tai nạn của gia đình vợ chồng Hetrick và con gái, ông đã nghĩ tới một thiết bị có thể ngăn ngừa hành khách bị va đập với chiếc xe khi xảy ra va chạm.
Với thiết bị của mình, ông nhận bằng sáng chế vào năm 1953 cho một cái gọi là “đệm an toàn sản xuất cho xe”. Cũng trong thời gian đó, nhà phát minh người Đức có tên Walter Linderer cũng nhận một bằng sáng chế cho mẫu thiết kế tương tự. Sản phẩm của ông Linderer sử dụng hệ thống khí nén được kích hoạt bởi chính người lái hoặc khi xảy ra va chạm ở cản trước ôtô.
Với hai sáng chế trên, Hãng Ford và GM bắt đầu kết hợp chúng với một chiếc túi có thể bơm phồng, nhưng họ bắt đầu phải đối mặt với hai vấn đề lớn. Đầu tiên là việc làm cách nào để hệ thống trên phát hiện ra va chạm và bơm phồng túi khí trong khoảng thời gian chớp nhoáng. Vấn đề thứ hai là bản thân túi khí cũng là tác nhân gây thương tích thứ cấp cho hành khách.
Hai vấn đề trên không được giải quyết cho tới cuối những năm 1960 khi việc phát triển túi khí thực sự có những tiến bộ. Người có trách nhiệm phát triển hệ thống túi khí là một kĩ sư cơ khí ở Mỹ có tên Allen K. Breed. Ông đã phát minh ra thứ được coi như túi khí cơ-điện đầu tiên của ngành công nghiệp xe hơi, đó là hệ thống túi khí có sử dụng các cảm biến nhận biết va chạm. Chẳng bao lâu sau ông Breed cũng có thêm một phát triển quan trọng khác: Túi khí sẽ xuất hiện các lỗ hở khi bơm căng, mục đích là giảm nguy cơ chấn thương thứ cấp bằng cách giảm sự căng cứng của túi khí.
Ngay sau đó, Ford xây dựng một loạt các thí nghiệm túi khí vào năm 1971, General Motors đưa ra các thử nghiệm túi khí cho những mẫu xe Chevrolet vào năm 1973 nhưng những mẫu xe này chỉ được chính phủ sử dụng. Năm 1973 đánh dấu mẫu xe dân dụng chở khách đầu tiên có trang bị túi khí, dấu son này xuất hiện ở mẫu Toronado 1973 của hãng Oldsmobile. Một năm sau đó, Buick, Cadillac, và Oldsmobile đưa hệ thống túi khí kép vào danh mục tuỳ chọn cho hầu hết những mẫu xe full-size của họ. Ở châu Âu, hãng Mercedes-Benz cũng lần đầu tiên đưa túi khí vào trong danh mục trang bị tuỳ chọn cho dòng S-Class.
Tuy nhiên, quan niệm và cách ứng dụng túi khí của các hãng xe tại Đức và Mỹ cũng có đôi chút khác biệt. Trong khi Ford và GM coi túi khí như là một thiết kế thay thế đai an toàn thì Mercedes-Benz lại tích hợp cả túi khí và đai an toàn vào xe nhằm ngăn ngừa chấn thương một cách hiệu quả hơn.
Các vị trí có thể được lắp túi khí:
- Túi khí phía trước, bao gồm người lái và hành khách phía trước.
- Túi khí rèm
- Túi khí bên hông
- Túi khí đầu gối người lái và hành khách phía trước
- ...
Hoạt động của hệ thống túi khí:
Túi khí chỉ được sử dụng một lần, khi hoạt động nó sẽ tự làm hỏng chính nó. Va chạm chính diện hay bên sườn đều 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 cùng kết nối chặt chẽ tới bộ điều khiển túi khí ACU – bộ não đặc biệt của hệ thống túi khí. Bộ phận này sẽ quyết định triển khai hoạt động túi khí theo cách hợp lý nhất. Khi nhận ra thời điểm triển khai hoạt động của túi khí hợp lý, ACU bắt đầu bơm phồng các túi khí.
Về phương pháp hoạt động, khi hệ thống khí nén dùng để làm căng phồng túi khí có vẻ như không thực tế và không hiệu quả, 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 NaN3, KNO3, SiO2 và túi vải pha nylon chứa hơi. 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 nitrogen (ni tơ) bơm căng túi khí.
Tốc độ nổ túi khí là rất nhanh (khoảng từ 10 đến 40 phần nghìn giây) nhờ 3 phản ứng hóa học lần lượt như sau:
(1) 2 NaN3 → 2 Na + 3 N2
(2) 10 Na + 2 KNO3 → K2O + 5 Na2O + N2
(3) K2O + Na2O + 2 SiO2 → K2O3Si + Na2O3Si
Phản ứng hóa học cuối cùng chỉ dùng để loại bỏ K2O và Na2O sản sinh trong phản ứng trước đó. Chúng tác dụng với SiO2 để tạo ra các hợp chất vô hại.
Sau khi đã đỡ được hành khách khỏi va chạm, túi khí sẽ tự động xả hơi nhanh chóng để không làm kẹt hành khách trong xe.
Sự kích nổ túi khí phụ thuộc vào 2 yếu tố cơ bản sau:
· Lực va đập của xe ( gây nên gia tốc giảm dần của xe)
· Vùng và hướng va đập (điểm và hướng va chạm xuất phát đầu tiên)
Trên hầu hết xe Ford và một số hãng xe khác, túi khí sẽ được kích nổ khi gia tốc giảm dần tối thiểu là 2 G (G: gia tốc trọng trường) hoặc lực va đập tối thiểu tương đương với trường hợp xe đạt tốc độ khoảng 25 Km/h va chạm trực diện vào bức tường bê tông cố định.
.
Do đó, trong một số trường hợp, sau khi bị tai nạn, vẻ ngoài xe trông bị hư hỏng rất nhiều nhưng túi khí không nổ vì gia tốc giảm dần của xe chưa đạt giới hạn cho phép để kích nổ túi khí. Với những trường hợp này, hệ thống dây đai an toàn đã đủ để giữ hành khách tránh khỏi những chấn thương nghiêm trọng.
Vì vậy, trong tất cả các hướng dẫn sử dụng của tất cả các hãng sản xuất xe đều yêu cầu hành khách luôn đeo dây đai an toàn khi ngồi trên xe. Đây cũng là luật lệ bắt buộc của nhiều nước trên thế giới trong đó có Việt Nam.
Túi khí phía trước và túi khí đầu gối:
Các hình ảnh giải thích sau cho thấy Túi khí Phía trước sẽ bị kích hoạt:
1. Xe tông vào bức tường bê tông cố định ở tốc độ >25Km/h.
2. Vùng va đập trực diện từ phía trước tính từ Tâm của xe
3. Tông thẳng vào gờ, vệt va đập tiếp xúc hết phần đầu xe, nơi bố trí dầm chính chịu lực
4. Xe bị rơi xuống hố và đầu của xe va vào phần gờ phía xa hơn.
5. Xe lao đầu mạnh trực diện xuống đất hay lao xuống vực.
Các hình ảnh giải thích các trường hợp hạn chế việc Bung các túi khí Phía trước
1. Xe tông thẳng vào trụ điện
2. Tông vào gầm xe tải
3. Tông vào tường ở phần hông gần đầu xe
Các điều kiện sau đây không kích hoạt túi khí Phía trước (không bung):
1. Hai xe chạy cùng chiều tông vào nhau
2. Xe bị lật
3. Tông ngang hông (Không Bung túi khí phía trước – Bung túi khí bên hông nếu lực va chạm vượt giá trị giới hạn)
Túi khí rèm và bên hông:
Các túi khí bên và túi khí rèm sẽ được kích hoạt (nổ) trong trường hợp xe bị va đập mạnh quá ngưỡng thiết kế: cường độ lực tương ứng với lực va đập được tạo ra bởi một xe khác nặng 1500kg đang chạy với tốc độ khoảng từ 20 đến 30km/giờ đâm vào cabin xe bạn heo hướng vuông góc với xe.
Túi khí bên và túi khí rèm (nếu có) sẽ không hoạt động nếu như xe va chạm trong những trường hợp sau:
- Xe bị va chạm từ phía bên ở một góc nghiêng, hoặc va chạm từ phía bên với vị trí va chạm nằm ngoài khoang hành khách
- Xe bị va chạm từ phía trước hoặc phía sau, hoặc lật xe, hoặc va chạm từ phía bên ở tốc độ thấp.
Hơn tất cả trên đây chỉ là lý thuyết, trên thực tế có một số hãng ở Việt Nam theo như em biết thì xe rất bền và túi khí cũng rất rất bền, xe nát bét đầu túi khí không hỏng
))))))))))
Túi Khí và Dây Đai An Toàn:
Trong các va chạm không đủ yếu tố để kích nổ túi khí, người lái và hành khách vẫn được bảo vệ tránh các chấn thương nghiêm trọng bằng hệ thống dây đai an toàn. Trong các va chạm đủ để kích nổ túi khí, dây đai an toàn cũng đóng vai trò rất quan trọng trong việc phối hợp với hệ thống túi khí để bảo vệ an toàn cho hành khách. Luôn thắt dây đai an toàn khi ngồi trên xe.
· Tư thế ngồi điều khiển xe đúng với dây đai an toàn. Ngồi sát vào lưng ghế không nghiêng quá 30 độ
· Tác dụng của dây đai an toàn khi phối hợp với túi khí khi va chạm.
Không thắt đai an toàn, túi khí có thể không bảo vệ hiệu quả hành khách thậm chí có thể gây chấn thương.
Một số chú ý quan trọng khi sử dụng xe có trang bị túi khí:
· Không để trẻ em ở hàng ghế trước có trang bị túi khí.
Để trẻ em theo hình bên sẽ làm chấn thương thậm chí tử vong cho trẻ khi kích nổ túi khí
Nên để trẻ em ở hàng ghế phía sau như hình bên
·
Ngồi quá gần túi khí hoặc đặt tay hoặc chân lên túi khí thì đặc biệt nguy hiểm. Túi khí nổ với tốc độ cực nhanh với lực rất mạnh. Chấn thương nghiêm trọng có thể sảy ra nếu có ai đó quá gần với túi khí khi nổ. Ngưới lái nên luôn nắm lấy vành ngoài của tay lái. Hành khách nên luôn để hai chân trên sàn. Hành khách nên chỉnh ghế ngồi xa khỏi túi khí càng xa càng tốt và luôn ngồi ngay trên ghế, tựa lưng vào lưng ghế và thắt dây đai an toàn một cách ngay ngắn.
Khi đèn cảnh báo hệ thống túi khí bật sáng hoặc chớp liên tục khi xe đang chạy bình thường, hệ thống theo dõi đang báo cho người lái xe biết hệ thống túi khí đang có sai hỏng và cần mang xe đến trạm dịch vụ uỷ quyền để được kiểm tra ngay khi có thể.
Bài viết còn nhiều thiếu sót, mong các bác chỉ giáo thêm
Em có sưu tầm được một bộ tài liệu về túi khí, bác nào muốn tìm hiểu sâu hơn xin mời tải tài liệu bên dưới ạ
Vậy hệ thống túi khí là gì? hoạt động như thế nào?
Lịch sử:
Bước tiến đầu tiên của túi khí ngày nay được dẫn dắt bởi ông John W. Hetrick, một kĩ sư kiêm lính hải quân từ những năm 50. Sau vụ tai nạn của gia đình vợ chồng Hetrick và con gái, ông đã nghĩ tới một thiết bị có thể ngăn ngừa hành khách bị va đập với chiếc xe khi xảy ra va chạm.
Với thiết bị của mình, ông nhận bằng sáng chế vào năm 1953 cho một cái gọi là “đệm an toàn sản xuất cho xe”. Cũng trong thời gian đó, nhà phát minh người Đức có tên Walter Linderer cũng nhận một bằng sáng chế cho mẫu thiết kế tương tự. Sản phẩm của ông Linderer sử dụng hệ thống khí nén được kích hoạt bởi chính người lái hoặc khi xảy ra va chạm ở cản trước ôtô.
Với hai sáng chế trên, Hãng Ford và GM bắt đầu kết hợp chúng với một chiếc túi có thể bơm phồng, nhưng họ bắt đầu phải đối mặt với hai vấn đề lớn. Đầu tiên là việc làm cách nào để hệ thống trên phát hiện ra va chạm và bơm phồng túi khí trong khoảng thời gian chớp nhoáng. Vấn đề thứ hai là bản thân túi khí cũng là tác nhân gây thương tích thứ cấp cho hành khách.
Hai vấn đề trên không được giải quyết cho tới cuối những năm 1960 khi việc phát triển túi khí thực sự có những tiến bộ. Người có trách nhiệm phát triển hệ thống túi khí là một kĩ sư cơ khí ở Mỹ có tên Allen K. Breed. Ông đã phát minh ra thứ được coi như túi khí cơ-điện đầu tiên của ngành công nghiệp xe hơi, đó là hệ thống túi khí có sử dụng các cảm biến nhận biết va chạm. Chẳng bao lâu sau ông Breed cũng có thêm một phát triển quan trọng khác: Túi khí sẽ xuất hiện các lỗ hở khi bơm căng, mục đích là giảm nguy cơ chấn thương thứ cấp bằng cách giảm sự căng cứng của túi khí.
Ngay sau đó, Ford xây dựng một loạt các thí nghiệm túi khí vào năm 1971, General Motors đưa ra các thử nghiệm túi khí cho những mẫu xe Chevrolet vào năm 1973 nhưng những mẫu xe này chỉ được chính phủ sử dụng. Năm 1973 đánh dấu mẫu xe dân dụng chở khách đầu tiên có trang bị túi khí, dấu son này xuất hiện ở mẫu Toronado 1973 của hãng Oldsmobile. Một năm sau đó, Buick, Cadillac, và Oldsmobile đưa hệ thống túi khí kép vào danh mục tuỳ chọn cho hầu hết những mẫu xe full-size của họ. Ở châu Âu, hãng Mercedes-Benz cũng lần đầu tiên đưa túi khí vào trong danh mục trang bị tuỳ chọn cho dòng S-Class.
Tuy nhiên, quan niệm và cách ứng dụng túi khí của các hãng xe tại Đức và Mỹ cũng có đôi chút khác biệt. Trong khi Ford và GM coi túi khí như là một thiết kế thay thế đai an toàn thì Mercedes-Benz lại tích hợp cả túi khí và đai an toàn vào xe nhằm ngăn ngừa chấn thương một cách hiệu quả hơn.
Các vị trí có thể được lắp túi khí:
- Túi khí phía trước, bao gồm người lái và hành khách phía trước.
- Túi khí rèm
- Túi khí bên hông
- Túi khí đầu gối người lái và hành khách phía trước
- ...
Hoạt động của hệ thống túi khí:
Túi khí chỉ được sử dụng một lần, khi hoạt động nó sẽ tự làm hỏng chính nó. Va chạm chính diện hay bên sườn đều 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 cùng kết nối chặt chẽ tới bộ điều khiển túi khí ACU – bộ não đặc biệt của hệ thống túi khí. Bộ phận này sẽ quyết định triển khai hoạt động túi khí theo cách hợp lý nhất. Khi nhận ra thời điểm triển khai hoạt động của túi khí hợp lý, ACU bắt đầu bơm phồng các túi khí.
Về phương pháp hoạt động, khi hệ thống khí nén dùng để làm căng phồng túi khí có vẻ như không thực tế và không hiệu quả, 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 NaN3, KNO3, SiO2 và túi vải pha nylon chứa hơi. 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 nitrogen (ni tơ) bơm căng túi khí.
Tốc độ nổ túi khí là rất nhanh (khoảng từ 10 đến 40 phần nghìn giây) nhờ 3 phản ứng hóa học lần lượt như sau:
(1) 2 NaN3 → 2 Na + 3 N2
(2) 10 Na + 2 KNO3 → K2O + 5 Na2O + N2
(3) K2O + Na2O + 2 SiO2 → K2O3Si + Na2O3Si
Phản ứng hóa học cuối cùng chỉ dùng để loại bỏ K2O và Na2O sản sinh trong phản ứng trước đó. Chúng tác dụng với SiO2 để tạo ra các hợp chất vô hại.
Sau khi đã đỡ được hành khách khỏi va chạm, túi khí sẽ tự động xả hơi nhanh chóng để không làm kẹt hành khách trong xe.
Sự kích nổ túi khí phụ thuộc vào 2 yếu tố cơ bản sau:
· Lực va đập của xe ( gây nên gia tốc giảm dần của xe)
· Vùng và hướng va đập (điểm và hướng va chạm xuất phát đầu tiên)
Trên hầu hết xe Ford và một số hãng xe khác, túi khí sẽ được kích nổ khi gia tốc giảm dần tối thiểu là 2 G (G: gia tốc trọng trường) hoặc lực va đập tối thiểu tương đương với trường hợp xe đạt tốc độ khoảng 25 Km/h va chạm trực diện vào bức tường bê tông cố định.
.
Do đó, trong một số trường hợp, sau khi bị tai nạn, vẻ ngoài xe trông bị hư hỏng rất nhiều nhưng túi khí không nổ vì gia tốc giảm dần của xe chưa đạt giới hạn cho phép để kích nổ túi khí. Với những trường hợp này, hệ thống dây đai an toàn đã đủ để giữ hành khách tránh khỏi những chấn thương nghiêm trọng.
Vì vậy, trong tất cả các hướng dẫn sử dụng của tất cả các hãng sản xuất xe đều yêu cầu hành khách luôn đeo dây đai an toàn khi ngồi trên xe. Đây cũng là luật lệ bắt buộc của nhiều nước trên thế giới trong đó có Việt Nam.
Túi khí phía trước và túi khí đầu gối:
Các hình ảnh giải thích sau cho thấy Túi khí Phía trước sẽ bị kích hoạt:
1. Xe tông vào bức tường bê tông cố định ở tốc độ >25Km/h.
2. Vùng va đập trực diện từ phía trước tính từ Tâm của xe
3. Tông thẳng vào gờ, vệt va đập tiếp xúc hết phần đầu xe, nơi bố trí dầm chính chịu lực
4. Xe bị rơi xuống hố và đầu của xe va vào phần gờ phía xa hơn.
5. Xe lao đầu mạnh trực diện xuống đất hay lao xuống vực.
Các hình ảnh giải thích các trường hợp hạn chế việc Bung các túi khí Phía trước
1. Xe tông thẳng vào trụ điện
2. Tông vào gầm xe tải
3. Tông vào tường ở phần hông gần đầu xe
Các điều kiện sau đây không kích hoạt túi khí Phía trước (không bung):
1. Hai xe chạy cùng chiều tông vào nhau
2. Xe bị lật
3. Tông ngang hông (Không Bung túi khí phía trước – Bung túi khí bên hông nếu lực va chạm vượt giá trị giới hạn)
Túi khí rèm và bên hông:
Các túi khí bên và túi khí rèm sẽ được kích hoạt (nổ) trong trường hợp xe bị va đập mạnh quá ngưỡng thiết kế: cường độ lực tương ứng với lực va đập được tạo ra bởi một xe khác nặng 1500kg đang chạy với tốc độ khoảng từ 20 đến 30km/giờ đâm vào cabin xe bạn heo hướng vuông góc với xe.
Túi khí bên và túi khí rèm (nếu có) sẽ không hoạt động nếu như xe va chạm trong những trường hợp sau:
- Xe bị va chạm từ phía bên ở một góc nghiêng, hoặc va chạm từ phía bên với vị trí va chạm nằm ngoài khoang hành khách
- Xe bị va chạm từ phía trước hoặc phía sau, hoặc lật xe, hoặc va chạm từ phía bên ở tốc độ thấp.
Hơn tất cả trên đây chỉ là lý thuyết, trên thực tế có một số hãng ở Việt Nam theo như em biết thì xe rất bền và túi khí cũng rất rất bền, xe nát bét đầu túi khí không hỏng
))))))))))Túi Khí và Dây Đai An Toàn:
Trong các va chạm không đủ yếu tố để kích nổ túi khí, người lái và hành khách vẫn được bảo vệ tránh các chấn thương nghiêm trọng bằng hệ thống dây đai an toàn. Trong các va chạm đủ để kích nổ túi khí, dây đai an toàn cũng đóng vai trò rất quan trọng trong việc phối hợp với hệ thống túi khí để bảo vệ an toàn cho hành khách. Luôn thắt dây đai an toàn khi ngồi trên xe.
· Tư thế ngồi điều khiển xe đúng với dây đai an toàn. Ngồi sát vào lưng ghế không nghiêng quá 30 độ
· Tác dụng của dây đai an toàn khi phối hợp với túi khí khi va chạm.
Không thắt đai an toàn, túi khí có thể không bảo vệ hiệu quả hành khách thậm chí có thể gây chấn thương.
Một số chú ý quan trọng khi sử dụng xe có trang bị túi khí:
· Không để trẻ em ở hàng ghế trước có trang bị túi khí.
Để trẻ em theo hình bên sẽ làm chấn thương thậm chí tử vong cho trẻ khi kích nổ túi khí
Nên để trẻ em ở hàng ghế phía sau như hình bên
·
Ngồi quá gần túi khí hoặc đặt tay hoặc chân lên túi khí thì đặc biệt nguy hiểm. Túi khí nổ với tốc độ cực nhanh với lực rất mạnh. Chấn thương nghiêm trọng có thể sảy ra nếu có ai đó quá gần với túi khí khi nổ. Ngưới lái nên luôn nắm lấy vành ngoài của tay lái. Hành khách nên luôn để hai chân trên sàn. Hành khách nên chỉnh ghế ngồi xa khỏi túi khí càng xa càng tốt và luôn ngồi ngay trên ghế, tựa lưng vào lưng ghế và thắt dây đai an toàn một cách ngay ngắn.
Khi đèn cảnh báo hệ thống túi khí bật sáng hoặc chớp liên tục khi xe đang chạy bình thường, hệ thống theo dõi đang báo cho người lái xe biết hệ thống túi khí đang có sai hỏng và cần mang xe đến trạm dịch vụ uỷ quyền để được kiểm tra ngay khi có thể.
Bài viết còn nhiều thiếu sót, mong các bác chỉ giáo thêm
Em có sưu tầm được một bộ tài liệu về túi khí, bác nào muốn tìm hiểu sâu hơn xin mời tải tài liệu bên dưới ạ
