Điều gì giúp túi khí ô tô bung chỉ trong 30 mili giây?

Trong nhiều vụ tai nạn, người ngồi trên xe chỉ nhận thấy túi khí sau khi nó bung, thậm chí đã bắt đầu xẹp xuống. Toàn bộ quá trình diễn ra quá nhanh để có thể quan sát rõ bằng mắt thường.

Theo Bosch, túi khí có thể được bơm căng trong khoảng 30 mili giây, tương đương 0,03 giây. Trong khoảnh khắc ấy, hệ thống phải nhận diện nguy hiểm, phát lệnh và đưa khí vào một túi vải vốn đang gấp gọn trong xe.

Cuộc chạy đua với chuyển động của cơ thể

Khi ô tô đâm vào chướng ngại vật và giảm tốc đột ngột, cơ thể người ngồi bên trong vẫn có xu hướng tiếp tục chuyển động về phía trước do quán tính. Nếu không được giữ lại và giảm tốc phù hợp, đầu, ngực có thể va vào vô lăng, bảng táp-lô hoặc những bộ phận cứng khác.

Túi khí phải tạo được lớp đệm trước khi điều đó xảy ra. Khoảng thời gian rất ngắn giữa va chạm và thời điểm cơ thể có thể chạm vào nội thất chính là lý do túi khí cần bung với tốc độ cao.

Khi kết hợp với dây an toàn được cài đúng cách, túi khí giúp làm chậm chuyển động lao về phía trước, giảm nguy cơ chấn thương đầu và ngực.

Thời gian nhận diện va chạm, phát lệnh kích hoạt và bơm căng là những giai đoạn khác nhau; thông số còn phụ thuộc thiết kế hệ thống và vị trí bảo vệ.

Cơ quan An toàn giao thông đường bộ Mỹ (NHTSA) mô tả túi khí được bơm căng trong chưa tới 1/20 giây, tức dưới 50 mili giây. Túi khí bên hông cần hoạt động nhanh hơn vì khoảng cách giữa người ngồi và phần hông xe nhỏ hơn.

Túi khí bên thường triển khai trong 10-20 mili giây đầu của một vụ va chạm bên hông. Hệ thống gần như không có thời gian chờ đợi khi bộ phận bảo vệ chỉ cách cơ thể một khoảng ngắn.

Xe phân biệt cú phanh gấp với tai nạn như thế nào?

Tốc độ bung nhanh chỉ có ý nghĩa khi túi khí được kích hoạt đúng tình huống. Một cú phanh, rung xóc hoặc va quệt nhẹ không thể bị đánh đồng với tai nạn nghiêm trọng.

Theo Bosch, bộ điều khiển phân tích dữ liệu từ các cảm biến gia tốc, áp suất và chuyển động quay để đánh giá tình huống. Trong hệ thống hãng mô tả, thuật toán có thể xử lý dữ liệu trong khoảng 10 mili giây nhằm phân biệt phanh xe, va vào ô tô đang đỗ, leo lên lề đường với va chạm nghiêm trọng hoặc nguy cơ lật.

Khi cần thiết, hệ thống phát lệnh kích hoạt túi khí và bộ căng đai an toàn phù hợp. Các túi khí có thể được triển khai riêng lẻ tùy tình huống, thay vì đồng loạt bung trong mọi vụ tai nạn.

NHTSA cho biết việc túi khí có hoạt động hay không phụ thuộc nhiều yếu tố, gồm hướng và đặc điểm va chạm, thiết kế hệ thống, vị trí cảm biến. Do đó, chỉ nhìn phần vỏ xe móp méo chưa đủ để kết luận túi khí đáng lẽ phải bung.

Bí mật nằm trong bộ tạo khí

Để phồng lên trong vài chục mili giây, túi khí không sử dụng máy bơm hút không khí từ bên ngoài như khi bơm lốp. Nguồn tạo khí hoặc khí nén được chuẩn bị sẵn trong một cụm thiết bị nhỏ gọn.

Theo nhà cung cấp công nghệ an toàn ô tô ZF LIFETEC, với loại sử dụng chất sinh khí, tín hiệu điện kích hoạt bộ mồi, khiến các viên chất sinh khí cháy có kiểm soát. Phản ứng nhanh chóng tạo lượng khí cần thiết để làm phồng túi.

Quá trình phát ra tiếng động lớn nên thường được gọi là “nổ túi khí”. Tuy nhiên, cơ chế hoạt động này là sự cháy được kiểm soát, không phải vụ nổ phá hủy bộ chứa.

Ngoài thiết kế trên, còn có bộ sử dụng khí nén và loại kết hợp. Ở dạng kết hợp, cơ cấu kích hoạt mở nguồn khí lưu trữ sẵn để nạp nhanh vào túi. Công nghệ tạo khí vì thế có thể khác nhau giữa các hệ thống.

Áp suất tăng làm túi bung ra, mở nắp che theo đường được thiết kế sẵn. Chiếc túi gấp gọn trong vô lăng hoặc bảng táp-lô nhanh chóng trở thành lớp đệm giữa cơ thể và nội thất.

Sau khi triển khai, túi khí phía trước bắt đầu xẹp. Đây là một phần của thiết kế, đồng thời giúp người lái khôi phục tầm nhìn và khả năng thao tác sau va chạm.

Tuy nhiên, không phải loại nào cũng xẹp nhanh như vậy. Một số túi khí rèm phục vụ bảo vệ khi xe lật có thể giữ căng từ 10 giây trở lên, hỗ trợ bảo vệ người ngồi qua nhiều vòng lật và hạn chế nguy cơ văng ra ngoài.

Chính tốc độ bung rất cao cũng khiến tư thế ngồi trở nên quan trọng. Người ngồi quá sát túi khí có thể bị chấn thương khi nó triển khai. NHTSA nhấn mạnh túi khí là hệ thống bảo vệ bổ sung, cần hoạt động cùng dây an toàn; nó không thay thế việc thắt dây đúng cách.