cpsmartyboy
Pearl
Túi khí có thể được định nghĩa là một tấm đệm được bơm căng khí và đóng vai trò như một hệ thống an toàn cho người ngồi trên xe hơi.
Ngày nay, túi khí là một trong những thiết bị an toàn được sử dụng nhiều nhất trên ô tô, cùng với dây đai an toàn. Trên thực tế, Quốc hội Mỹ đã thông qua luật vào năm 1991, yêu cầu các nhà sản xuất ôtô phải lắp đặt túi khí ở hai bên ghế trước của ô tô con và xe tải nhẹ.
Luật có hiệu lực vào năm 1998, mặc dù General Motors đã bán chiếc xe đầu tiên có túi khí chở khách từ năm 1973, một phiên bản đặc biệt của Oldsmobile Impala và được trang bị túi khí để tránh cách vụ tai nạn từ phía trước.
Từ năm 1975, túi khí bên người lái cũng trở thành trang bị tùy chọn trên những chiếc Oldsmobiles, Cadillac và Buicks cỡ lớn. Năm 1987, Porsche 944 Turbo trở thành chiếc xe đầu tiên trang bị tiêu chuẩn túi khí cho người lái và hành khách.
Theo Cục An toàn Giao thông Đường cao tốc Quốc gia Mỹ (NHTSA), túi khí phía trước đã cứu sống hơn 50.000 người từ năm 1987 đến năm 2017.
Mặc dù đúng là việc triển khai thế hệ túi khí đầu tiên có thể gây hại cho một số người nếu va chạm với vận tốc thấp. Nhưng các cảm biến hiện đại và các công nghệ hỗ trợ khác đã giúp việc triển khai túi khí an toàn hơn nhiều.
Ngày nay túi khí có thể giảm ít nhất tới 30% nguy cơ tử vong khi va chạm xe hơi.
Túi khí được lắp vào tap-lo để bảo vệ hành khách phía trước và bên trong vô-lăng để bảo vệ người lái. Túi khí sẽ được thiết kế ẩn phía bên trong và chỉ bung ra cho đến khi các cảm biến xác định được đã đến lúc cần phải bung túi khí ra và nhanh chóng kích hoạt bộ phận đánh lửa để thổi phồng túi khí trong tích tắc. Sau đó, quá trình xẹp hơi sẽ tự động bắt đầu khi khí được thoát ra ngoài qua các lỗ thông hơi nhỏ.
Túi khí bên hông xe là các túi khí được bung ra từ hai bên hông xe, thường là từ cửa xe, tựa lưng của ghế hoặc trên nóc xe. Có những túi khí bên trên được thiết kế để bảo vệ đầu, những túi khí khác được thiết kế để bảo vệ ngực hoặc cả hai. Mục đích là tạo thành một tấm đệm giữa người ngồi trong xe và các vật thể có thể gây thương tích cho người ngồi bên trong nếu xảy ra tai nạn.
Túi khí phía trước trung tâm hoặc túi khí phía xa sẽ bung ra giữa cả hai hàng ghế trước của xe để ngăn người lái và hành khách phía trước va chạm với nhau khi có va chạm bên hông hoặc khi lật xe. Túi khí trung tâm phía trước được General Motors tạo ra vào năm 2013.
Túi khí phía sau nằm ở phía sau của ghế trước. Không giống như túi khí phía trước, túi khí phía sau phồng lên nhanh chóng nhưng một phần để chúng không bung ra quá mạnh mẽ khi có trẻ em ở ghế sau. Nguy cơ chấn thương liên quan đến túi khí có thể được giảm thiểu nếu các túi khí được bung ra đúng cách.
Ngoài ra còn có các túi khí ở giữa và cửa sổ sau. Những túi khí này nhằm mục đích bảo vệ những người ngồi ở hàng ghế sau khi va chạm từ phía sau.
Túi khí đầu gối là túi khí được đặt bên dưới vô lăng, chúng sẽ bung từ phía dưới vô-lăng để tránh bị thương khi va chạm ở phía dưới
Hetrick từng làm việc cho Hải quân Mỹ là người được ghi nhận đã phát minh ra túi khí, mặc dù sáng tạo của ông không thu hút sự quan tâm của các công ty xe hơi vào thời điểm đó. Kỹ sư người Đức Walter Linderer đã nhận được bằng sáng chế vào năm 1953 cho túi khí của ông cũng dựa trên một hệ thống khí nén.
Trên thực tế, túi khí của Hetrick khá kém hiệu quả vì nó sử dụng khí nén để thổi phồng và khí nén không thể thổi phồng đủ nhanh để bảo vệ người ngồi trên xe khi xảy ra tai nạn thực sự. Hơn nữa, cơ chế được kích hoạt bởi tác động của lò xo khiến nó không đạt độ chính xác cao.
Năm 1967, một kỹ sư người Mỹ tên là Allen K. Breed đã tạo ra cơ chế ball-in-tube giúp phát hiện va chạm và thay thế cho cơ chế của Hetrick. Thiết kế bao gồm một cảm biến cơ điện với một quả cầu thép được gắn vào một ống bằng nam châm. Khi được kích hoạt, hệ thống này gây ra vụ nổ natri azit làm túi khí phồng lên nhanh hơn nhiều so với khí nén.
Ngành công nghiệp túi khí được cho đã bắt đầu với phát minh của Allen K. Breed, mặc dù việc triển khai thực tế túi khí trên xe hơi phải kéo dài tới những năm 70 của thế kỷ trước. Thêm vào đó, công nghệ này cũng đã bị các nhà sản xuất xe hơi nước Mỹ ngó lơ trong vài năm vì họ không mấy quan tâm đến chúng.
Trên thực tế, Ford và GM đã dành nhiều năm vận động hành lang để chống lại các yêu cầu về túi khí và cho rằng chúng không khả thi. Thế nhưng sau đó các hãng này đã nhận ra sự cần thiết của chúng và bắt đầu cung cấp lại vào khoảng năm 1984.
Nếu ACU phát hiện một vụ va chạm thông qua các cảm biến này, nó sẽ “ra lệnh” cho bộ khởi động đốt cháy chất nổ rắn hoặc chất nổ hóa học nằm bên trong bộ bơm túi khí. Hầu hết các túi khí sử dụng natri azit (NaN3), kali nitrat (KNO3) và silicon dioxide.
Khi đốt cháy, natri azit bị phân hủy tạo ra khí nitơ và kim loại natri, sau đó phản ứng với kali nitrat để giải phóng nhiều nitơ hơn. Cả hai phản ứng đều tỏa nhiệt, sinh ra nhiệt lượng lớn, nitơ nóng sau đó làm phồng túi khí. Toàn bộ quá trình chỉ mất khoảng 1/25 giây. Khi khí nguội đi và tản ra qua các lỗ thông hơi, túi khí sẽ xẹp xuống.
Vải của túi khí cũng có thể được phủ bằng tinh bột ngô hoặc bột tan để dễ lắp ráp, giữ cho chúng mềm dẻo và luôn được bôi trơn trước khi sử dụng. Vật liệu túi khí phủ silicone hoặc urethane không cần thêm lớp phủ tấm chắn nhiệt.
Bộ phận bơm hơi, có chứa chất nổ thúc đẩy cháy để tạo ra phản ứng hóa học và thổi túi khí. Nó thường được làm bằng thép không gỉ hoặc nhôm đúc. Bộ phận bơm hơi cũng chứa các bộ lọc kim loại giúp bịt kín chất đẩy vào bộ bơm. Các bộ lọc này cũng thường được làm bằng thép không gỉ, tạo thành một lưới thép.
Có thể thấy bên trong túi khí là cả một cơ chế phức tạp để bảo vệ người trên xe. Những sáng tạo trước đây từng bị coi là thừa thãi và không khả thi nay lại trở thành thứ bảo vệ mạng sống cho chính chúng ta.
Nguồn: Interestingengineering
Luật có hiệu lực vào năm 1998, mặc dù General Motors đã bán chiếc xe đầu tiên có túi khí chở khách từ năm 1973, một phiên bản đặc biệt của Oldsmobile Impala và được trang bị túi khí để tránh cách vụ tai nạn từ phía trước.
Từ năm 1975, túi khí bên người lái cũng trở thành trang bị tùy chọn trên những chiếc Oldsmobiles, Cadillac và Buicks cỡ lớn. Năm 1987, Porsche 944 Turbo trở thành chiếc xe đầu tiên trang bị tiêu chuẩn túi khí cho người lái và hành khách.
Theo Cục An toàn Giao thông Đường cao tốc Quốc gia Mỹ (NHTSA), túi khí phía trước đã cứu sống hơn 50.000 người từ năm 1987 đến năm 2017.
Mặc dù đúng là việc triển khai thế hệ túi khí đầu tiên có thể gây hại cho một số người nếu va chạm với vận tốc thấp. Nhưng các cảm biến hiện đại và các công nghệ hỗ trợ khác đã giúp việc triển khai túi khí an toàn hơn nhiều.
Ngày nay túi khí có thể giảm ít nhất tới 30% nguy cơ tử vong khi va chạm xe hơi.
Túi khí là gì?
Túi khí là một thiết bị an toàn bao gồm một tấm đệm tự động bung ra trong tích tắc khi va chạm, làm chậm chuyển động về phía trước của người lái xe hoặc hành khách và ngăn chặn tác động của người ngồi trên xe lên vô lăng, bảng đồng hồ hoặc kính chắn gió. Nó được coi là một hệ thống bổ sung cho sự hạn chế của dây an toàn. Nhưng tất nhiên túi khí không thể thay thế công năng của dây an toàn.
Các loại túi khí trên xe hơi
Túi khí phía trước là loại túi khí phổ biến nhất. Chúng thường bung ra từ vô lăng hoặc tap-lo giúp bảo vệ người lái và hành khách phía trước khỏi các va chạm trực diện. Nhưng do thiết kế, những loại túi khí này không thể bảo vệ trước các va chạm ở bên hông hoặc khi lật xe nên các túi khí bên hông xe đã ra đời.Túi khí bên hông xe là các túi khí được bung ra từ hai bên hông xe, thường là từ cửa xe, tựa lưng của ghế hoặc trên nóc xe. Có những túi khí bên trên được thiết kế để bảo vệ đầu, những túi khí khác được thiết kế để bảo vệ ngực hoặc cả hai. Mục đích là tạo thành một tấm đệm giữa người ngồi trong xe và các vật thể có thể gây thương tích cho người ngồi bên trong nếu xảy ra tai nạn.
Túi khí phía sau nằm ở phía sau của ghế trước. Không giống như túi khí phía trước, túi khí phía sau phồng lên nhanh chóng nhưng một phần để chúng không bung ra quá mạnh mẽ khi có trẻ em ở ghế sau. Nguy cơ chấn thương liên quan đến túi khí có thể được giảm thiểu nếu các túi khí được bung ra đúng cách.
Ngoài ra còn có các túi khí ở giữa và cửa sổ sau. Những túi khí này nhằm mục đích bảo vệ những người ngồi ở hàng ghế sau khi va chạm từ phía sau.
Túi khí đầu gối là túi khí được đặt bên dưới vô lăng, chúng sẽ bung từ phía dưới vô-lăng để tránh bị thương khi va chạm ở phía dưới
Ai là người phát minh ra túi khí trên ôtô?
Lịch sử của túi khí bắt đầu vào năm 1952 khi kỹ sư người Mỹ John W. Hetrick nộp bằng sáng chế cho “cụm đệm an toàn cho xe ô tô”.Hetrick từng làm việc cho Hải quân Mỹ là người được ghi nhận đã phát minh ra túi khí, mặc dù sáng tạo của ông không thu hút sự quan tâm của các công ty xe hơi vào thời điểm đó. Kỹ sư người Đức Walter Linderer đã nhận được bằng sáng chế vào năm 1953 cho túi khí của ông cũng dựa trên một hệ thống khí nén.
Trên thực tế, túi khí của Hetrick khá kém hiệu quả vì nó sử dụng khí nén để thổi phồng và khí nén không thể thổi phồng đủ nhanh để bảo vệ người ngồi trên xe khi xảy ra tai nạn thực sự. Hơn nữa, cơ chế được kích hoạt bởi tác động của lò xo khiến nó không đạt độ chính xác cao.
Năm 1967, một kỹ sư người Mỹ tên là Allen K. Breed đã tạo ra cơ chế ball-in-tube giúp phát hiện va chạm và thay thế cho cơ chế của Hetrick. Thiết kế bao gồm một cảm biến cơ điện với một quả cầu thép được gắn vào một ống bằng nam châm. Khi được kích hoạt, hệ thống này gây ra vụ nổ natri azit làm túi khí phồng lên nhanh hơn nhiều so với khí nén.
Ngành công nghiệp túi khí được cho đã bắt đầu với phát minh của Allen K. Breed, mặc dù việc triển khai thực tế túi khí trên xe hơi phải kéo dài tới những năm 70 của thế kỷ trước. Thêm vào đó, công nghệ này cũng đã bị các nhà sản xuất xe hơi nước Mỹ ngó lơ trong vài năm vì họ không mấy quan tâm đến chúng.
Trên thực tế, Ford và GM đã dành nhiều năm vận động hành lang để chống lại các yêu cầu về túi khí và cho rằng chúng không khả thi. Thế nhưng sau đó các hãng này đã nhận ra sự cần thiết của chúng và bắt đầu cung cấp lại vào khoảng năm 1984.
Túi khí hoạt động như thế nào?
Túi khí hiện đại hoạt động với một loại bộ điều khiển điện tử cụ thể được gọi là Bộ điều khiển túi khí (ACU). ACU giám sát và xử lý tín hiệu của một số cảm biến, chẳng hạn như cảm biến va đập, cảm biến tốc độ bánh xe, cảm biến áp suất phanh, con quay hồi chuyển, gia tốc kế, v.v., để xác định xem nên bung túi khí vào thời điểm nào.
Nếu ACU phát hiện một vụ va chạm thông qua các cảm biến này, nó sẽ “ra lệnh” cho bộ khởi động đốt cháy chất nổ rắn hoặc chất nổ hóa học nằm bên trong bộ bơm túi khí. Hầu hết các túi khí sử dụng natri azit (NaN3), kali nitrat (KNO3) và silicon dioxide.
Khi đốt cháy, natri azit bị phân hủy tạo ra khí nitơ và kim loại natri, sau đó phản ứng với kali nitrat để giải phóng nhiều nitơ hơn. Cả hai phản ứng đều tỏa nhiệt, sinh ra nhiệt lượng lớn, nitơ nóng sau đó làm phồng túi khí. Toàn bộ quá trình chỉ mất khoảng 1/25 giây. Khi khí nguội đi và tản ra qua các lỗ thông hơi, túi khí sẽ xẹp xuống.
Túi khí được làm bằng gì?
Túi khí hầu hết được làm bằng vải nylon dệt mỏng và thường được phủ một lớp chắn nhiệt để giữ cho chúng không bắt lửa trong quá trình bung ra.Vải của túi khí cũng có thể được phủ bằng tinh bột ngô hoặc bột tan để dễ lắp ráp, giữ cho chúng mềm dẻo và luôn được bôi trơn trước khi sử dụng. Vật liệu túi khí phủ silicone hoặc urethane không cần thêm lớp phủ tấm chắn nhiệt.
Bộ phận bơm hơi, có chứa chất nổ thúc đẩy cháy để tạo ra phản ứng hóa học và thổi túi khí. Nó thường được làm bằng thép không gỉ hoặc nhôm đúc. Bộ phận bơm hơi cũng chứa các bộ lọc kim loại giúp bịt kín chất đẩy vào bộ bơm. Các bộ lọc này cũng thường được làm bằng thép không gỉ, tạo thành một lưới thép.
Có thể thấy bên trong túi khí là cả một cơ chế phức tạp để bảo vệ người trên xe. Những sáng tạo trước đây từng bị coi là thừa thãi và không khả thi nay lại trở thành thứ bảo vệ mạng sống cho chính chúng ta.
Nguồn: Interestingengineering
