Chương 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TÚI KHÍ TRÊN Ô TÔ 1. Tổng quan về hệ thống túi khí trên ô tô 1. Khái quát lịch sử và quá trình phát triển của hệ thống túi khí Để bảo vệ người và hành lý trên xe khi va đập, điều quan trọng là phải giữ cho ca bin bị hư hỏng ít nhất đồng thời phải giảm thiểu sự xuất hiện các va đập thứ cấp gây ra bởi sự dịch chuyển của người lái và hành lý trong ca bin. Để thực hiện được điều này người ta sử dụng khung xe có cấu trúc hấp thụ được tác động của lực va đập, đai an toàn, túi khí SRS,.
Túi khí bung ra Túi khí của ôtô được làm từ một loại màng nylông mỏng, bền và có khả năng co giãn để khi được bơm phồng lên lúc xe có va chạm, nó trở thành một tấm đệm êm bảo vệ cho phần đầu và cơ thể của hành khách trên xe. Có một số thuật ngữ được dùng cho hệ thống túi khí an toàn như hệ thống hạn chế va đập (SIR) hay hệ thống túi khí bổ sung (SRS). Vào năm 1951, ông John W. Hetrick, một thủy thủ sau khi về hưu đã phát minh ra hệ thống túi khí.
Công nghệ túi khí an toàn lúc đầu được sử dụng trên ôtô lấy từ hệ thống trên máy bay vào thập kỷ 40 của thế kỷ 20. Ý tưởng của những chiếc túi khí lấy từ ruột của những quả bóng đá, sau đó bơm đầy khí nén vào bên trong. Hệ thống sơ khai này khá lớn được xem là tương đương với hệ thống túi khí hiện đại ngày nay. GVHD: NGUYỄN NGỌC TÚ 2 SVTH: HỒ HỮU THÀNH TRƯỜNG ĐH SPKT VINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 1.
Túi khí ở vô lăng lái của hãng xe Hyundai Những túi khí mang tính thương mại đầu tiên được bán ra thị trường vào những năm 1970. Vào thời kỳ này, người điều khiển xe không bị bắt buộc phải thắt dây an toàn và túi khí được coi là bộ phận thay thế cho dây an toàn. Vào năm 1971, hãng Ford đã giới thiệu một hệ thống túi khí thực nghiệm và sau đó trở thành hãng xe đầu tiên sử dụng rộng rãi hệ thống này trên các sản phẩm của mình. Năm 1973 đến lượt General Motors cho ra đời hệ thống túi khí mới, hệ thống túi khí hai giai đoạn được lắp trên các dòng xe Chevrolet của hãng này.
Lúc đó hệ thống này được hiểu như là một hệ thống làm giảm nhẹ các va đập khi xảy ra va chạm. Có một điểm khác điểm quan trọng giữa hệ thống túi khí sơ khai và hệ thống túi khí ngày nay đó là cụm túi khí dành cho hành khách phía trước được lắp ở đáy táplô để bảo vệ đầu gối thay vì được lắp trong khoang để găng tay để bảo vệ toàn bộ cơ thể. Hệ thống túi khí ban đầu này sau đó được được tăng cường và được thay thế bởi hệ thống túi khí SRS. Nó được giới thiệu lần đầu tiên vào năm 1980 trên dòng xe S-Class của hãng Mercedes-Benz.
Dây an toàn cũng được lắp vào để tạo lực kéo lúc tai nạn xảy ra và hỗ trợ tối đa, giảm lực va đập cùng với túi khí. Năm 1987 hãng Porsche đã lần đầu tiên giới thiệu ra thị trường dòng xe có lắp túi khí dành cho hành khách phía trước. Cụm túi khí chính được lắp dưới đệm vô lăng bao gồm túi khí bằng nylông, bộ thổi khí và đệm vô lăng. Trong trường hợp có va đập mạnh hay tai nạn xảy ra, GVHD: NGUYỄN NGỌC TÚ 3 SVTH: HỒ HỮU THÀNH TRƯỜNG ĐH SPKT VINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP cảm biến túi khí được kích hoạt do sự giảm tốc đột ngột.
Một dòng điện đi vào ngòi nổ nằm trong bộ thổi khí để kích nổ túi khí. Tia lửa lan nhanh ngay lập tức tới các hạt tạo khí và tạo ra một lượng lớn khí Nitơ. Khí này đi qua bộ lọc và được làm mát trước khi sang túi khí. Sau đó vì khí giãn nở làm xé rách lớp ngoài của mặt vô lăng và túi khí tiếp tục bung ra để làm giảm va đập tác dụng vào đầu nguời lái.
Những cách lắp đặt túi khí Lần đầu tiên túi khí bên thành xe và túi khí bảo vệ vai được vào danh mục tuỳ chọn là vào năm 1995 ở mẫu Volvo 850. Ba năm sau đó, chính phủ liên 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. Nói về cách lắp đặt túi khí, việc lắp túi khí phía trước là cách phổ biến nhất. 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. Một số vị trí lắp đặt túi khí trên xe ô tô 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 ước GVHD: NGUYỄN NGỌC TÚ 4 SVTH: HỒ HỮU THÀNH TRƯỜNG ĐH SPKT VINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP tính trong những va chạm bên sườn có ít nhất một người tử vong và 60% những nạn nhân đó mất mạng do bị chấn 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. Nhiệm vụ của túi khí Hệ thống túi khí thường được coi là một phương tiện an toàn của xe hơi.
Túi khí có nhiệm vụ ngăn không cho người ngồi trong xe va chạm vào các vật trong nội thất và nhờ đó giảm được mức độ chấn thương cho người ngồi trong xe khi túi khí hoạt động. Tác dụng nổi bật của túi khí: - Giảm thiểu các rủi ro tai nạn liên quan đến con người - Giảm các chấn thương ở vùng đầu, cổ, ngực và mặt của người lái, khách ngồi kế bên khi xe bị va chạm từ phía trước. Túi khí hoạt động bảo vệ người ngồi trong xe Trong trường hợp tai nạn, một dòng điện được gởi tới hệ thống sau đó sẽ sản sinh ra khí gas thông qua một lỗ đặt đằng sau cụm bơm túi khí, ngay lập tức GVHD: NGUYỄN NGỌC TÚ 5 SVTH: HỒ HỮU THÀNH TRƯỜNG ĐH SPKT VINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP bơm phồng túi khí lên. Lúc đó túi khí sẽ bảo vệ người ngồi trong xe tránh các va chạm vào các vật trong cabin.
Nhưng các túi khí bên tài và bên phụ thì không thể nào ngăn chặn được các va đập đồng thời ở bên hông xe và phía sau. Vùng bảo vệ hành khách khi xe đươc trang bị túi khí và đai an toàn 1. Tổng quan về hệ thống đai an toàn 1. Khái quát lịch sử phát triển của hệ thống đai an toàn Vào năm 1930: Một số bác sĩ Mỹ trang bị cho chiếc xe của mình với thắt lưng đùi và bắt đầu thúc giục nhà sản xuất để cung cấp cho họ trong tất cả các xe mới.
1954: Xe thể thao Câu lạc bộ của Mỹ yêu cầu trình điều khiển cạnh tranh để đeo dây an lòng. 1955: Hội Kỹ sư Ôtô (SAE) bổ nhiệm Ủy ban đai ghế xe ô tô. 1956: Volvo đưa ra thị trường 2 điểm chéo ngực dây chéo như một phụ kiện. Ford và Chrysler cung cấp thắt lưng đùi trước như tùy chọn trên một số mô hình.
Chiến dịch quảng cáo của Ford tập trung trên thắt lưng. 1957: Volvo cung cấp neo cho băng chéo 2 điểm ở phía trước. 1959: Volvo giới thiệu vành đai 3 điểm trước như là tiêu chuẩn ở Thụy Điển. 1962: Nhà sản xuất Mỹ cung cấp neo dây an toàn ở phía ngoài phía trước như là tiêu chuẩn.
Họ tiết lộ rằng một cuộc khảo sát đầu tiên của hiệu quả của họ GVHD: NGUYỄN NGỌC TÚ 6 SVTH: HỒ HỮU THÀNH TRƯỜNG ĐH SPKT VINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ở Anh cho thấy họ sẽ làm giảm khả năng tử vong và thương tích nghiêm trọng giảm 60%. 1963: Volvo giới thiệu vành đai 3 điểm trước như là tiêu chuẩn tại Mỹ 1964: Hầu hết các nhà sản xuất Mỹ cung cấp thắt lưng đùi tại các vị trí ghế trước. 1965: Nó sẽ trở thành bắt buộc để phù hợp với dây an toàn ở phía trước của chiếc xe được xây dựng ở châu Âu. 1987: Dây an toàn phía sau cần phải được trang bị cho chiếc xe mới.
1989: Đeo dây an toàn phía sau trở thành bắt buộc đối với trẻ em dưới 14 tuổi. Nhiệm vụ của đai an toàn Đai an toàn là một trong những phương tiện cơ bản bảo vệ người lái và hành khách ngồi trong xe. Đeo dây an toàn sẽ giúp cho người lái và hành khách không bị văng ra khỏi xe trong quá trình va đập đồng thời cũng giảm thiểu sự xuất hiện va đập thứ cấp trong cabin. Nếu xét về giá trị thì đai an toàn chỉ là thiêt bị có giá trị rất nhỏ nhưng xét về tầm quan trọng để bảo vệ tính mạng của người ngồi trong xe thì đai an toàn lại có giá trị đứng vào hàng đầu.
Một dây an toàn có hiệu quả kiểm soát sự di chuyển của những người cư ngụ trong không gian cabin và được thiết kế để giảm thiểu tác động trên ngực. Dây an toàn được thiết kế để duy trì sự thoải mái trong một ổ đĩa bình thường, nhưng họ sẽ chắc chắn hạn chế người cư ngụ trong một vụ va chạm.