chương 1 là tổng quan về vấn đề nghiên cứu. 10 Ở chương 2 “ Những hệ thống an toàn cơ bản” ta nghiên cứu và tìm hiểu về 12 hệ thống an toàn cơ bản được trang bị “Hầu hết” trên các xe phổ thông như túi khí, dây đai an toàn,… Ở chương 3 “ Những hệ thống an toàn nâng cao” ta nghiên cứu và tìm hiểu về 14 hệ thống an toàn được tích hợp trên những chiếc xe cao cấp hơn như hệ thống hỗ trợ đỗ xe, hỗ trợ chuyển làn,… 1.4 Phương pháp nghiên cứu Đề tài sử dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết để nghiên cứu các hệ thống an toàn trên xe ô tô. 11 CHƯƠNG 2 CÁC HỆ THỐNG AN TOÀN CƠ BẢN 2. Túi khí Tên tiếng Anh của hệ thống túi khí ô tô là Supplemental Restraint System, viết tắt là "SRS".
hệ thống túi khí trên ô tô là thiết bị an toàn có vai trò bảo vệ chống va đập người lái hành khách trên xe khi xe gặp tai nạn, giảm thiểu thương tích trong các tình huống va chạm nghiêm trọng. Túi khí được lắp ở một số nơi ẩn bên trong khoang và bộ phận của khung xe. Trong trường hợp có va chạm, túi khí bung ra ngay lập tức và để bảo vệ người lái và hành khách. Hệ thống túi khí trên ô tô hạn chế tổn thương khi va chạm mạnh Lịch sử hình thành và phát triển của hệ thống túi khí: Túi khí là một trong những hệ thống an toàn đầu tiên được phát minh cho ô tô.
Cuối năm 1953, kỹ sư người Mỹ John W. Hetrick đã được cấp bằng sáng chế cho một thiết bị được gọi là "đệm an toàn nhân tạo", nhưng do thiết bị này không thể bơm nước đủ nhanh để ứng phó với các trường hợp khẩn cấp, và trong khi không được sử dụng rộng rãi, nhà phát minh người Đức 12 Walter Lindler được cấp bằng sáng chế cho nó thiết kế tương tự năm 1967, nhà phát minh người Mỹ Alan Brad đã tạo ra thành phần chính của hệ thống túi khí ô tô, đó là cảm biến phát hiện va chạm cho chiếc ô tô điện cơ đầu tiên trên thế giới. Túi khí trở nên phổ biến vào những năm 1980 khi các nhà sản xuất xe hơi lớn bắt đầu đưa túi khí vào làm thiết bị cơ bản. Năm 1998, hệ thống túi khí trên ô tô đã trở thành tiêu chuẩn bắt buộc, tất cả các mẫu xe mới chính thức gia nhập thị trường xe hơi đều được trang bị túi khí.
Cấu tạo cơ bản của hệ thống túi khí: Trải qua nhiều năm lịch sử đổi mới, nâng cấp, hệ thống túi khí ô tô hiện đại ngày nay đã được hoàn thiện và có cấu tạo tiêu chuẩn. Hầu hết các hãng xe đều đảm bảo hệ thống túi khí trên xe đạt được cấu tạo này nhằm mang lại hiệu quả trong quá trình xe vận hành. Túi khí gồm 3 bộ phận chính: - Túi chứa khí (Airbag) - Hệ thống tạo khí (Inflator) - Bộ cảm biến va chạm (Crash Sensor) Hình 2.2 Cấu tạo 3 phần cơ bản của hệ thống túi khí trên ô tô Crash sensor- cảm biến va chạm inflator- bộ kích nổ Air bag- túi khí Nitrogen Gas- khí ga trong túi khí 13 Khi xảy ra va chạm, cả 3 bộ phận này sẽ được kích hoạt cùng với nhau ngay lập tức theo thứ tự. Mục đích cuối cùng của quá trình này là làm phồng túi khí, bảo vệ cả người và xe.
Chất liệu tạo nên túi khí cho ô tô: Để đảm bảo an toàn, chất liệu của túi khí phải được làm bằng vải đàn hồi hoặc chất liệu có thể nhanh chóng co lại và giãn nở khi cần thiết. Trong trường hợp xảy ra va chạm, toàn bộ hệ thống túi khí trên ô tô phải được triển khai trong thời gian ngắn nhất có thể (trong phần nghìn giây) để đảm bảo an toàn cho người và phương tiện. Hệ thống túi khí trên ô tô hoạt động như thế nào: Nguyên lý hoạt động của hệ thống túi khí bao gồm 3 giai đoạn chính. - Giai đoạn 1: Cảm biến trên xe sẽ đo lường tốc độ, áp lực phanh, gia tốc.
Nếu những thông số này vượt quá mức cho phép thì bộ điều khiển sẽ kích hoạt ngòi đánh lửa trong bộ thổi. - Giai đoạn 2: Ngòi nổ sinh ra dòng điện cường độ từ 1A đến 3A, đốt cháy hỗn hợp Natri và Kali Nitrat.tạo nên hàng loạt phản ứng hóa học sinh ra khí Nito, Hidro và Oxy lấp đầy túi khí. - Giai đoạn 3: Túi khí được bơm căng lên, trở thành một tấm đệm bảo vệ cho người ngồi trên xe. Sau đó, khí ga trong túi thoát ra ngoài qua các lỗ nhỏ, khiến túi khí xẹp đi.3 Nguyên lý hoạt động của hệ thống túi khí trên ô tô ( Under normal conditions là ở điều kiện bình thường, During an accident là khi tai nạn) Crash Sensor- cảm biến va chạm Control Unit- bộ điều khiển Inflator- bộ kích nổ Concealed airbag- túi khí Crash impact- tác động bên ngoài Inflated airbag- túi khí bị thổi phồng Chemical explosion- kích nổ hóa học Gas inflating the airbag- khí ga thổi túi khí Tác dụng của hệ thống túi khí trên ô tô đối với người sử dụng: Sau va chạm, dây an toàn giúp giảm vận tốc quán tính của người ngồi trên xe, do đó giảm áp lực tác động lên họ.
Các túi khí SRS giúp hạn chế khả năng xảy ra khả năng va đập của vùng đầu với các vật khác trong xe. Các loại túi khí: Nếu phân chia theo vị trí, hệ thống túi khí trên xe thường bao gồm: - Túi khí phía người lái - Túi khí gối - Túi khí phía hành khách phía trước 15 - Túi khí bên (trái, phải) - Túi khí phía bên trên (túi khí rèm) Hệ thống túi khí phía trước (cho người lái và hành khách ngồi ghế phụ) sẽ kích hoạt ngay lập tức nếu mức độ va chạm vượt quá giới hạn. Tuy nhiên, trong trường hợp tác động ở mức độ hạn thấp hơn, túi khí sẽ không bị bung ra. Túi khí bên và rèm được thiết kế để bảo vệ xe khỏi các va chạm bên hông.
Nếu phương tiện bị va chạm bên hông nhưng không nhằm vào khoang hành khách, thiết bị có thể không nổ. Khi có va chạm trực diện túi khí gối sẽ bung ra nhằm bảo vệ khớp gối người lái.4 Những vị trí đặt túi khí trên xe ô tô Tác dụng của hệ thống túi khí trên ô tô là đảm bảo sự an toàn cho cả người lái và hành khách ngồi trên xe trong trường hợp có va chạm xảy ra. Vì vậy, thiết bị được lắp đặt tại những vị trí cần thiết trong xe để thực hiện chức năng này. 16 Ngoài ra, căn cứ theo cách kích nổ bộ thổi khí có thể chia thành 2 loại cơ bản: - Túi khí loại M (cơ khí hoàn toàn) - Túi khí loại E (điện tử) Như vậy, hệ thống túi khí trên ô tô đóng vai trò quan trọng trong các tình huống va chạm, giúp giảm thiểu chấn thương cho người lái và hành khách.
Đây cũng là một trong những yếu tố quan trọng cần quan tâm Túi khí hiện là một trong các tính năng an toàn trên ô tô cơ bản nhất. Dù là xe cỡ nhỏ giá rẻ như Kia Morning, Hyundai i10, Toyota Wigo… thì cũng có ít nhất 2 túi khí cho người lái và hành khách ngồi phía trước. Các dòng xe hạng cao hơn sẽ có nhiều túi khí hơn. Dây đai an toàn Lịch sử phát triển và công dụng của dây đai an toàn Có vẻ như thắt dây an toàn đã trở thành thói quen của tất cả người lái xe ô tô, nhưng ít ai biết rằng trước khi các hệ thống an toàn tiên tiến ra đời, dây an toàn là một hệ thống an toàn, bảo vệ người lái thô sơ nhất từng được phát minh.
Dây an toàn tùy chọn được phát minh để ngăn người ngồi trên xe không bị văng hoặc lao lên phía trước khi xe dừng đột ngột .Nói cách khác dây an toàn có nhiệm vụ triệt tiêu lực quán tính. Trong trường hợp xe đang di chuyển với vận tốc 60 km/h thì bất ngờ va chạm với chướng ngại vật. Một điều chắc chắn là mọi thứ bên trong đều di chuyển với tốc độ riêng và người lái xe cũng vậy. Nếu xe đang di chuyển với vận tốc 60 km/h tại thời điểm va chạm thì có nguy cơ bị đánh tay lái (nguyên nhân tử vong của hầu hết các tài xế), và ở tốc độ 100 km/h có khả năng người ngồi đầu tiên Tác động lên kính chắn gió là rất cao và nguy cơ chấn thương đầu là khó tránh khỏi.5 Nils Bohlin người phát minh ra dây đai an toàn 3 điểm Hình 2.6 Volvo PV 54 - chiếc xe đầu tiên được trang bị dây đai an toàn ở hàng ghế trước.
Trên ô tô, ngoài hệ thống dây đai an toàn, còn có những vùng hấp thụ năng lượng va đập. Những khu vực này rất "mềm", thường ở phía trước và sau xe. Khi bạn bị đâm từ phía sau hoặc về phía trước, các khu vực này co dúm lại thay vì toàn bộ xe dừng lại đột ngột như khi va vào chướng ngại vật, khu vực này hấp thụ một phần lực tác động lên chính phần bị bẹp ở vùng bị 18 va đập. Nếu xe không dừng lại, phần đầu xe sẽ trở thành vật cản giữa cabin và chướng ngại vật.
Tuy nhiên, các khu vực bị hư hỏng phía trước và phía sau xe chỉ bảo vệ bạn khi bạn đang ở trong cabin với dây an toàn được thắt chặt. Ở Mỹ vào những năm 1950, dây an toàn lại là trang bị tùy chọn trên xe, chúng đã được bán nhưng không phải tất cả khách hàng đều tin tưởng vào chúng. Trước Volvo, có một thương hiệu xe hơi nổi tiếng khác cũng tham gia nghiên cứu sản phẩm này, đó là Mercedes-Benz. Hãng xe hơi hạng sang này đã tập trung nghiên cứu và giới thiệu dây đai an toàn hai điểm ngay từ những năm 1950, loại dây đai an toàn này nhanh chóng trở thành tiêu chuẩn trên xe hơi theo thời gian.
Dây an toàn được làm từ chất liệu mềm có nhiệm vụ giữ cơ thể cố định bằng cách tác động lên bộ phận khó trên cơ thể. Tuy nhiên, các nhà sản xuất cũng nhanh chóng nhận ra những nhược điểm nảy sinh khi sử dụng. Dây an toàn hai điểm không đủ mạnh để loại bỏ quán tính. Điều này đã được ghi nhận trong những năm đầu của ngành công nghiệp ô tô, gần 75% tài xế thiệt mạng trong các vụ tai nạn vì bị "ném".