[An toàn] Hệ thống túi khí ô tô (phần 1)

Hệ thống điều khiển túi khí ô tô (SRS). Kí hiệu túi khí SRS là viết tắt tiếng anh của Supplemental Restraint System

Lực tác động của một vụ va chạm

Theo định luật thứ nhất của Newton, một vật thể đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động với cùng tốc độ và cùng hướng trừ khi bị tác động bởi một lực không cân bằng. Xu hướng tự nhiên của các đối tượng là tiếp tục làm những gì chúng đang làm. Tất cả các đối tượng chống lại những thay đổi trong trạng thái chuyển động của chúng. Trong trường hợp không có lực không cân bằng, một vật đang chuyển động sẽ duy trì trạng thái chuyển động này. Đây được gọi là quy luật quán tính. Quy luật quán tính thường gặp nhất khi đi trên ô tô. Trên thực tế, xu hướng tiếp tục chuyển động của các vật thể đang chuyển động là nguyên nhân phổ biến của nhiều loại tai nạn – ở cả cường độ nhỏ và lớn. Ví dụ, hãy xem xét một cái thang được buộc vào đầu của một chiếc xe tải sơn. Khi xe tải di chuyển trên đường, thang chuyển động cùng với nó. Bị buộc chặt vào xe tải, thang có cùng trạng thái chuyển động với xe tải. Khi xe tải tăng tốc, thang tăng tốc cùng với nó; khi xe tải giảm tốc, thang giảm tốc cùng với nó; và khi xe tải duy trì tốc độ không đổi, thang cũng duy trì tốc độ không đổi. Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu thang được buộc cẩu thả vào xe tải theo cách nó có thể trượt tự do dọc theo đầu xe tải? Hoặc điều gì sẽ xảy ra nếu dây đai xuống cấp theo thời gian và cuối cùng bị gãy, do đó cho phép thang trượt dọc theo đầu xe tải? Giả sử một trong hai tình huống này xảy ra, thang có thể không còn cùng trạng thái chuyển động với xe tải. Sự hiện diện của dây đeo đảm bảo rằng các lực cần thiết cho chuyển động tăng tốc và giảm tốc sẽ tồn tại. Tuy nhiên, một khi dây đeo không còn để thực hiện công việc của nó, thang có nhiều khả năng duy trì trạng thái chuyển động của nó.
Nếu xe tải dừng quá đột ngột và các dây đai không còn hoạt động, thì thang đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động. Giả sử ma sát giữa xe tải và thang là không đáng kể, thang sẽ trượt khỏi đầu xe tải và bị ném vào không khí. Khi nó rời khỏi nóc xe tải, nó sẽ trở thành đường đạn và tiếp tục chuyển động giống như đường đạn. Lực tác động lên xe khi va chạm phụ thuộc vào tốc độ và khối lượng của xe và giá trị của sự giảm tốc. Giá trị của giảm tốc phụ thuộc vào lượng biến dạng của xe và / hoặc biến dạng chướng ngại vật (quãng đường di chuyển kể từ lần đầu tiên tiếp xúc với chướng ngại vật). Trong một vụ va chạm, động năng từ chuyển động của xe được biến đổi thành năng lượng biến dạng.

Sức mạnh tác động trong trường hợp va chạm có thể được so sánh như sau:

• Vận tốc va chạm 40km / h tương ứng với rơi tự do ở độ cao 6m
• Vận tốc va chạm 60km / h tương ứng với rơi tự do ở độ cao 14m
• Vận tốc va chạm 80km / h tương ứng với rơi tự do ở độ cao 25m
• Vận tốc va chạm 100km / h tương ứng với rơi tự do ở độ cao 40m

Khu vực va chạm tai nạn

Vùng co rúm của xe là một đặc điểm cấu trúc được thiết kế để nén trong một vụ tai nạn nhằm hấp thụ năng lượng do va chạm. Thông thường, các khu vực xung quanh nằm ở phần trước của xe, để hấp thụ tác động từ va chạm trực diện, mặc dù chúng cũng có thể được tìm thấy trên các bộ phận khác của xe. Vùng gập ghềnh hoạt động bằng cách kéo dài thời gian xe dừng lại. Điều này làm giảm độ lớn của các lực và sự giảm tốc mà người ngồi trong xe cảm nhận được, vì chúng được lan truyền trong một thời gian dài hơn. Do đó, một hành khách được kiềm chế đúng cách sẽ có một lực nhỏ hơn tác dụng lên xương và các cơ quan của họ, và có nhiều khả năng sống sót sau một vụ va chạm.
Để đưa ra một ví dụ:
Một chiếc xe có khối lượng 1500 kg đâm vào tường bê tông với vận tốc 40 km / h.
Trên một chiếc xe cho phép biến dạng cơ thể là 30cm, lực tác động sẽ vào khoảng 34,5 tấn! Đối với một chiếc xe cho phép biến dạng 50cm, lực tác động sẽ là khoảng 20 tấn.
Sức mạnh của thân xe liên tục được Kia cải tiến. Việc bổ sung vật liệu chắc chắn hơn ở một số khu vực nhất định của xe, chẳng hạn như sườn xe, góc mái và trụ C sẽ cải thiện sức mạnh thân xe và do đó dẫn đến xếp hạng va chạm tuyệt vời.

Test va chạm và xếp hạng 

Ngày nay, hơn bao giờ hết, sự an toàn bán xe hơi. Đối với người mua xe, đó là một yếu tố quan trọng trong quyết định mua của họ. Điều cần thiết là người tiêu dùng lái xe có thể có được thông tin so sánh đáng tin cậy và chính xác liên quan đến hiệu suất an toàn của từng mẫu ô tô riêng lẻ. Theo luật, tất cả các mẫu ô tô mới phải vượt qua một số bài kiểm tra an toàn nhất định trước khi được bán. Nhưng pháp luật đưa ra một tiêu chuẩn tối thiểu theo luật định về an toàn cho ô tô mới, đó là mục đích của Euro và Chương trình Đánh giá Ô tô Mới của Hiệp hội An toàn Giao thông Đường cao tốc Quốc gia (NHTSA) (NCAP) để khuyến khích các nhà sản xuất vượt quá những yêu cầu tối thiểu này
Phần này của trang web có giải thích về cách thực hiện các thử nghiệm va chạm khác nhau của Euro NCAP và cách đạt được xếp hạng an toàn. Xin lưu ý rằng có sự khác biệt giữa Euro và NHTSA về quy trình kiểm tra.

Thử nghiệm va chạm phía trước xe

Thử nghiệm va chạm trực diện dựa trên cơ sở được phát triển bởi Ủy ban An toàn Phương tiện Nâng cao của Châu Âu làm cơ sở cho luật pháp, nhưng tốc độ va chạm đã được tăng lên 8 km / h.
Tác động trực diện diễn ra ở tốc độ 64kph (40mph), ô tô va vào rào cản có thể biến dạng được bù đắp. Các bài đọc lấy từ hình nộm được sử dụng để đánh giá khả năng bảo vệ dành cho người lớn ngồi phía trước.

Test va chạm sườn xe

Tác động diễn ra ở tốc độ 50kph (30mph). Xe đẩy có mặt trước có thể biến dạng được kéo vào phía người lái của ô tô để mô phỏng một vụ va chạm từ bên hông. Các bài đọc được lấy từ hình nộm được sử dụng để đánh giá khả năng bảo vệ được cung cấp cho người lái xe.
Hình nộm đã trải qua hàng chục vụ tai nạn ngay từ đầu. Vai trò của họ là rất quan trọng: mô phỏng vụ tai nạn dựa vào việc có người lái xe và hành khách trên tàu để cung cấp hình ảnh đầy đủ về các chấn thương có thể xảy ra trong một vụ tai nạn. Hình nộm không phải là người lái xe và hành khách thông thường: đây là những hình nộm bằng thép, bằng da cao su được trang bị thiết bị cảm biến. Hình nộm cung cấp manh mối quan trọng về những gì xảy ra trong một vụ tai nạn. Hướng dẫn giải phẫu từng chi giải thích cách lấy nguồn dữ liệu.

Phần đầu

Phần đầu được làm bằng nhôm và được bao phủ bởi lớp “thịt” cao su. Bên trong, ba máy đo gia tốc được đặt ở các góc vuông, mỗi máy cung cấp dữ liệu về lực và gia tốc mà não phải chịu khi va chạm.

Phần cổ

Có thiết bị đo lường để phát hiện lực uốn, cắt và lực căng trên cổ khi đầu bị ném về phía trước và phía sau trong khi va chạm

Cánh tay

Không cánh tay nào mang theo bất kỳ thiết bị đo đạc nào. Trong một thử nghiệm va chạm, các cánh tay vung vẩy một cách mất kiểm soát và mặc dù các vết thương nghiêm trọng là không phổ biến, nhưng rất khó để cung cấp sự bảo vệ đáng giá
chống lại họ.

Ngực (tác động phía trước)

Sườn thép được lắp với thiết bị ghi độ võng của khung sườn trong tác động trực diện. Thương tích xảy ra nếu lực tác động lên ngực, chẳng hạn như từ dây an toàn quá lớn.

Ngực (tác động bên)

Hình nộm tác động bên hông có lồng ngực khác với những chiếc khác và ba xương sườn được thiết kế để ghi lại lực nén của lồng ngực và vận tốc của lực nén này.

Bụng

Hình nộm được trang bị các cảm biến để ghi lại các lực có khả năng gây chấn thương vùng bụng bằng cách sử dụng các dụng cụ được gắn trong khung xương chậu của nó. Chúng ghi lại các lực tác động bên có thể dẫn đến gãy xương hoặc trật khớp háng.

Chân trên

Khu vực này được tạo thành từ xương chậu, xương đùi (đùi) và đầu gối. Cảm biến lực ở xương đùi cung cấp dữ liệu về tác động trực diện đối với khả năng bị thương ở tất cả các phần, bao gồm cả khớp háng có thể bị gãy và trật khớp. Một ‘thanh trượt đầu gối’ được sử dụng để đo các lực truyền qua đầu gối của hình nộm, đặc biệt là nếu chúng tác động vào phần cơ dưới.

Cẳng chân

Các dụng cụ được trang bị bên trong chân của hình nộm đo lường độ uốn, cắt, nén và căng, cho phép đánh giá nguy cơ chấn thương đối với xương chày (xương ống chân) và xương mác (nối đầu gối với mắt cá chân). Đánh giá bàn chân và mắt cá chân về nguy cơ chấn thương khi va chạm trực diện được thực hiện sau đó đo sự biến dạng và chuyển động ra phía sau của khu vực giếng chân của người lái xe.

Tựa đầu chủ động

Các va chạm từ phía sau ngay cả ở tốc độ va chạm tương đối thấp có thể dẫn đến chấn thương lưng hoặc cổ và trong một số trường hợp dẫn đến khó chịu sau đó như chấn thương do va quẹt. Cơ chế của chấn thương đòn roi liên quan chặt chẽ đến hai yếu tố do tác động: lực tác động làm cong cổ về phía sau và lực khiến đầu nghiêng về phía sau. Vì Active Head Restraint có hiệu quả trong việc kiểm soát hai yếu tố này, nên nó có thể giúp giảm tải cho cổ tại thời điểm va chạm. Các triệu chứng của chấn thương do đòn roi là đau cổ, cứng, nhức đầu, chóng mặt, ngứa ran ở cánh tay, v.v. Vẫn chưa được xác định chính xác về cách thực sự xảy ra đòn roi. Điều có khả năng xảy ra là tổn thương dây chằng, cơ, đĩa đệm, khớp mặt và hệ thống dây thần kinh xảy ra trong ba chuỗi chuyển động của cổ – chuyển động hình chữ S ban đầu (rút lại) giữa đầu và cột sống trên, sau đó là chuyển động ra phía sau (kéo dài ) của đầu, và chuyển động về phía trước cuối cùng của đầu (gập). Thực tế là WHIPS có xu hướng đánh giá mức độ bảo vệ cao hơn đối với phụ nữ là một lý do thú vị để tiếp tục điều tra. Người ta biết rộng rãi rằng phụ nữ là nhóm có nguy cơ cao nhất đối với thương tích do đòn roi. Chỉ tại sao điều này là như vậy là không được biết với bất kỳ mức độ chắc chắn.

Chuyển động khi va chạm (75 m/s)

Tại thời điểm va chạm, ghế ô tô nhanh chóng đẩy thân người về phía trước trong khi đầu vẫn đứng yên do quán tính. Sự khác biệt về chuyển động giữa cổ và thân dẫn đến một đường cong hình chữ S, nơi gần như tất cả sự uốn cong của cột sống cổ diễn ra ở phần dưới cột sống cổ. Việc uốn cong nhanh chóng này chỉ trong một vài khớp có thể dẫn đến tổn thương dây chằng ở cột sống dưới.

Nguyên tắc hoạt động của hệ thống túi khí ô tô SRS

Hệ thống Restraint Chủ động giúp giảm lực (mômen) tác động làm cong cổ về phía sau khi va chạm từ phía sau. Nó làm giảm lực uốn kết quả khoảng 45%.
Chức năng tựa đầu chủ động sử dụng lực của cơ thể người ngồi dựa vào lưng ghế trong một vụ va chạm từ phía sau để di chuyển phần tựa đầu về phía trước ngay lập tức nhằm hỗ trợ đầu, do đó giúp giảm tác động lên cổ của người ngồi phía trước.

Isofix

Nhu cầu ngày càng tăng về sự an toàn của hành khách trên các phương tiện giao thông đường bộ được đáp ứng bởi một loạt các tiêu chuẩn ISO do ủy ban kỹ thuật ISO cho phương tiện giao thông đường bộ công bố. Trong số các tiêu chuẩn về lắp đặt an toàn và hệ thống an toàn, một trong những tiêu chuẩn được biết đến rộng rãi nhất là hệ thống kết nối hệ thống an toàn với xe, thường được gọi là ISOFIX. Tiêu chuẩn áp dụng cho hệ thống này là ISO 13216-1 Phương tiện giao thông đường bộ – Neo trong xe và phụ kiện vào neo dành cho hệ thống an toàn cho trẻ em – Phần 1: Neo chặt và phụ kiện của ghế.
ISOFIX là một tính năng đã trở thành một phần của thiết bị tiêu chuẩn trong các mô hình mới hơn. Mục đích của tiêu chuẩn này là để tránh việc lắp sai ghế trẻ em phổ thông khi lắp trên ô tô, do đó giảm nguy cơ thương tích trong trường hợp va chạm. ISOFIX cung cấp một kết nối chắc chắn giữa thân xe và ghế trẻ em. Có hai loại hệ thống ISOFIX, được gọi là loại neo thấp hơn và loại dây buộc trên cùng. Trên loại neo dưới, hai tay cầm được móc vào giá đỡ, nằm giữa phần tựa lưng và khung ghế. Ghế trẻ em được nối vào các phần đính kèm này thông qua một cơ cấu gắn vào ghế. Ở phía trên cùng, loại dây đai bổ sung khác được gắn vào mặt sau của ghế an toàn cho trẻ em. Nó có một móc để cố định ghế vào một dây buộc neo được tìm thấy ở khu vực giá sau, sàn phía sau hoặc ở phía sau ghế sau của xe. được dẫn qua phần tựa lưng và được móc vào một giá đỡ. Các cuộc điều tra đã chỉ ra rằng, trong trường hợp va chạm trực diện, các tay cầm được móc vào giá lắp hoạt động giống như một bản lề, do đó làm tăng độ lệch đầu của đứa trẻ. Du ngoạn đầu phụ thuộc vào độ cứng của đệm ngồi. Do đó, chỉ những ghế trẻ em ISOFIX có dây neo thấp hơn đã được nhà sản xuất phê duyệt mới được phép sử dụng, nếu không bạn phải chọn ghế trẻ em có dây buộc phía trên.

Dây an toàn

Dây đai an toàn, đôi khi được gọi là dây đai an toàn, là một dây nịt được thiết kế để giữ người ngồi trên xe ô tô tại chỗ nếu xảy ra va chạm. Thắt dây an toàn nhằm giảm chấn thương bằng cách ngăn người đeo va chạm vào các bộ phận cứng bên trong xe hoặc không bị văng ra khỏi xe. Dây an toàn cũng ngăn hành khách ngồi phía sau đâm vào những người ngồi ở ghế trước. Dây an toàn ngày nay được phép kéo giãn một chút bằng cách sử dụng vật liệu mềm. Độ giãn vừa phải của dây an toàn có thể kéo dài khoảng cách dừng xe và giảm lực tác động trung bình lên người ngồi so với dây không giãn.
Thí dụ:
Xét một xe có khối lượng 75kg đâm vào tường bê tông.
Nếu dây đai dãn ra 15cm thì tốc độ giảm tốc của người ngồi trên xe là 20 g. Lực tác động lên người cư ngụ sẽ là 1,6 tấn. Nếu dây an toàn không được kéo căng, tốc độ giảm tốc của người ngồi sẽ là 30 g và lực tác dụng lên người ngồi sẽ là 2,4 tấn. Nếu người ngồi trên xe hoàn toàn không thắt dây an toàn, khoảng cách dừng xe được xác định theo tính chất của va chạm với kính chắn gió, cột lái, v.v. Tốc độ giảm tốc của người ngồi trong điều kiện này sẽ là khoảng 150g và lực tác động lên người ở sẽ được khoảng 12 tấn! Đai an toàn kéo căng hoặc không giãn sẽ giảm lực tác động so với không thắt dây an toàn.
Có nhiều loại dây an toàn khác nhau, trong đó loại dây đai thắt lưng và ba điểm là phổ biến nhất.
Vòng đeo: Dây đeo có thể điều chỉnh qua thắt lưng. Được sử dụng thường xuyên trên những chiếc ô tô cũ, giờ đây không còn phổ biến ngoại trừ một số ghế giữa phía sau.
Ba điểm: Một đoạn vải dài liên tục. Đai ba điểm giúp phân tán năng lượng của cơ thể chuyển động khi va chạm lên ngực, xương chậu và vai. Cho đến những năm 1970, dây đai ba điểm thường chỉ có ở hàng ghế trước của ô tô, hàng ghế sau chỉ có dây đai ngang đùi. Bằng chứng về khả năng dây đai đùi có thể gây tách đốt sống thắt lưng và đôi khi gây tê liệt, hoặc “hội chứng dây an toàn”, đã dẫn đến việc sửa đổi các quy định an toàn ở gần như tất cả các nước phát triển yêu cầu tất cả các ghế trên xe phải được trang bị dây đai ba điểm.
Dây an toàn lần đầu tiên được phát minh bởi George Cayley vào những năm 1800. Dây an toàn dành cho ô tô được đưa vào Hoa Kỳ bởi William Myron Noe, người có dây an toàn nhả nhanh được cấp bằng sáng chế, AutoCraft Safety Belt, là dây an toàn đầu tiên được Ford lắp đặt làm thiết bị ban đầu tại Hoa Kỳ vào năm mẫu 1956 của hãng. Dây an toàn đầu tiên được trang bị tiêu chuẩn là trên 1959Volvo. Tuy nhiên, luật pháp Mỹ không bắt buộc phải sử dụng chúng trên các phương tiện chở khách cho đến năm mẫu 1968.
Dây đai ba điểm lần đầu tiên được Volvo chế tạo sẵn trên các phương tiện sản xuất hàng loạt. Chính kỹ sư người Thụy Điển Nils Bohlin đã được cấp bằng sáng chế cho thiết kế dây đai ba điểm hiện đại và trao nó cho Volvo.
Hầu hết các dây đai an toàn đều được trang bị cơ cấu khóa để thắt chặt dây đai khi bị kéo mạnh (ví dụ: do lực của cơ thể hành khách khi va chạm) nhưng không thắt chặt khi kéo chậm. Nhiều chiếc xe còn được trang bị ‘dây đai’, có tác dụng thắt chặt dây đai trước để ngăn hành khách lao về phía trước trong một vụ va chạm.
Trong hệ thống thắt dây an toàn điển hình, dây đai được kết nối với một cơ cấu thu hồi. Phần tử trung tâm trong bộ thu hồi là một ống chỉ, được gắn vào một đầu của ống vải. Bên trong bộ hồi, một lò xo tác dụng một lực quay hay còn gọi là mô-men xoắn lên ống chỉ. Điều này có tác dụng xoay ống chỉ để nó cuốn lại mọi sợi vải lỏng lẻo. Khi tấm vải được kéo ra, ống chỉ quay ngược chiều kim đồng hồ, làm quay lò xo kèm theo theo cùng một hướng. Một cách hiệu quả, ống xoay có tác dụng làm xoắn lò xo. Lò xo muốn trở lại hình dạng ban đầu nên chống lại chuyển động xoắn này. Nếu tấm vải được thả ra, lò xo sẽ siết chặt lại, quay ống chỉ theo chiều kim đồng hồ cho đến khi không còn bị chùng trong dây đai nữa. Bộ phận làm giảm quán tính do va chạm được lắp trên dây đai an toàn có một cơ cấu khóa để ngăn ống chỉ quay khi xe có va chạm. Có hai loại hệ thống khóa đang được sử dụng phổ biến hiện nay:
– Cảm biến giảm quán tính của xe
– Cảm biến giảm quán tính dạng cuộn
Bộ cảm biến giảm quán tính của xe
Yếu tố vận hành trung tâm trong cơ chế này là một quả cầu thép có trọng lượng. Khi ô tô dừng lại đột ngột, quán tính làm viên bi thép chuyển động về phía trước. Cái chốt ở đầu kia của chốt giữ bánh cóc có răng gắn vào ống chỉ. Khi con vẹt nắm chặt một trong các răng của nó, bánh răng không thể quay ngược chiều kim đồng hồ và cả ống chỉ được kết nối cũng vậy. Khi dây vải lỏng trở lại sau vụ va chạm, bánh răng sẽ quay theo chiều kim đồng hồ và con quay sẽ bung ra.

Bộ cảm biến giảm quán tính dạng cuộn

Loại hệ thống này khóa ống chỉ khi có vật gì đó giật dây đai. Lực kích hoạt là tốc độ quay của ống chỉ. Yếu tố vận hành trung tâm trong thiết kế này là ly hợp ly tâm – một cần xoay có trọng lượng được gắn vào trục quay. Khi ống chỉ quay chậm, cần gạt hoàn toàn không quay. Một lò xo giữ nó ở vị trí. Nhưng khi một thứ gì đó kéo mạnh ống vải, làm quay ống chỉ nhanh hơn, lực ly tâm sẽ đẩy đầu có trọng lượng của cần ra ngoài. Cần kéo dài sẽ đẩy một miếng cam được gắn vào vỏ của bộ thu hồi. Cam được kết nối với trục quay bằng chốt trượt. Khi cam dịch chuyển sang trái, chốt di chuyển dọc theo một rãnh trên chốt. Điều này kéo con quay vào bánh cóc quay gắn với ống chỉ. Chốt khóa vào răng của bánh răng, ngăn không cho quay ngược chiều kim đồng hồ.

Giảm lực căng

Một số mô hình cũng được trang bị một bộ giảm lực căng. Bộ giảm lực căng làm giảm lực nén của vải lên phần ngực của người ngồi.

Hệ thống túi khí

Dây đai an toàn là thiết bị bảo vệ người ngồi trong trường hợp xảy ra va chạm, nhưng khi cơ thể chịu lực tác động lớn trong trường hợp va chạm ở tốc độ cao thì chỉ riêng dây đai an toàn đã không thể bảo vệ cơ thể đầy đủ. Đặc biệt trong trường hợp va chạm từ phía trước nghiêm trọng, phần thân trên nghiêng về phía trước ngay cả khi được thắt dây an toàn và đầu hoặc ngực có thể va chạm vào vô lăng hoặc kính chắn gió, dẫn đến chấn thương. Túi khí là một màng hoặc phong bì mềm dẻo, có thể bơm hơi để chứa khí Túi khí được sử dụng phổ biến nhất để làm đệm, đặc biệt là sau khi xảy ra va chạm ô tô rất nhanh. Nó được Allen Breed đưa ra thị trường cho ô tô lần đầu tiên vào năm 1967. Thiết kế rất đơn giản về mặt khái niệm – máy đo gia tốc kích hoạt sự đánh lửa của chất đẩy tạo khí để làm phồng túi vải nylon rất nhanh, làm giảm sự giảm tốc của hành khách khi họ dừng lại. trong tình huống va chạm. Túi có các lỗ thông hơi nhỏ để cho phép khí đẩy (tương đối) từ từ thoát ra khỏi túi khi người ngồi trong hành lý đẩy vào túi. Hệ thống túi khí bao gồm ba bộ phận cơ bản – mô-đun túi khí, cảm biến va chạm và bộ phận chẩn đoán. Một số hệ thống cũng có thể có công tắc bật / tắt, cho phép ngừng hoạt động túi khí của hành khách.
Mô-đun túi khí chứa cả bộ phận bơm hơi và túi khí vải nhẹ. Mô-đun túi khí người lái nằm trong trung tâm vô lăng và mô-đun túi khí hành khách nằm trong bảng điều khiển. Túi khí dành cho hành khách có thể lớn hơn từ hai đến ba lần vì khoảng cách giữa hành khách phía trước bên phải và bảng điều khiển lớn hơn nhiều so với khoảng cách giữa người lái và vô lăng.
Cảm biến va chạm thường được đặt bên trong Mô-đun điều khiển hệ thống hạn chế bổ sung (SRSCM) nhưng có thể có các cảm biến bổ sung để phát hiện tình trạng va chạm. Các cảm biến thường được kích hoạt bởi các lực tạo ra trong các vụ va chạm trực diện hoặc gần trực diện. Cảm biến đo tốc độ giảm tốc, là tốc độ xe giảm tốc độ. Do đó, tốc độ xe mà các cảm biến kích hoạt túi khí thay đổi theo bản chất của vụ va chạm. Túi khí không được thiết kế để kích hoạt khi phanh gấp hoặc khi lái xe trên mặt đường gồ ghề hoặc không bằng phẳng. Trên thực tế, sự giảm tốc tối đa được tạo ra khi phanh gấp chỉ là một phần nhỏ cần thiết để kích hoạt hệ thống túi khí. Bộ phận chẩn đoán giám sát mức độ sẵn sàng của hệ thống túi khí. Bộ phận này được kích hoạt khi bật tính năng đánh lửa của xe. Nếu thiết bị xác định có vấn đề, đèn cảnh báo sẽ cảnh báo người lái xe đưa xe đến bộ phận dịch vụ được ủy quyền để kiểm tra hệ thống túi khí. Hầu hết các thiết bị chẩn đoán đều có một thiết bị lưu trữ đủ năng lượng điện để triển khai túi khí nếu pin của xe bị phá hủy rất sớm trong một chuỗi va chạm. Chức năng của Túi khí có thể được hỗ trợ bởi Dụng cụ mở rộng đai an toàn và / hoặc Dụng cụ kéo khóa thắt lưng. Ngoài ra, Túi khí bên và rèm có thể được lắp đặt trên xe để bảo vệ người ngồi trong xe trong trường hợp va chạm bên hông.
Túi khí thường được thiết kế để triển khai trong các va chạm trực diện và gần trực diện, có thể so sánh với việc va vào một rào cản vững chắc ở tốc độ khoảng 13 đến 23 km / h. Nói một cách đơn giản, một vụ va chạm với hàng rào 23 km / h tương đương với việc đâm vào một chiếc ô tô đang đỗ có kích thước tương tự ở toàn bộ phía trước của mỗi xe với vận tốc khoảng 45 km / h. Điều này là do chiếc xe đang đỗ hấp thụ một phần năng lượng của vụ va chạm, và bị đẩy bởi chiếc xe đang va chạm. Không giống như các thử nghiệm va chạm vào các rào cản, các vụ va chạm trong thế giới thực thường xảy ra ở các góc độ và lực va chạm thường không được phân bổ đều trên đầu xe. Do đó, tốc độ tương đối giữa một chiếc xe tấn công và một chiếc xe bị va chạm cần thiết để triển khai túi khí trong một vụ va chạm trong thế giới thực có thể cao hơn nhiều so với một vụ va chạm rào cản tương đương.
Bởi vì cảm biến túi khí đo lường sự giảm tốc, tốc độ và mức độ hư hỏng của xe không phải là những chỉ số tốt để đánh giá liệu có nên lắp túi khí hay không. Đôi khi, túi khí có thể bung ra do gầm xe va chạm mạnh vào một vật thể thấp nhô ra trên mặt đường. Mặc dù không có thiệt hại rõ ràng từ phía trước, lực giảm tốc cao có thể xảy ra trong kiểu va chạm này, dẫn đến việc bung túi khí. Cảm biến túi khí là một cảm biến gia tốc, là một con chip nhỏ được tích hợp các phần tử vi cơ. Phần tử cơ học siêu nhỏ chuyển động để phản ứng với sự giảm tốc nhanh chóng và chuyển động này gây ra sự thay đổi điện dung, được phát hiện bởi các thiết bị điện tử trên chip, sau đó sẽ gửi tín hiệu để bắn túi khí. Ngày nay, các thuật toán kích hoạt túi khí ngày càng trở nên phức tạp hơn. Họ cố gắng loại bỏ rủi ro triển khai vô ích (ví dụ: ở tốc độ thấp, không có cú sốc nào sẽ kích hoạt túi khí để giúp giảm thiệt hại cho nội thất xe trong điều kiện dây an toàn sẽ là một thiết bị an toàn đủ tiện lợi) và để điều chỉnh việc triển khai tốc độ với các điều kiện va chạm.
Túi khí phía trước không được thiết kế để triển khai khi va chạm bên hông, va chạm phía sau hoặc va chạm khi lật. Vì túi khí chỉ triển khai một lần và xẹp xuống nhanh chóng sau cú va chạm ban đầu, chúng sẽ không có lợi trong một vụ va chạm tiếp theo. Đai an toàn giúp giảm nguy cơ chấn thương trong nhiều loại va chạm. Chúng giúp định vị đúng vị trí của người ngồi để tối đa hóa lợi ích của túi khí và chúng giúp hạn chế người ngồi trong lúc đầu và bất kỳ va chạm nào sau đó. Vì vậy, điều cực kỳ quan trọng là phải luôn đeo dây an toàn, ngay cả trong các xe có trang bị túi khí. Khi có một vụ va chạm trực diện từ trung bình đến nghiêm trọng đòi hỏi phải triển khai túi khí phía trước, một tín hiệu sẽ được gửi đến bộ phận bơm hơi trong mô-đun túi khí. Bộ đánh lửa bắt đầu một phản ứng hóa học, tạo ra một loại khí để làm đầy túi khí, làm cho túi khí triển khai thông qua nắp mô-đun. Phản ứng xảy ra nhanh chóng, sinh ra khí làm đầy túi khí. Kể từ khi bắt đầu sự cố, toàn bộ quá trình triển khai và lạm phát chỉ mất khoảng 1/20 giây, nhanh hơn chớp mắt. Bởi vì một chiếc xe thay đổi tốc độ quá nhanh trong một vụ va chạm, các túi khí phải bung ra nhanh chóng nếu chúng muốn giúp giảm nguy cơ người ngồi trên xe va vào nội thất của xe. Khi túi khí bung ra, hiện tượng xì hơi bắt đầu ngay lập tức do khí thoát ra qua các lỗ thông hơi trên vải. Việc triển khai thường đi kèm với việc giải phóng các hạt giống như bụi trong nội thất của xe. Phần lớn bụi này bao gồm bột tan được sử dụng để bôi trơn túi khí trong quá trình triển khai. Đối với hầu hết mọi người, tác động duy nhất mà bụi có thể tạo ra là một số kích ứng nhỏ ở cổ họng và mắt. Nói chung, những khó chịu nhỏ chỉ xảy ra khi người ngồi trong xe trong nhiều phút với cửa sổ đóng và không có thông gió.

Vị trí chỗ ngồi

Sau khi được triển khai, túi khí không thể được tái sử dụng và phải được thay thế bởi một bộ phận dịch vụ được ủy quyền. Bởi vì túi khí chỉ triển khai một lần, xe không được lái cho đến khi túi khí đã được thay thế. Túi khí phải phồng lên rất nhanh để có hiệu quả, và do đó sẽ thoát ra khỏi trung tâm vô lăng hoặc bảng điều khiển thiết bị với một lực đáng kể, thường ở tốc độ trên 290 km / h. Do lực ban đầu này, việc tiếp xúc với túi khí đang triển khai có thể gây thương tích.
Những vết thương do tiếp xúc với túi khí này, khi chúng xảy ra, thường là trầy xước hoặc bỏng rất nhẹ. Âm thanh của việc triển khai túi khí rất lớn, trong khoảng từ 165 đến 175 decibel trong 0,1 giây. Một số trường hợp có thể bị tổn thương thính giác. Các thương tích nghiêm trọng hơn rất hiếm gặp; tuy nhiên, thương tích nghiêm trọng hoặc thậm chí tử vong có thể xảy ra khi ai đó ở rất gần hoặc tiếp xúc trực tiếp với mô-đun túi khí khi túi khí bung ra. Những thương tích như vậy có thể gặp phải do những người lái xe bất tỉnh bị trượt tay lái, những người ngồi không được kiềm chế hoặc giữ không đúng cách trượt về phía trước trên ghế trong khi phanh trước khi va chạm, và thậm chí những người lái xe đã được kiềm chế đúng cách ngồi rất gần vô lăng.
Không bao giờ được gắn các vật thể vào mô-đun túi khí hoặc đặt lỏng lẻo trên hoặc gần mô-đun túi khí, vì chúng có thể bị đẩy với một lực lớn bằng túi khí đang triển khai, có khả năng gây thương tích nghiêm trọng. Người ngồi trong xe không được kiềm chế hoặc được giữ không đúng cách có thể bị thương nặng hoặc tử vong do túi khí đang triển khai. Cơ quan Quản lý An toàn Giao thông Đường cao tốc Quốc gia (NHTSA) khuyến cáo người lái xe nên ngồi cách tâm xương ức và tâm vô lăng ít nhất 10 inch (254 mm). Trẻ em từ 12 tuổi trở xuống phải luôn ngồi trên ghế sau được hạn chế đúng cách. Không bao giờ được đặt ghế tựa dành cho trẻ sơ sinh quay mặt về phía sau ở ghế trước của xe có túi khí dành cho hành khách phía trước. Ghế tựa dành cho trẻ sơ sinh quay mặt về phía sau đặt đầu trẻ sơ sinh gần với mô-đun túi khí, điều này có thể gây ra chấn thương nặng ở đầu hoặc tử vong nếu túi khí bung ra.