Điều gì xảy ra bên trong túi khí trong khoảnh khắc va chạm?

Túi khí ô tô có thể bung chỉ trong vài mili giây sau va chạm, giúp giảm đáng kể nguy cơ tử vong nghiêm trọng.

Kể từ năm 1999, tại Mỹ, túi khí phía trước đã trở thành trang bị bắt buộc trên các xe chở khách mới. Mặc dù túi khí bên hông không phải là yêu cầu bắt buộc, nhiều nhà sản xuất ô tô vẫn lắp đặt chúng để đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn liên bang Mỹ về bảo vệ bên hông.

Nhiều mẫu xe chỉ có túi khí ở hàng ghế phía trước.

Theo báo cáo từ Cục An toàn Giao thông Đường bộ Quốc gia Mỹ (NHTSA), túi khí đã cứu sống hơn 70.000 người tại quốc gia này kể từ khi ra mắt, chứng tỏ hiệu quả của chúng trong việc bảo vệ hành khách.

Được thiết kế để bảo vệ hành khách trong trường hợp tai nạn, túi khí là một phần của hệ thống an toàn thụ động. Các nghiên cứu cho thấy, thời gian trung bình để xảy ra một vụ va chạm chỉ khoảng 200 mili giây, do đó, hệ thống cần phải phát hiện và phản ứng nhanh hơn, thường chỉ từ 10 đến 30 mili giây. Việc bung túi khí được mô tả như “bạo lực được thiết kế”, vì nó liên quan đến một vụ nổ nhỏ.

Cách hoạt động và vai trò của túi khí

Mặc dù được gọi là “túi khí”, thuật ngữ này không hoàn toàn chính xác. Các hệ thống hiện đại sử dụng guanidinium nitrate (CH₆N₄O₃) kết hợp với chất oxy hóa đồng nitrate để tạo ra khí nitơ. Khi CH₆N₄O₃ bị đốt cháy, nó phân hủy thành khí nitơ, nước và carbon, trong khi chất oxy hóa giúp giảm nhiệt độ khí thải. Các hệ thống cũ sử dụng ammonium nitrate (NH₄NO₃), một chất dễ bị ảnh hưởng bởi độ ẩm, dẫn đến nhiều tai nạn thương tâm.

Túi khí phía trước và túi khí bên hông hoạt động khác nhau. Túi khí phía trước có thể bung ra ở tốc độ từ 13 đến 29 km/h, tùy thuộc vào loại va chạm. Chúng sử dụng cảm biến gia tốc để phát hiện sự giảm tốc đột ngột của xe. Nếu hành khách thắt dây an toàn, túi khí sẽ không bung ra trừ khi tốc độ vượt quá 26 km/h. Ngược lại, những người không thắt dây an toàn có nguy cơ cao hơn, vì vậy túi khí sẽ kích hoạt ở tốc độ từ 16 đến 19 km/h.

Sự xuất hiện của túi khí đã cứu sống hàng nghìn người, chỉ riêng tại Mỹ.

Đối với túi khí bên hông, chúng sử dụng cảm biến gia tốc và cảm biến áp suất để phát hiện va chạm từ hai bên. Trong trường hợp lật xe, các cảm biến bổ sung sẽ phát hiện chuyển động ngang và độ nghiêng để xác định nguy cơ lật. Túi khí rèm bên sẽ phồng lên trong vòng 20 mili giây và duy trì trạng thái phồng lâu hơn so với túi khí phía trước.

Khi mạch điện được kích hoạt, dòng điện sẽ đốt cháy CH₆N₄O₃, tạo ra khí nitơ và phồng túi nylon. Tất cả quá trình này diễn ra chỉ trong 10 mili giây. Mặc dù xe vẫn có thể di chuyển sau khi túi khí bung, nhưng điều này không được khuyến khích.

Theo ước tính của NHTSA, từ năm 1990 đến 2008, việc bung túi khí phía trước trong các vụ va chạm tốc độ thấp đã gây ra hơn 290 trường hợp tử vong, chủ yếu liên quan đến trẻ em và những người không thắt dây an toàn. Tuy nhiên, nhờ vào sự cải tiến trong công nghệ và quy định an toàn, số lượng tai nạn nghiêm trọng do túi khí giảm đáng kể trong những năm gần đây. NHTSA cũng cung cấp cơ sở dữ liệu để người dùng kiểm tra tình trạng hệ thống túi khí trên xe của mình.