Túi khí, những điều nên biết

Túi khí - thiết bị an toàn quan trọng để cứu mạng người ngồi trên xe khi xảy ra tai nạn. Tuy vậy, không phải ai cũng hiểu về nó, đặc biệt là cơ chế tạo khí có liên quan đến các phản ứng hóa học. 

Túi khí SRS (hệ thống giảm va đập bổ sung) được trang bị để bảo vệ bổ sung cho người lái và hành khách khi họ đã được bảo vệ bằng đai an toàn. Đối với những va đập nghiêm trọng ở phía trước hoặc sườn xe, túi khí SRS cùng với đai an toàn sẽ ngăn ngừa hoặc giảm thiểu chấn thương

1. Sự cần thiết phải có đai an toàn và túi khí SRS

Khi xe đâm vào xe khác hoặc vật thể cố định, nó dừng lại rất nhanh nhưng không phải ngay lập tức. Ví dụ nếu khi xe đâm vào Barie cố định với vận tốc 50 km/h, bị đâm ở phía đầu xe, thì xe chỉ dừng lại hoàn toàn sau khoảng 0,1 giây hoặc hơn một chút.

Ở thời điểm va đập, ba đờ sốc trước ngừng dịch chuyển nhưng phần còn lại của xe vẫn dịch chuyển với vận tốc 50 km/h. Xe bắt đầu hấp thụ năng lượng va đập và giảm tốc độ vì phần trước của xe bị ép lại. Trong quá trình va đập, khoang hành khách bắt đầu chuyển động chậm lại hoặc giảm tốc, nhưng hành khách vẫn tiếp tục chuyển động lao về phía trước với vận tốc như vận tốc ban đầu trong khoang xe.

Nếu người lái và hành khách không đeo dây an toàn, họ sẽ tiếp tục chuyển động với vận tốc 50 km/h cho đến khi họ va vào các vật thể trong xe. Trong ví dụ cụ thể này hành khách và người lái dịch chuyển nhanh như khi họ rơi từ tầng 3 xuống.

Nếu người lái và hành khách đeo dây an toàn thì tốc độ dịch chuyển của họ sẽ giảm dần và do đó giảm được lực va đập tác động lên cơ thể họ. Tuy nhiên, với các va đập mạnh họ có thể vẫn va đập vào các vật thể trong xe nhưng với một lực nhỏ hơn nhiều so với những người không đeo dây an toàn.

Túi khí SRS giúp giảm hơn nữa khả năng va đập của mặt và đầu với các vật thể trong xe và hấp thụ một phần lực va đập lên người lái và hành khách.

2. Nguyên lý hoạt động

(1) Khi va chạm, cảm biến túi khí xác định mức độ va chạm và khi mức độ này vượt quá giá trị qui định của cụm cảm biến túi khí trung tâm (cụm cảm biến túi khí), thì ngòi nổ nằm trong bộ thổi túi khí sẽ bị đánh lửa.

(2) Ngòi nổ đốt chất mồi lửa và hạt tạo khí và tạo ra một lượng khí lớn trong thời gian ngắn.

(3) Khí này bơm căng túi khí để giảm tác động lên người trên xe đồng thời ngay lập tức thoát ra ở các lỗ xả phía sau túi khí. Điều này làm giảm lực tác động lên túi khí và cũng đảm bảo cho người lái có một thị trường cần thiết để quan sát.

Chú ý:

Sau khi túi khí nổ, khói cùng với khí Ni tơ được thoát ra từ lỗ xả phía sau túi. Khí này không độc ngay cả khi nó không được lọc. Cần phải giải phóng khí đọng này càng nhanh càng tốt để tránh làm di ứng da.

•Túi khí nổ tức thời có thể gây ra vết xước nhỏ hoặc phồng lên.

Các chi tiết gần túi khí (vô lăng, bảng táp lô) có thể bị nóng vài phút nhưng túi khí không nóng.

Gợi ý:

Túi khí SRS được thiết kế để phồng lên ngay lập tức. Vì vậy cần phải thay thế các chi tiết liên quan đến túi khí ngay sau khi túi khí đã nổ

3. Bộ thổi khí và túi

Đối với người lái (ở đệm vô lăng)

<1> Cấu tạo

Cụm túi khí SRS cho ghế người lái được đặt trong đệm vô lăng. Cụm túi khí SRS không thể tháo rời ra được. Nó gồm có bộ thổi khí, túi và đệm vô lăng.

<2> Nguyên lý hoạt động

Cảm biến túi khí được kích hoạt do sự giảm tốc đột ngột khi có va đập mạnh từ phía trước. 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.

Gợi ý:

Ngoài ra, còn có bộ thổi khí loại kép để điều khiển quá trình bung ra của túi khí theo hai cấp. Theo vị trí trượt của ghế, đai an toàn có được thắt chặt hay không và mức độ va đập, thiết bị này điều khiển tối ưu sự bung ra của túi khí.

Đối với hành khách phía trước (ở bảng táp lô)

<1> Cấu tạo.

Bơm gồm có bộ phận ngòi nổ, đầu phóng, đĩa chắn, hạt tạo khí, khí áp suất cao .v.v. Túi khí được bơm căng bởi khí có áp suất cao từ bộ tạo khí. Bộ thổi khí và túi được đặt trong một vỏ và đặt ở trong bảng táp lô phía hành khách.

<2> Nguyên lý hoạt động

Nếu cảm biến túi khí được bật lên do giảm tốc khi xe bị va đập từ phía trước, dòng điện đi vào ngòi nổ đặt trong bộ thổi khí và kích nổ. Đầu phóng bị đốt bởi ngòi nổ phóng qua đĩa chắn và đập vào piston động làm khởi động ngòi nổ mồi. Tia lửa của ngòi nổ này lan nhanh tới bộ kích thích nổ và các hạt tạo khí. Khí được tạo thành từ các hạt tạo khí bị đốt nở ra và đi vào túi khí qua các lỗ xả khí và làm cho túi khí bung ra. Túi khí đẩy cửa mở ra tiếp tục bung ra giúp giảm va đập tác dụng lên đầu, ngực hành khách phía trước.

Gợi ý:

Có bội thổi khí loại kép để điều khiển sự bung ra của túi khí theo hai cấp. Và mỗi cấp đều có ngòi nổ và hạt tạo khí tuỳ theo mức độ va đập sẽ có tốc độ bung ra tối ưu của túi khí. Mức độ va đập được xác định bởi hệ thống cảm biến túi khí, khi mức độ va đập lớn thì cả hai ngòi nổ A và B đều được đánh lửa đồng thời. Khi va đập nhỏ, thời điểm đánh lửa ngòi nổ B được làm chậm lại và túi khí được bung ra với vận tốc chậm hơn so với bộ thổi khí loại đơn

Đối với túi khí bên

<1> Cấu tạo

Về cơ bản cấu tạo của túi khí bên giống như túi khí hành khách phía trước. Cụm túi khí bên được đặt trong hộp và bố trí ở phía ngoài của lưng ghế. Cụm túi khí bên gồm có ngòi nổ, hạt tạo khí, khí áp suất cao và vách ngăn.

<2> Nguyên lý hoạt động.

Nếu cảm biến túi khí được kích hoạt do giảm tốc đột ngột khi xe bị va đập bên hông xe, dòng điện đi vào ngòi nổ đặt trong bộ thổi khí và kích nổ. Khí cháy được tạo ra do các hạt tạo khí bị đốt làm rách buồng ngăn làm cho khí cháy tiếp tục giãn nở với áp suất cao sau đó khí này làm rách đĩa chạy để khí có áp suất cao đi vào túi khí và làm cho túi khí bung ra.

4. Cơ chế tạo khí từ các hạt tạo khí

Hạt tạo khí được nhắc ở trên là các hóa chất dạng hạt NaN3 KNO3 và SiO2.

Trong quá trình túi khí bung ra  thì hàng loạt các phản ứng đã diễn ra một cách cực kỳ nhanh chóng. Ban đầu, bộ cảm ứng kích thích bằng nhiệt được khơi mào khi có va chạm, NaN3 phân hủy cực nhanh tạo khí N2.

Sau khi tạo ra N2 và Na, để giảm sự hoạt động  của Na, là kim loại hoạt động mạnh và có khả năng nổ, người ta sử dụng KNO3 và SiO2 như là chất ức chế để ngăn cản sự gây hại từ Na bằng cách tạo thành Na2O rồi tạo thành silacat và cả khí N2 . Toàn bộ phản ứng tạo khí N2 làm căng đầy túi khí diễn ra 1 cách rất nhanh có thể mô tả bằng 3 giai đoạn:

1. NaN3 --> Na + 3/2N2

2. 2Na + 2KNO3 -> K2O + Na2O + 2O2 + N2

3. K2O + SiO2 -> K2SiO3. Na2O + SiO2 -> Na2SiO3.

Hoahocngaynay.com