Xe ô tô va chạm mạnh đến mức nào thì túi khí mới “bung”?

Vụ chiếc VinFast Fadil gặp tai nạn tại Hải Dương mà không bung túi khí khiến cộng đồng mạng dấy lên nhiều tranh cãi về hoạt động của túi khí trên các ô tô, tại sao xe VinFast Fadil lại không bung túi khí khi va chạm vào gốc cây? Nhân trường hợp này, chúng ta hãy tìm hiểu về túi khí và những quy định về việc kích hoạt túi khí trên xe ô tô như thế nào.

Giống như dây an toàn, túi khí là một loại hệ thống giúp đảm bảo sự an toàn cho ô tô, được thiết kế để giảm thiểu chấn thương trong trường hợp xảy ra tai nạn. Những chiếc đệm bơm khí này, được tích hợp vào vô lăng, bảng điều khiển, cửa, mái và /hoặc ghế xe, sử dụng cảm biến va chạm để kích hoạt sự giãn nở nhanh chóng của khí nitơ chứa trong đệm bật ra khi va chạm để tạo thành hàng rào bảo vệ giữa hành khách và các bề mặt cứng trên xe.

Có hai loại túi khí chính được thiết kế để giảm thiểu các tác động phía trước và tác động phụ. Các hệ thống túi khí phía trước tiên tiến sẽ tự động xác định xem với mức công suất va chạm nào thì túi khí phía trước của người lái và túi khí phía trước của hành khách sẽ phồng lên. Mức công suất phù hợp dựa trên chỉ số của các đầu vào cảm biến có thể phát hiện kích thước người ngồi, vị trí ngồi, sử dụng dây an toàn của người ngồi và mức độ nghiêm trọng của sự cố.

Năm 1968, Allen Breed là người giữ bằng sáng chế công nghệ cảm biến va chạm duy nhất có sẵn tại thời điểm đó. Cụ thể, Breed đã phát minh ra một "hệ thống cảm biến và an toàn" vào năm 1968. Đây là hệ thống túi khí ô tô điện cơ đầu tiên trên thế giới. Tuy nhiên, bằng sáng chế thô sơ của túi khí đã có từ những năm 1950. Đơn xin cấp bằng sáng chế đã được Walter Linderer, người Đức và John Hetrick, người Mỹ nộp vào đầu năm 1951.

Túi khí của Linderer (bằng sáng chế của Đức # 896312) được dựa trên một hệ thống khí nén, sẽ kích hoạt ra khi có sự tiếp xúc mạnh hoặc người lái xe kích hoạt. Hetrick đã nhận được bằng sáng chế vào năm 1953 (Hoa Kỳ # 2.649.311) cho cái mà ông gọi là "lắp ráp đệm an toàn cho xe ô tô", cũng dựa trên khí nén. Nghiên cứu sau đó trong những năm 1960 đã chứng minh rằng khí nén không có khả năng bơm phồng túi khí đủ nhanh để có hiệu quả.

Vì vậy, năm 1964, kỹ sư ô tô Nhật Bản Yasuzaburou Kobori đã phát triển một hệ thống túi khí "lưới an toàn", sử dụng một thiết bị nổ để kích hoạt túi khí, và đã được trao bằng sáng chế ở 14 quốc gia. Đáng buồn thay, Kobori mất vào năm 1975 trước khi thấy những ý tưởng của mình được đưa vào sử dụng rộng rãi.

Năm 1971, Công ty Ford Motor đã chế tạo một đội máy bay thử nghiệm. Đến năm 1973, General Motors đã lắp đặt túi khí trong một đội xe Chevrolet Impalas chỉ để sử dụng cho chính phủ. Chiếc Oldsmobile Toronado đời năm 1973 là chiếc xe đầu tiên có túi khí hành khách được bán cho công chúng. General Motors sau đó đã cung cấp một tùy chọn túi khí phía người lái trong chiếc Oldsmairs và Buicks kích thước đầy đủ vào năm 1975 và 1976. Cadillac cũng trang bị túi khí trên các mẫu xe của hãng cho người lái và hành khách trong những năm đó.

Ford và GM đã dành nhiều năm để vận động hành lang chống lại các yêu cầu phải có túi khí trên xe hơi, vì cho rằng các thiết bị đó đơn giản là không khả thi. Nhưng cuối cùng, các đại gia ô tô đã nhận ra rằng túi khí là cần thiết. Ford bắt đầu cung cấp túi khí trở lại trên chiếc Tampo đời 1984.

Mặc dù Chrysler đã tạo ra một tiêu chuẩn túi khí phía người lái cho các mẫu xe trong những năm 1988 - 1989 của mình, nhưng đến đầu những năm 1990, túi khí mới tìm được đường vào phần lớn xe hơi Mỹ. Năm 1994, TRW bắt đầu sản xuất túi khí bơm hơi đầu tiên. Và đến năm 1998, túi khí đã trở thành thành phần bắt buộc phải có trong tất cả các xe mới.

Túi khí được thiết kế để giảm thiểu hậu quả trong các vụ va chạm nghiêm trọng ở trực diện và gần phía trước. Ngoài ra, các quốc gia cũng có những quy định điều chỉnh cụ thể về hoạt động của túi khí. Chẳng hạn, Mỹ yêu cầu túi khí phải hoạt động trong các vụ va chạm khi xe đang chạy với tốc độ tương đương khoảng 23km/h, hoặc đâm vào một chiếc xe có kích thước tương tự đang đỗ trên toàn bộ mặt trước của mỗi chiếc xe với tốc độ gấp đôi (46 km/h). Các quy định quốc tế thường dựa trên hiệu suất, thay vì dựa trên công nghệ, vì vậy ngưỡng kích hoạt túi khí là một chức năng về thiết kế tổng thể của xe.

Không giống như các thử nghiệm va chạm vào các rào chắn, các vụ va chạm trong thực tế thường xảy ra ở các góc, ngoài việc đâm trực tiếp vào phía trước xe; các lực va chạm thường không được phân bổ đều trên mặt trước của xe. Do đó, tốc độ tương đối của xe khi xảy ra va chạm để túi khí có thể kích hoạt trong một vụ tai nạn có thể cao hơn nhiều. Bởi vì cảm biến túi khí đo tốc độ giảm tốc, tốc độ xe không phải là một chỉ số tốt để quyết định túi khí có “bung” hay không.

Ngoài ra, gần như tất cả các túi khí đều được thiết kế để tự động kích hoạt trong trường hợp cháy xe khi nhiệt độ lên tới 150 đến 200 độ. Tính năng an toàn này giúp đảm bảo nhiệt độ như vậy sẽ không gây nổ cho toàn bộ mô-đun túi khí.

Hơn nữa, trong thực tế hiện tại, các thuật toán kích hoạt túi khí đang trở nên phức tạp hơn nhiều. Các nhà sản xuất xe hơi cố gắng để giảm những lần túi khí bị kích hoạt không cần thiết và để điều chỉnh tốc độ triển khai với các điều kiện sự cố. Các thuật toán được coi là tài sản trí tuệ có giá trị. Các thuật toán thử nghiệm có thể tính đến các yếu tố như trọng lượng của người ngồi, vị trí ghế ngồi, sử dụng dây an toàn và thậm chí cố gắng xác định xem có ghế trẻ em hay không.