NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG TÚI KHÍ VÀ BỘ CĂNG ĐAI KHẨN CẤP TRÊN XE TOYOTA Altis 2020

1.2 Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu và mở rộng kiến thức về hệ thống túi khí và bộ căng đai - Biết được cấu tạo và hiểu được nguyên lý hoạt động 1.3 Nội dung nghiên cứu - Tìm hiểu lịc

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

-

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG TÚI KHÍ VÀ BỘ CĂNG ĐAI

KHẨN CẤP TRÊN XE TOYOTA Altis 2020

CBHD: TS.Nguyễn Tuấn Nghĩa Sinh viên: Đinh Văn Hòa

Mã số sinh viên: 2018605746

Hà Nội – Năm 2022

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Hà Nội, Ngày……tháng……năm 2022

Người xác nhận

(Ký, ghi rõ họ tên)

MỤC LỤC

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH VẼ

MỞ ĐẦU

1.1 Lý cho chọn đề tài

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

1.3 Nội dung nghiên cứu

1.4 Phạm vi nghiên cứu

Lời nói đầu 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 2

1.1 Các hệ thống an toàn trên ô tô 2

1.1.1 Hệ thống an toàn chủ động 2

1.1.2 Hệ thống an toàn bị động 8

1.2 Lịch sử ra đời hệ thống an toàn bị động 10

1.2.1 Hệ thống túi khí 10

1.2.2 Dây an toàn 13

1.3 Phân loại 14

1.3.1 Túi khí 14

1.3.2 Bộ căng đai 18

1.4 Nguyên lý hoạt động chung 20

1.4.1 Hệ thống túi khí 20

1.4.2 Bộ căng đai khẩn cấp 22

CHƯƠNG 2 HỆ THỐNG TÚI KHÍ VÀ BỘ CĂNG ĐAI 23

2.1 Cấu tạo các bộ phận chính của hệ thống túi khí 23

2.1.1 Túi khí 23

2.1.2 Bộ tạo khí và bộ đánh lửa 24

2.1.3 Cảm biến va chạm 25

2.1.4 Cảm biến áp lực ghế ngồi 27

2.1.5 Bộ cảm biến túi khí trung tâm 28

2.1.6 Công tắc ngắt hoạt động túi khí hành khách 30

2.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống túi khí 30

2.2.1 Túi khí tài xế 33

2.2.2 Túi khí hành khách phía trước 34

2.2.3 Túi khí bên 35

2.2.4 Túi khí rèm 36

2.3 Kết cấu và sự hoạt động của bộ căng đai khẩn cấp 37

CHƯƠNG 3 KIỂM TRA, BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA 42

3.1 Các cách kiểm tra 42

3.1.1 Kiểm tra sơ bộ 42

3.1.2 Kiểm tra thường xuyên 42

3.1.3 Kiểm tra bằng máy chẩn đoán 42

3.2 Những hư hỏng, nguyên nhân, 44

3.2.1 Bình ác quy cần sạc 44

3.2.2 Đèn túi khí nhấp nháy 45

3.2.3 Giắc cắm bị lỏng hoặc oxy hóa 46

3.2.4 Túi khí ô tô tự bung ra 46

3.2.5 Đèn túi khi liên tục cảnh bảo 47

3.2.6 Hệ thống cảm biến túi khi bị lỗi hư hỏng 48

3.2.7 Cuộn dây túi khí bị lỗi 49

3.2.8 Module túi khí bị hỏng 49

3.2.9 Quy trình thay thế túi khí 50

KẾT LUẬN 53

TÀI LIỆU THAM KHẢO 54

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Hệ thống đèn chiếu sáng cơ bản trên ô tô 2

Hình 1.2 Trường hợp có và không có hệ thống phanh ABS 3

Hình 1.3 Hệ thống phân phối lực phanh điện tử EBD 4

Hình 1.4 Hệ thống hỗ trợ phanh khẩn cấp BA 5

Hình 1.5 Mô phỏng tình huống vào cua khi có và không có ESC 6

Hình 1.6 Ghế ngồi trang bị Isofix 6

Hình 1.7 Bản lề Isofix được hàn với thân xe 8

Hình 1.8 Hệ thống dây đai an toàn 9

Hình 1.9 Hệ thống túi khí 10

Hình 1.10 Cảm biến nhận diện va chạm 11

Hình 1.11 Ford thí nghiệm với xe hơi có lắp túi khí vào năm 1971 12

Hình 1.12 Thử nghiệm túi khí trên mẫu xe W126 12

Hình 1.13 Túi khí đã trở nên rất phổ biến vào những năm 80 13

Hình 1.14 Túi khí phía trước 16

Hình 1.15 Túi khí sườn 16

Hình 1.16 Túi khí đầu gối 17

Hình 1.17 Túi khí trên dây an toàn 17

Hình 1.18 Túi khí trần xe 18

Hình 1.19 Căng đai trước loại hỏa pháo kiểu thanh răng 19

Hình 1.20 Căng đai trước loại hỏa pháo kiểu bi 20

Hình 1.21 Cấu tạo túi khí 20

Hình 1.22 Sơ đồ hệ thống túi khí loại M 21

Hình 1.23 Sơ đồ hệ thống túi khí loại E 21

Hình 1.24 Tác dụng của các phần bộ căng đai khẩn cấp 22

Hình 2.1 Sơ đồ bố trí chung hệ thống túi khí và bộ căng đai 23

Hình 2.2 Túi khí được giấu dưới một panel 24

Hình 2.3 Cấu tạo bộ tạo khí và đánh lửa 25

Hình 2.4 Cảm biến va chạm 26

Hình 2.5 Cảm biến va chạm trước 27

Hình 2.6 Cảm biến va chạm bên 27

Hình 2.7 Cấu tạo của cảm biến áp lực ghế ngồi 28

Hình 2.8 Mạch cảm biến túi khí trung tâm 28

Hình 2.9 Cấu tạo của cảm biến dự phòng 29

Hình 2.10 Đèn báo túi khí hành khách 30

Hình 2.11 Cung tác dụng phía trước của hệ thống SRS 31

Hình 2.12 Trường hợp túi khí phía trước không nổ 32

Hình 2.13 Trường hợp túi khí phía trước nổ 33

Hình 2.14 Bộ thổi khí loại đơn 34

Hình 2.15 Bộ thổi khí loại kép 34

Hình 2.16 Quá trình kích nổ túi khí hành khách 35

Hình 2.17 Quá trình kích nổ túi khí bên 36

Hình 2.18 Quá trình kích nổ túi khí rèm 37

Hình 2.19 Tác dụng các thành phần của bộ căng đai khẩn cấp 38

Hình 2.20 Các chi tiết tách rời của bộ căng đai khẩn cấp 38

Hình 2.21 Bộ căng đai khẩn cấp khi lắp ráp đầy đủ 39

Hình 2.22 Trạng thái chưa được kích hoạt của bộ căng đai khẩn cấp 39 Hình 2.23 Khi bộ căng đai được kích hoạt 40

Hình 2.24 Hoạt động của cơ cấu hạn chế lực 40

Hình 3.1 Sạc bình ắc quy để loại bỏ vấn đề 45

Hình 3.2 Sửa chữa cáp túi khí bị hư hỏng 45

Hình 3.3 Giắc cắm bị lỏng hay oxy hóa cũng có thể gây ra vấn đề 46

Hình 3.4 Túi khí ô tô tự bung ra 47

Hình 3.5 Đèn cảnh bảo túi khí sáng liên tục 47

Hình 3.6 Sửa chữa bộ điều khiển hệ thống túi khí của ô tô 48

Hình 3.7 Kiểm tra cuộn dây túi khí trên vô lăng 49

Hình 3.8 Kiểm tra Module túi khí 50

Hình 3.9 Cần kiểm tra và tắt động cơ trước khi thay túi khí 51

Hình 3.10 Thay thế túi khí mới trên xe ô tô 52

MỞ ĐẦU 1.1 Lý cho chọn đề tài

Cùng với sự phát triển của kỹ thuật, chiếc xe ngày nay ngày một tiện nghi và hiện đại hơn Nhiều hệ thống điện-điện tử hiện đại trang bị lên xe như:

hệ thống định vị, hệ thống trợ lý ảo, hệ thống giải trí, hệ thống ghế massa… để

hỗ trợ người lái và đem lại cảm giác thoải mái cho người ngồi trên xe Ngoài

ra các hệ thống an toàn cũng được nghiên cứu phát triển như hệ thống phanh ABS, hệ thống phanh khẩn cấp… để nâng cao tính năng an toàn cho xe Tuy nhiên, khi tai nạn xảy ra thì những hệ thống này không còn tối ưu để bảo vệ tính mạng người trong ô tô Thay vào đó là “hệ thống túi khí và bộ căng đai khẩn cấp” đã giúp thương tổn ở mức thấp và xắc xuất tử vong là thấp nhất Đó

là lý do em chọn đề tài: “nghiên cứu hệ thống túi khí và bộ căng đai khẩn cấp trên xe Toyota Altis 2020” để làm ĐATN

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

- Nghiên cứu và mở rộng kiến thức về hệ thống túi khí và bộ căng đai

- Biết được cấu tạo và hiểu được nguyên lý hoạt động

1.3 Nội dung nghiên cứu

- Tìm hiểu lịch sử ra đời hệ thống túi khí và dây đai an toàn

- Cấu tạo và nguyên lý hoạt động chung của túi khí và bộ căng đai

- Cấu tạo và nguyên lý hoạt động hệ thống túi khí và bộ căng đai khẩn cấp trên xe Toyota Altis 2020

- Tìm hiểu các lỗi và biện pháp khắc phục về hệ thống túi khí

1.4 Phạm vi nghiên cứu

Đề tài chủ yếu nghiên cứu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống túi khí và bộ căng đai khẩn cấp trên xe Toyota Altis 2020

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay ô tô là một trong những phương tiện giao thông không thể thiếu đối với việc phát triển kinh tế - xã hội Sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật được ứng dụng rất nhiều vào nền công nghiệp sản xuất ô tô Công nghệ chế tạo, lắp ráp và sửa chữa ngày càng được cải tiến mạnh mẽ, để tạo ra một chiếc ô tô hiện đại, tiện nghi đảm bảo vệ sinh môi trường và giảm tối thiểu tai nạn giao thông

Ngành công nghiệp ô tô đã thiết kế rất nhiều hệ thống như ABS lock Braking System), cân bằng điện tử ESC (Electronic Stability Program, hỗ trợ phanh khẩn cấp BA (Breke Assist) để tăng tính năng an toàn cho xe… Nhưng khi xảy ra tai nạn, các hệ thống trên sẽ không còn tối ưu để bảo vệ an toàn cho người trên ô tô Nhiều giải pháp đã được đưa ra, trong số đó thành công nhất là hệ thống túi khí an toàn Hệ thống này ngày càng được thiết kế nhỏ gọn, độ chính xác cao, an toàn và hiệu quả, vì vậy đã nâng cao được tính năng an toàn, giảm thiểu số ngườ tử vong trong các vụ va chạm giao thông Với mục đích củng cố và mở rộng kiến thức chuyên môn, em đã chọn đề tài

(Anti-“NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG TÚI KHÍ VÀ BỘ CĂNG ĐAI KHẨN CẤP

TRÊN XE TOYOTA Altis 2020” với sự hướng dẫn của thầy TS Nguyễn Tuấn Nghĩa

Hà Nội, ngày 28 tháng 5 năm 2022

Sinh viên thực hiện

Hòa Đinh Văn Hòa

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Các hệ thống an toàn trên ô tô

Hình 1.1 Hệ thống đèn chiếu sáng cơ bản trên ô tô

Đèn pha (far) - cốt (cos): Đèn được đặt ở đầu xe, làm nhiệm vụ chiếu sáng đường đi phía trước trong điều kiện trời tối, giúp người lái quan sát tình trạng giao thông và chướng ngại vật để xử lý Đèn pha có chức năng chiếu sáng

ở khoảng cách xa, đèn cốt chiếu sáng ở khoảng cách gần trước đầu xe

Đèn xi-nhan: Giúp người lái báo hiệu hướng di chuyển tiếp theo của chiếc xe cho các phương tiện và người tham gia giao thông khác qua việc bật/tắt đèn theo hướng muốn đi Ngoài ra, loại đèn này còn có nhiệm vụ cảnh báo nguy hiểm khi đồng thời cùng bật/tắt liên tục thông quan nút bấm hình tam giác trên bảng điều khiển

Đèn sương mù: Giúp tăng khả năng nhận biết các phương tiện phía trước

và sau trong điều kiện thời tiết nhiều sương hoặc đường xá nhiều bụi làm giảm khả năng quan sát của người lái Vị trí đèn sương mù thường đặt thấp ở phần đầu xe

Đèn hậu: Đặt ở đuôi xe, được quy định sử dụng màu đỏ, làm nhiệm vụ tăng khả năng nhận biết cho các phương tiện đi phía sau và cảnh báo mỗi khi người lái đạp phanh, giúp giảm thiểu va chạm từ phía sau

b) Hệ thống chống bó cứng phanh ABS (Anti-lock Braking System)

Là một tính năng an toàn quan trọng được trang bị khá phổ biến trên các mẫu xe hiện nay

Hình 1.2 Trường hợp có và không có hệ thống phanh ABS

Hệ thống này sẽ hỗ trợ quá trình phanh xe được an toàn và chính xác hơn, đặc biệt trong trường hợp phanh gấp Lý giải một cách đơn giản, đây là hệ thống bóp nhả phanh liên tục khi người lái đạp phanh gấp, giúp bánh xe không

bị bó cứng mà vẫn đảm bảo độ bám đường, ngăn ngừa tình trạng bánh dẫn hướng bị cứng gây mất lái ABS chỉ kích hoạt trong những tình huống phanh khẩn cấp và chân phanh sẽ rung giật để báo cho tài xế biết Ngày nay, hệ thống

này đã trở thành tính năng tiêu chuẩn trên cả xe trang bị phanh tang trống lẫn phanh đĩa

c) Hệ thống phân bổ lực phanh điện tử EBD (Electronic Brakeforce Distribution)

Phần lớn ô tô sử dụng cho mục đích đi lại thông thường có động cơ đặt phía trước nên tải trọng tác dụng lên bánh trước lớn hơn bánh sau Đồng thời, trong quá trình phanh, do lực quán tính nên tải trọng càng tăng lên bánh trước

và giảm đi ở bánh sau Ngoài ra, khi xe vào cua, tải trọng sẽ tăng ở hai bánh phía ngoài, còn giảm ở phía trọng Tất cả các trường hợp này đều cần phân phối lại lực phanh một cách hợp lý để đảm bảo hiệu quả phanh Bằng cách tính toán tốc độ, tải trọng cũng như độ bám đường của các bánh, hệ thống EBD sẽ điều chỉnh và cân bằng lực phanh giúp quá trình phanh trở nên tối ưu hơn

Hình 1.3 Hệ thống phân phối lực phanh điện tử EBD

d) Hệ thống hỗ trợ phanh khẩn cấp BA (Brake Assist)

Khi phát hiện ra tài xế có hành động phanh gấp, hệ thống BA sẽ tự động trợ giúp để quá trình diễn ra nhanh hơn

Hình 1.4 Hệ thống hỗ trợ phanh khẩn cấp BA

Chẳng hạn như trường hợp xe đang lưu thông trên đường bỗng nhiên gặp chướng ngại vật, người lái sẽ đạp phanh theo phản xạ, nhưng do bất ngờ nên lực đạp phanh không đủ mạnh để chiếc xe dừng lại, khi đó hệ thống hỗ trợ phanh khẩn cấp BA sẽ tự động bù thêm lực phanh đủ mạnh và kịp thời giúp xe dừng lại, tránh xảy ra va chạm Hệ thống này thường đi cùng với hệ thống ABS

và EBD, hỗ trợ cho nhau đảm bảo hiệu quả phanh gấp tối ưu ngay cả trên những

bề mặt trơn trượt

e) Hệ thống cân bằng điện tử ESC (ESP, VSC, VSA )

Trong trường hợp ngưới lái đánh lái quá nhanh để tránh chướng ngại vật hoặc vào cua ở tốc độ cao trên đường trơn trợt dẫn đến tình trạng xe bị mất điều khiển và trượt sang hai bên, ESC sẽ tác động lên hệ thống phanh giúp điều chỉnh lại hướng lái, đồng thời tự động giảm công suất động cơ giúp người lái

có thời gian giành lại quyền kiểm soát xe ESC không chỉ làm việc khi xe vận hành trên đường ẩm ướt hay băng giá mà còn hoạt động tốt khi xe tăng tốc hay vào cua Yếu tố cốt lõi là ESC giúp phát hiện nguy cơ trượt bánh xe trước khi điều này trở thành mối de dọa thực sự

Hình 1.5 Mô phỏng tình huống vào cua khi có và không có ESC

f) Hệ thống khóa an toàn trẻ em ISOFIX

Hình 1.6 Ghế ngồi trang bị Isofix được gắn chặt vào thân xe, làm cho

ghế ổn định hơn trong quá trình va chạm

ISOFIX (Tổ chức Tiêu chuẩn Quốc tế (FIX)) là một hệ thống bắt buộc được

Tổ chức Tiêu chuẩn Quốc tế (ISO) đưa ra Mục tiêu của tiêu chuẩn này là làm cho việc lắp đặt chỗ ngồi cho trẻ em nhanh chóng, đơn giản và đáng tin cậy

Các tính năng chính của hệ thống ISOFIX là bạn không cần phải sử dụng dây an toàn xe hơi để cài đặt một chỗ ngồi cho trẻ em xe Ghế, với một cặp khóa đặc biệt gắn trên các thanh trượt trượt, được gắn với các bản lề bằng kim loại (neo) nằm trong ghế xe và được kết nối cứng với cơ thể

Mục tiêu của các nhà phát triển hệ thống Isofix là cung cấp một kết nối phổ quát cho tất cả các phương tiện và sử dụng đơn giản Và quan trọng nhất - giảm thiểu khả năng sai lầm khi cài đặt chỗ ngồi cho xe hơi Xét cho cùng, nếu

cố định được thực hiện bằng cách sử dụng dây an toàn, nó vô tình, bạn có thể xoay, bỏ qua không thông qua khe cắm, thắt chặt một chút và do đó làm giảm đáng kể các chức năng bảo vệ của ghế hoặc, thậm chí, sẽ giảm bớt chúng bằng không Các số liệu thống kê của châu Âu cho thấy 70-80% bậc cha mẹ không sửa đúng chỗ ngồi cho trẻ em bằng một đai ba điểm! Hệ thống isophyx là không

có những hạn chế Và đó là lý do tại sao tính năng chính của ghế ô tô có gắn chặt như vậy là chúng có thể được cố định một cách chính xác hoặc bằng bất

kỳ cách nào

Có một ý kiến sai lầm rằng việc buộc chặt như vậy là nguy hiểm cho đứa trẻ Và, rõ ràng, ghế bành với một dây đai cố định ít bị chấn thương, do tự do bánh xe lên đến sự căng thẳng đầy đủ của các dây an toàn xe Nhiều thí nghiệm bác bỏ lý thuyết này Đặc biệt, các cuộc thử nghiệm sụp đổ với người giả Hybrid III thế hệ mới đã chỉ ra rằng ghế với Isofix cung cấp tải cổ ít hơn đáng kể

Hình 1.7 Bản lề Isofix được hàn với thân xe

Đây là một hệ quả của các quy tắc, từ lâu được biết đến trong kỹ trong lĩnh vực an toàn thụ động: ghế ổn định trong suốt một vụ va chạm hơn trở thành

hệ thống kiềm chế có hiệu quả nhanh hơn, bảo vệ tốt hơn các hành khách Bên cạnh đó, dây an toàn xe hơi nội bộ (trong đó giữ em bé) thiết kế theo cách như vậy mà sự chuyển động của các quán tính của em bé được hấp thụ do biến dạng đàn hồi của họ, và do đó, nói chung, tất cả các hệ thống an toàn trẻ em là khá kiên cường

1.1.2 Hệ thống an toàn bị động

a) Hệ thống dây đai an toàn

Ở thời điểm hiện tại, hệ thống dây đai an toàn trên xe ô-tô là bộ phận tối thiểu nhất trong cơ chế an toàn bị động và chắc chắn không thể thiếu ở trên bất

cứ xe ô-tô nào Có lẽ không ít lần bạn đã tự nghĩ trong đầu rằng làm sao chỉ với một mảnh vải như vậy là có thể cứ mạng mình trong một tai nạn ô-tô? Và nguyên lý hoạt động của nó sao? Bài viết này sẽ cung cấp cho các bạn những thông tin trên để các bạn có thể hiểu rõ nguyên lý hoạt động và công dụng của dây an toàn trên xe ô tô

Nguyên tắc vận hành đơn giản của dây an toàn vô cùng đơn giản: nó giúp giữ chặt bạn và không cho để bạn bay về phía trước theo quán tính và va đập với kinh xe hoặc bảng đồng hồ trong trường hợp xe đột ngột dừng lại hoặc khi xảy ra tai nạn Do có quán tính như vậy, nếu không có dây an toàn giữ lại, bạn sẽ bị lực quán tính đó làm bạn lao đến phía trước và va đập vào cửa kính hoặc tay lái với một lực vô cùng lớn và sẽ khiến bạn cũng như những người ngồi trên xe bị tổn thương do va đập như vậy

Hình 1.8 Hệ thống dây đai an toàn

Nhiệm vụ của dây an toàn: Đối với những kiểu dây an toàn truyền thống như lapbelt hoặc shoulder belt (kéo qua vai hoặc hông), hai loại dây an toàn này đều được gắn chặt với thân xe để giữ thân người ngồi trên xe gắn chặt vào ghế Khi dây an toàn được cài chính xác, chúng sẽ cung cấp toàn bộ lực giữ vào lồng ngực hoặc khu vực xương chậu, những vùng chịu lực khỏe trên cơ thể Ngoài ra cấu tạo của dây an toàn cũng là một dãy dài và rộng với vật liệu mềm dẻo, nên lực cũng được phân tán và không gây nguy hiểm lớn Các loại dây an toàn thường khả

năng co giãn vô cùng tốt, bạn vẫn có thể nhoài người về phía trước trong khi dây vẫn căng thế nhưng nếu có va chạm, dây sẽ giữ chặt bạn hơn

b) Hệ thống túi khí

Túi khí ô tô (tiếng Anh là Supplemental Restraint System – viết tắt SRS)

là một hệ thống an toàn hạn chế va đập bổ sung, giúp bảo vệ người lái và hành khách, giảm thiểu các chấn thương khi xe xảy ra va chạm mạnh Túi khí được lắp đặt ẩn ở một số vị trí bên trong xe Khi xe xảy ra va chạm, ngay lập tức túi khí sẽ được kích hoạt căng phồng để bảo vệ người lái và hành khách

năm 1967 Vào thời gian này người dân Mỹ rất ít khi sử dụng dây đai an toàn cũng như các công cụ an toàn khác để bảo vệ họ khỏi các vụ va chạm trước [1]

Hình 1.10 Cảm biến nhận diện va chạm

Vào năm 1971, hãng xe nổi tiếng Ford đã thực hiện các thí nghiệm với

xe hơi có lắp túi khí Vào năm 1974, túi khí đôi đã trở thành tùy chọn trên các dòng xe có kích thước lớn, được sản xuất bởi các thương hiệu như Buick, 11 Cadillac và Oldsmobile Vào lúc đó các thiết bị như túi khí vẫn chưa phổ biến trên thị trường

Vào những năm 1970, có tới 10.000 xe hơi được sản xuất bởi General Motors đều được trang bị túi khí Công ty đã phải đối mặt với các sự cố khi có tới 7 người chết do nổ túi khí Mặc dù lực tạo ra do túi khí nổ không lớn nhưng

có thể do nạn nhân bị đau tim Tuy nhiên, Cục Quản Lý An Toàn Giao Thông Đường Bộ Hoa Kỳ NHTSA vẫn đề xuất lắp đặt túi khí trên tất cả các xe hơi

Bi sắt

Xy lanh Lõi từ

Vỏ nhựa

Nam châm

Chân cực

Lá đồng Chân cực

Hình 1.11 Ford thí nghiệm với xe hơi có lắp túi khí vào năm 1971

Sau đó, vào năm 1983, Mercedes-Benz giới thiệu lại túi khí như là một tùy chọn trên mẫu xe W126 mới nhất Túi khí không còn là phương tiện để thay thế dây đai an toàn, mà là một cách để bảo vệ hành khách hiệu quả

Hình 1.12 Thử nghiệm túi khí trên mẫu xe W126

Túi khí đã trở nên rất phổ biến vào những năm 80, khi các công ty như Ford và General Motors đã lắp đặt túi khí như một thiết bị tiêu chuẩn Công ty

12 Autoliv – chuyên phát triển các hệ thống an toàn trên ô tô, đã được cấp bằng sáng chế túi khí vào giữa những năm 90

Ngày 11 tháng 7 năm 1984, chính phủ Hoa Kỳ yêu cầu trang bị túi khí

và dây an toàn trên tất cả các xe hơi

Hình 1.13 Túi khí đã trở nên rất phổ biến vào những năm 80

1.2.2 Dây an toàn

Cách đây hơn 60 năm, năm 1959, nhà thiết kế Nils Bohlin, người Thuỵ Điển làm việc cho Volvo, đã đăng ký bằng sáng chế cho dây đai an toàn 3 điểm trên ô tô Và vào ngày 13/08/1959, hãng xe Volvo chính thức công bố sản phẩm này với việc áp dụng lần đầu trên mẫu xe Volvo PV54

Dây đai an toàn 3 điểm là một trong những phát minh quan trọng nhất của riêng hãng xe Volvo và cũng quan trọng nhất trong lịch sử ngành công nghiệp ô tô Hãng xe Volvo cũng cho biết, cơ quan cấp bằng sáng chế của Đức từng gọi dây an toàn 3 điểm là một trong 8 sáng chế quan trọng nhất đối với nhân loại từ năm 1885 đến 1985 Kể từ khi ra đời đến nay, dây đai an toàn 3 điểm đã cứu mạng hàng triệu người trên khắp thế giới và nó đã trở thành trang

bị an toàn bắt buộc trên các mẫu xe hơi hiện đại Ngoài ra, một số hãng còn làm cho hệ thống dây đai an toàn 3 điểm trở nên tân tiến hơn, thêm các công nghệ bảo vệ hành khách, với mục đích cuối cùng là giúp cho hành khách giữ được tính mạng khi xảy ra tai nạn

Mục đích chính của dây đai an toàn là giữ người ngồi bên trong xe không

bị lao về phía trước khi xe dừng đột ngột như phanh gấp hay có tai nạn trực diện Ví dụ xe đang chạy với tốc độ 50 km/h mà va chạm bất ngờ, mọi vật bên trong xe sẽ chuyển động theo vận tốc riêng của nó, kể cả con người Tài xế sẽ

có nguy cơ đập phần ngực vào vô-lăng và gây ra các tổn thương cho phần nội tạng, rất dễ mất mạng Người ngồi bên phụ nếu không có dây đai an toàn có thể

bị văng về phía trước, va đập vào kính lái Nếu tốc độ quá nhanh thậm chí có thể gây vỡ kính lái và văng ra ngoài

- Loại điện tử (loại E)

- Loại cơ khí hoàn toàn (loại M)

Thường các dòng xe ô tô phổ thông sẽ được trang bị 6 túi khí đó là: Hyundai Accent bản cao, Mazda 2, Mazda CX-5, Hyundai Elantra, Hyundai Kona, Hyundai SantaFe, VinFast LUX A2.0…

– 7 túi khí

Các loại xe phổ thông cao cấp như: Mazda 3, Toyota Camry, Toyota Innova, Ford Everest, Ford Ranger… hay các dòng xe hạng sang như Mercedes C200, C300… thường được trang bị 7 túi khí

Có thể thấy, vị trí túi khí trên ô tô được sắp xếp như trên sẽ đảm bảo an toàn tối đa cho cả người cầm lái và hành khách ở trên xe nếu có va đập xảy ra

Túi khí phía trước

Túi khí phía trước là loại túi khí phổ biến nhất, có ở tất cả các loại xe ô

tô Nhiệm vụ của túi khí phía trước là bảo vệ phần đầu và ngực của người ngồi

xe khi có va chạm trực diện Túi khí phía trước được kích hoạt khi góc đâm vào khoảng 30 độ tính về cả 2 bên đầu xe

Không phải bất kỳ va chạm nào cũng làm phồng túi khí, cảm biến túi khí trung tâm sẽ tính toán để túi khí phồng trong trường hợp cần thiết Khi mức độ

va đập ở phía trước vượt quá giới hạn vào các vật thể cố định hoặc không biến dạng thì thiết bị sẽ được kích nổ

Hình 1.14 Túi khí phía trước

Túi khí sườn (hông, rèm)

Túi khí sườn có nhiệm vụ bảo vệ phần ngang đầu và ngực người ngồi khi xe xuất hiện các va chạm từ bên hông Khi thân xe chịu lực tác động mạnh hoặc nhiệt độ trong xe đạt ngưỡng trên 150 độ C thì túi khí sườn sẽ được kích hoạt Túi khí sườn gồm 3 loại chính là túi khí hông để bảo vệ ngang ngực, túi khí rèm để bảo vệ ngang đầu và túi khí kết hợp cả 2

Hình 1.15 Túi khí sườn

Túi khí đầu gối

Khi xe có va chạm trực diện, túi khí đầu gối sẽ nổ để bảo vệ phần khớp gối của người ngồi xe

Hình 1.16 Túi khí đầu gối

Túi khí trên dây an toàn

Phần ngực của người ngồi xe luôn cần được bảo vệ, túi khí trên dây an toàn sẽ giúp bạn hạn chế thương tổn phần cơ thể này khi có va chạm xảy ra

Hình 1.17 Túi khí trên dây an toàn

Túi khí trần xe

Túi khí được lắp đặt ở phần trần bên trên xe, sẽ được kích hoạt để bảo

vệ phần đầu của người ngồi khi xe xảy ra va chạm mạnh

Hình 1.18 Túi khí trần xe

1.3.2 Bộ căng đai

Bộ căng đai trước nhằm khắc phục độ chùng của dây đai an toàn và xiết chặt thân người đeo vào thành ghế Trên bộ căng đai trước kiểu cơ học, việc xiết chặt được thực hiện do một lực kéo phụ tác dụng vào đầu móc của dây đai

Bộ căng đai trước hoạt động đồng thời với các túi khí trước Bộ căng đai trước

có thể không được tác động nhờ vào các cảm biến áp lực ghế ngồi hay công tắc quán tính Khi không có người ngồi trên ghế thì không có tín hiệu đến modun điều khiển do đó bộ căng đai trước không hoạt động

Bộ căng đai trước có nhiều loại khác nhau:

- Căng đai trước loại cơ học

Căng đai trước loại cơ học gồm một lò xo nén trước một đầu cố định , một đầu được nối với cáp nối, đầu kia của cáp liên kết với một đầu móc của dây đai Lò xo được giữ ở vị trí nén trước nhờ vào một bộ móc khóa Khi có va

chạm mạnh cơ cấu hãm của móc tách ra, móc khóa bị đẩy xuống làm lò xo bung ra kéo cáp làm căng đai

- Căng đai trước loại hỏa pháo kiểu thanh răng

Khi chưa kích hoạt, khớp nối một chiều tách ra vì vậy ống bạc và trục cuốn đai quay tự do Khi có va chạm từ phía trước, nhờ các cảm biến va chạm bộ điều khiển SRS kích hoạt bộ sinh khí, áp suất sinh ra tác dụng lên piston và đẩy thanh răng đi lên ăn khớp với bánh răng Lúc này khớp nối một chiều đóng, bánh răng

sẽ làm quay khớp nối và ống cuốn đai, đai xiết chặt người ngồi vào ghế

Hình 1.19 Căng đai trước loại hỏa pháo kiểu thanh răng

- Căng đai trước loại hỏa pháo kiểu bi

Bộ căng đai loại hỏa pháo kiểu bi có chứa một bộ phận sinh khí, bộ sinh khí tác động lên piston làm đẩy các bi thép chuyển động đi xuống, các bi này

xẽ quay một bánh răng, trục bánh răng làm xoay ống cuốn đai vì thế dây đai xiết chặt

Thanh răng

Bộ sinh khí Bánh răng

Hình 1.20 Căng đai trước loại hỏa pháo kiểu bi

1.4 Nguyên lý hoạt động chung

1.4.1 Hệ thống túi khí

Cấu tạo: Túi khí ô tô bao gồm 3 bộ phận chính: bộ cảm biến va đập, bộ

tạo khí và túi khí

Hình 1.21 Cấu tạo túi khí

Nguyên lý hoạt động: Túi khí hoạt động theo cách tên lửa đẩy hoạt

động Khi xảy ra va chạm, những tín hiệu từ hệ thống cảm biến được truyền đến bộ điều khiển túi khí chỉ huy bơm áp lực cao bơm đầy khí vào trong túi

khí Hệ hống trải qua 3 giai đoạn kể từ khi xảy ra va chạm đến lúc túi khí bung

ra, toàn bộ diễn ra trong vòng vỏn vẹn 0,04 giây, nhanh hơn 5 lần tốc độ chớp mắt của con người

Giai đoan 1: những cảm biến trên xe sẽ đo lường những thông số như

tốc độ và áp lực phanh, gia tốc… Nếu những chỉ số này vượt quá mức cho phép thì bộ điều khiển sẽ kích hoạt ngòi nổ đánh lửa trong bộ thổi

Giai đoạn 2: ngòi nổ này sinh ra dòng điện cường độ từ 1A đến 3A, đốt

cháy hỗn hợp bao gồm Natri và Kali Nitrat Những chất này được đốt cháy 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 để bảo

vệ cho người ngồi trên xe Sau đó, khí ga trong túi thoát ra ngoài qua các lỗ nhỏ, khiến cho túi khí xẹp đi

Hình 1.22 Sơ đồ hệ thống túi khí loại M

Hình 1.23 Sơ đồ hệ thống túi khí loại E

Tiếp đến, chốt hãm đĩa dẫn động bị cắt đứt khiến tang trống, đĩa dẫn động và trục cơ cấu căng đai quay theo hướng cuộn đai lại, giữ chặt hành khách

để tránh dịch chuyển về phía trước quá nhiều, giảm va đập

Hệ thống căng đai khẩn cấp kết hợp với túi khí giúp cho lái xe cũng như các hành khách trên xe tránh những chấn thương nặng do va đập, giảm thiểu nguy cơ tử vong cho người ngồi trên xe nếu không may gặp tai nạn

Hình 1.24 Tác dụng của các phần bộ căng đai khẩn cấp