Hệ thống túi khí trên xe ô tô

Khi xe đâm vào xe khác hoặc vật thể cố định, nó dừng lại rất nhanh nhưng không phải ngay lập tức. Xe bắt đầu hấp thụ năng lượng va đập và giảm tốc độ vì phần trước của xe bị ép lại. Túi khí SRS (Secondary restraint system) 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.

HỆ THỐNG TÚI KHÍ

(AIR BAG)

Lịch sử của túi khí:

 Túi khí phát minh vào năm 1952, do John.W Hetrick một kỹ sư

ngành hải quân thiết kế để phục vụ trong gia đình.

 Năm 1967 Allen Breed đã cải tiến thêm thiết bị để phù hợp hơn Túi

khí giúp giảm được 30% số ca tử vong do tai nạn giao thông.

 Năm 1971 hãng Ford ứng dụng vào trong sản phẩm oto của mình

 Năm 1993 Clinton làm tổng thống Mĩ thì túi túi trở thành tiêu chuẩn

bắt buộc.

HỆ THỐNG TÚI KHÍ (AIR BAG)

I Nhiệm vụ và phân loại túi khí (air bag):

1 Nhiệm vụ

• Khi xe đâm vào xe khác hoặc vật thể cố định, nó dừng lại

rất nhanh nhưng không phải ngay lập tức Xe bắt đầu hấp thụ năng lượng va đập và giảm tốc độ vì phần trước của

xe bị ép lại

Túi khí SRS (Secondary restraint system) 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 ngưười lái và hành khách.

Cụ thể là, túi khí an toàn được trang bị trên các xe ô tô thế hệ mới nhằm:

 · Giảm thiểu các rủi

ro tai nạn liên quan đến con người

 · Giảm các chấn

thương ở vùng đầu,

cổ, ngực và mặt của người lái và hành khách ngồi kế bên khi xe bị va chạm từ phía trước.

- Túi khí bên.

- Túi khí bên ngoài:

- Túi khí đầu gối:

II Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:

 1 Nguyên lý hoạt động :

 Khi va chạm, cảm biến túi khí xác định mức độ va chạm và khi mức

độ này vưượt quá giá trị qui định của cụm cảm biến túi khí thì ngòi

nổ nằm trong bộ thổi túi khí sẽ bị đánh lửa

 Ngòi nổ đốt chất mồi lửa và hạt tạo khí và tạo ra một lưượng khí lớn

trong thời gian ngắn

 Khí này bơm căng túi khí để giảm tác động lên ngưười trên xe đồng

thời ngay lập tức thoát ra ở các lỗ xả phía sau túi khí

2 Các trường hợp hoạt động của túi khí:

 4 Xe bị rơi xuống hố và đầu

của xe va vào phần gờ phía xa hơn.

 5 Xe lao đầu trực diện xuống

vực

- Túi khí sẽ hạn chế kích hoạt:

 1 Xe tông thẳng vào trụ điện

 2 Tông vào gầm xe tải

 3 Tông vào tường ở phần

hông gần đầu xe

- Không kích hoạt túi khí:

 1 Hai xe chạy cùng chiều tông

vào nhau

 2 Xe bị lật

 3 Tông ngang hông (Không

Bung túi khí phía trước – Bung túi khí bên hông nếu lực va chạm vượt giá trị giới hạn)

3 Thành phần cấu tạo:

 - Hệ thống có cấu tạo chung gồm:

 Túi hơi: (air bag) làm từ sợi ny lon mỏng

gấp gọn trong vô lăng.

 Cảm biến: (sensor) cảm biến này "cảm nhận"

được va chạm khi xe đụng vào vật cản

 Hệ thống bơm túi hơi: tạo phản ứng hóa học

giữa NaN3, KNO3 và SiO2 tạo khí ni tơ bơm căng các túi khí túi khí bung ra với vận tốc 322km/h (nhanh hơn một cái chớp mắt) Một giây sau khi bung ra, túi khí bắt đầu xẹp

xuống (để người lái thóat ra khỏi xe dễ dàng)

Trong hệ thống bơm khí:

-phản ứng hóa học xảy ra:

 NaN3 => Na + 3/2 N2

 2Na + 2KNO3 => K20 +Na2O +2O2 +N2

 K2O +SiO2 => K2SiO3.Na2O +SiO2 + Na2Si03

- Hệ thống túi khí gồm các bộ phận sau đây:

- Bộ thổi khí và túi khí:

- Đối với người lái (ở đệm vô lăng):

- * 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

- * 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 người lái

EBOOKBKMT

nhanh tới bộ kích thích nổ và các hạt tạo khí Khí được tạo thành bởi các hạt tạo khí bị đốt

nở ra và đi vào túi khí qua các lổ 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

 Túi khí bên:

 * Cấu tạo

 Cấu tạo của túi khí bên giống như

túi khí hành khách phía trước

Cụm túi khí bên đư ợc đặt trong hộp và bố trí ở phía ngoài của

lưưng ghế Cụm túi khí bên gồm

có ngòi nổ, hạt tạo khí, khí áp suất cao và vách ngăn.

 Bộ thổi khí của cụm túi khí bên

phía trên được lắp ở trụ xe phía trước và phía sau Túi khí nén của cụm túi khí bên phía trên đưîc đặt trên trần xe Cụm túi khí bên phía trên gồm có bộ đánh lửa, giá đỡ, đinh ghim, đệm, túi.v.v

 Túi khí bên:

 * 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 đưược 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

Cụm cảm biến trung tâm:

 (3) Cảm biến giảm tốc: Dựa trờn sự giảm tốc của xe trong quỏ tỡnh va chạm từ

phớa trưước, sự biến dạng của cảm biến được chuyển thành tớn hiệu điện Tớn hiệu này tỷ lệ tuyến tớnh với tỷ lệ giảm tốc

 (4) Cảm biến an toàn: Cảm biến an toàn đưược đặt ngay trong cụm cảm biến

tỳi khớ trung tõm Cảm biến an toàn bật ON nếu lực giảm tốc tỏc động lờn cảm biến lớn hơn giỏ trị đặt trước

 (5) Nguồn dự phũng: Nguồn dự phũng gồm cú tụ cấp điện và bộ chuyển đổi

DC - DC Trong trường hợp hệ thống cấp điện bị hỏng do va đập, thỡ tụ điện

sẽ phúng điện và cấp điện cho hệ thống Bộ chuyển đổi DC - DC là một biến

ỏp tăng cường khi điện ỏp của ắc qui tụt xuống dưưới mức độ nhất định

 (6) Mạch bộ nhớ Khi mạch chẩn đoỏn phỏt hiện thấy hưư hỏng, nú đưược mó

hoỏ và đưược lưưu trữ vào mạch bộ nhớ này Cỏc mó này cú thể đưược phục hồi sau đú để xỏc định vị trớ hưư hỏng và giỳp tỡm nguyờn nhõn một cỏch

nhanh chúng Tuỳ theo từng loại xe, mạch bộ nhớ này cú thể là loại mà cú thể xoỏ đưược nội dung nhớ khi mất điện hoặc loại mà nội dung nhớ khụng bị xoỏ khi mất điện

- Cảm biến túi khí trước: lắp ở dầm dọc phía trước bên trái và bên phải Đây là loại cảm biến không thể tháo rời ra được Nó phát hiện ra các va đập từ phía trước và gửi tín hiệu giảm tốc tới cụm cảm biến túi khí trung tâm

- Cảm biến cửa bên: phát hiện va đập bên sườn xe và gửi tín hiệu giảm tốc tới cụm cảm biến túi khí trung tâm Dựa trên tín hiệu này, cụm cảm biến túi khí trung tâm sẽ kích hoạt túi khí bên và túi khí bên phía trên

 Cảm biến túi khí theo vị trí ghế

 Cảm biến túi khí theo vị trí ghế ngồi

đưưîc sử dụng vì ngưười ta thưường dùng bộ thổi khí loại 2 giai đoạn ở túi khí ngưười lái Cảm biến túi khí theo vị trí ghế ngồi đưîc lắp ở ray trượt ghế phía dưới ghế của lái xe Nó xác định thế ngưười lái theo vị trí trượt của ghế

và gửi tín hiệu này tới cụm cảm biến túi khí trung tâm Cụm cảm biến túi khí trung tâm sẽ điều khiển túi khí bung ra một cách nhẹ nhàng khi vị trí ghế ở về phía trưước và tốc độ giảm tốc thấp

 Cảm biến túi khí theo vị trí ghế

 Cảm biến tỳi khớ theo vị trớ ghế ngồi đưược

sử dụng vỡ ngưười ta thưường dựng bộ thổi khớ loại 2 giai đoạn ở túi khớ ngưười lỏi

Cảm biến túi khí theo vị trớ ghế ngồi được lắp ở ray trượt ghế phớa dưới ghế của lỏi xe

Nỳ xỏc định thế ngưười lỏi theo vị trớ trượt của ghế và gửi tớn hiệu này tới cụm cảm biến tỳi khớ trung từm Cụm cảm biến tỳi khớ

trung từm sẽ điều khiển tỳi khớ bung ra một cỏch nhẹ nhàng khi vị trớ ghế ở về phớa

trưước và tốc độ giảm tốc thấp

về phớa trưước, do đỳ lưượng dịch

chuyển về phớa trưước của ngưười lỏi

và hành khỏch bị giảm đi Sự kết hợp giữa tỳi khớ và đai an toàn cỳ bộ căng đai khẩn cấp sẽ làm cho việc bảo vệ ngưười lỏi và hành khỏch ở phớa

trưước đưược tốt hơn

 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

 * Mô tả Đai an toàn có bộ căng đai + Thiết

bị hạn chế lực gồm có cơ cấu khoá ELR, bộ căng đai, cơ cấu cuốn dây đai, cơ cấu hạn chế lực và bộ thổi khí Trong cơ cấu căng đai, áp lực khí từ bộ thổi khí đưưîc truyền qua cơ cấu nối tới trục của bộ cuốn để cuốn đai an toàn vào

 (1) Bộ căng đai: Cơ cấu căng đai là một thiết

bị để cuốn đai an toàn ngay tức thì khi va đập vừa xảy ra và giữ cho ngưười lái và hành

khách tránh việc va đập

 (2) Thiết bị hạn chế lực: Thiết bị hạn chế lực

để nới đai nhằm duy trì một khoảng trống nhất định giữa đai và ngưười để giảm lực ép lên ngực khi lực ép của đai đạt tới giá trị qui định trong khi va đập

Nguyên lý hoạt động của từng bộ phận:

 Bộ căng đai khẩn cấp:

 Nguyên lý hoạt động: Khi lực va đập

vưượt quá giá trị qui định, bộ thổi khí

đư îc kích nổ theo tín hiệu đưîc truyền

từ cảm biến túi khí trung tâm và tạo ra

khí có áp lực cao Khí có áp lực cao

này ép mạnh píttông vào trong xylanh

Do đó dây bị kéo Sau đó tang trống bị

co vào theo phương hưướng kính của

khe hở và đưîc ép vào trục của cơ cấu

căng đai thành một cụm Sau đó, chốt

hãm đĩa dẫn động bị cắt làm cho tang

trống, đĩa dẫn động và trục cơ cấu căng

đai quay theo hưướng cuộn đai lại để

giữ cho ngưười lái và hành khách tránh

đưược va đập

 Cơ cấu hạn chế lực:

 (1) Cấu tạo: Cơ cấu cuốn đai, bộ

phận hạn chế lực và lõi cuốn đưưîc lắp với nhau nói chung chúng quay cùng nhau

 (2) Nguyên lý hoạt động: Do sự dịch

chuyển của hành khách trong quá trình va đập Lực căng đai có thể lớn hơn giá trị qui định thì đĩa của cơ

cấu hạn chế lực sẽ biến dạng (hấp thụ năng lượng) nhờ lực quay của lõi cuốn và cuốn xung quanh trục Kết quả là dây đai đư ợc nhả ra.

BỘ PHẬN TẠO KHÍ:

 Bộ phận tạo khớ gồm cỳ ngũi

nổ và cỏc hạt tạo khớ nằm trong hộp kim loại Khi cảm biến tỳi khớ mở, dũng điện sẽ

đi vào ngũi nổ và kớch nổ

 Ngay sau đỳ ngũi nổ làm cho

hạt tạo khớ chỏy rất nhanh trong một thời gian cực ngắn tạo ra khớ cỳ ỏp suất cao.