slide full về hệ thống túi khí trên ô tô

Những điều cần biết về hệ thống túi khí trên xe hơi CarmudiCarmudi • 09042015 • 530 Share 0Túi khí là một trong những thiết bị an toàn phổ biến ở hầu hết các mẫu xe hơi hiện đại. Cùng với hệ thống dây đai an toàn, túi khí giúp giảm thiểu chấn thương cho người lái và hành khách ngồi xe khi xảy ra tai nạn. Tuy nhiên, không phải bất cứ trường hợp xảy ra va chạm nào cũng có thể kích hoạt hệ thống túi khí trên xe ô tô. Hiểu rõ về cấu tạo và hoạt động của hệ thống túi khí có thể giúp khách hàng an tâm hơn khi di chuyển trên đường.Năm 1952, một kĩ sư thuộc biên chế hải quân – John W. Hetrick đã phát minh ra túi khí. Tuy nhiên, trong thời gian này túi khí chỉ được phổ biến trong phạm vi gia đình của Hetrick. Phải đến năm 1967, Allen Breed – một nhà sáng chế người Mỹ mới nghĩ đến việc ứng dụng phát minh túi khí vào hệ thống đảm bảo an toàn trên xe ô tô. Hãng xe đầu tiên được Allen Breed nhắm tới trong việc giới thiệu các chức năng của túi khí là Chrysler. Tiếp sau Chrysler, hàng loạt các nhà sản xuất xe danh tiếng như Ford, Oldsmobile, Buick, Cadilac, Chevrolet đã tiến hành trang bị túi khí đôi cho các mẫu xe mới của mình. Sau thắng lợi của Đảng Dân Chủ năm 1993, tổng thống Clinton đã ban hành sắc lệnh trong đó qui định việc lắp đặt túi khí trên xe ô tô trở thành tiêu chuẩn an toàn bắt buộc. Kể từ đây, lịch sử của túi khí đã bước sang trang mới và trở nên phổ biến cho đến tận ngày nay.924471carairbagsHệ thống túi khíTúi khí có cấu tạo khá đơn giản bao gồm 3 bộ phận chính: túi chứa khí, bộ cảm biến va chạm và hệ thống túi khí. Khi xảy ra va chạm, các cảm biến sẽ gửi tín hiệu ghi nhận gia tốc giảm dần cho bộ điều khiển điện tử. Khi tín hiệu này đủ lớn (xe bị va chạm mạnh), bộ điều khiển điện tử trên xe ô tô sẽ cung cấp một dòng điện để kích nổ túi khí. Vận tốc nổ túi khí là rất nhanh, khoảng 10 đến 40 phần nghìn giây. Sau khi hoàn thành nhiệm vụ nâng đỡ, các túi khí sẽ tự động xả hơi nhanh chóng để tránh làm kẹt khách hàng.

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)

Khi xe đâm vào xe khác hoặc vật thể cố định, nó dừng lại rất nhanh nh ưng không phải ngay lập tức Xe bắt đầu hấp thụ năng lư ợng 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 ngư ời 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.

2 Phân loại:

 Các loại túi khí:

 Túi khí phía trước cho người lái.

 Túi khí cho hành khách phía trước.

- Túi khí bên.

- Túi khí bên ngoài:

- Túi khí đầu gối:

II Cấu tạo và nguyờn lý hoạt động:

 1 Nguyờn lý hoạt động :

(1) Khi va chạm, cảm biến túi khí xác định mức độ va chạm và khi mức độ này v ượt 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 l ượng khí lớn trong thời gian ngắn

(3) Khí này bơm căng túi khí để giảm tác động lên ngư ời 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 ngư ời lái có một thị trư ờng cần thiết để quan sát

2 Các trường hợp hoạt động của túi khí:

 3 Tông thẳng vào gờ, vệt va đập tiếp xúc hết phần đầu

xe, nơi bố trí dầm chính chịu lực

 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:

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.

 Tỳi khớ bờn:

* Cấu tạo

Về cơ bản cấu tạo của túi khí bên giống như túi khí hành khách phía trư ớc Cụm túi khí bên đư ợc đặt trong hộp và bố trí ở phía ngoài của lư ng ghế Cụm túi khí bên gồm có ngòi

nổ, hạt tạo khí, khí áp suất cao và vách ngăn

Tỳi khớ phớa trờn:

 Cấu tạo:

Bộ thổi khí của cụm túi khí bên phía trên đ ược lắp ở trụ

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

 Nguyên lý hoạt động:

Theo tín hiệu đánh lửa đ ược truyền đến từ cụm cảm biến túi khí trung tâm, dòng điện đi vào ngòi nổ và bộ đánh lửa hoạt động Tia lửa điện đốt cháy hạt tạo khí và nhiệt phá vỡ đệm chặn Sau khi khí có áp suất cao đi qua cửa

ra đ ược thổi vào túi khí nhờ vậy túi khí đ ược thổi phồng lên ngay lập tức

Cụm cảm biến trung tâm:

 Cụm cảm biến túi khí trung tâm

được lắp ở giữa dưới bảng táp lô và

gồm có mạch chuẩn đoán , mạch

điền khiển kích nổ, cảm biến giảm

tốc, cảm biến an toàn…

 (3) Cảm biến giảm tốc: Dựa trên sự giảm tốc của xe trong quá tình va chạm từ phía trư ớc, sự biến dạng của cảm biến được chuyển thành tín hiệu điện Tín hiệu này tỷ lệ tuyến tính với tỷ lệ giảm tốc.

 (4) Cảm biến an toàn: Cảm biến an toàn đư ợc đặt ngay trong cụm cảm biến túi khí trung tâm Cảm biến

an toàn bật ON nếu lực giảm tốc tác động lên cảm biến lớn hơn giá trị đặt trước

 (5) Nguồn dự phòng: Nguồn dự phòng gồm có tụ cấp điện và bộ chuyển đổi DC - DC Trong tr ờng hợp hệ thống cấp điện bị hỏng do va đập, thì tụ điện sẽ phóng điện và cấp điện cho hệ thống Bộ chuyển

đổi DC - DC là một biến áp tăng cường khi điện áp của ắc qui tụt xuống d ưới mức độ nhất định

 (6) Mạch bộ nhớ Khi mạch chẩn đoán phát hiện thấy hư hỏng, nó đư ợc mã hoá và đư ợc l ưu trữ vào mạch bộ nhớ này Các mã này có thể đư ợc phục hồi sau đó để xác định vị trí h ư hỏng và giúp tìm nguyên nhân một cách nhanh chóng Tuỳ theo từng loại xe, mạch bộ nhớ này có thể là loại mà có thể xoá đ ược nội dung nhớ khi mất điện hoặc loại mà nội dung nhớ không bị xoá 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 đ ược sử dụng vì ng ư ời ta thư ờng dùng bộ thổi khí loại 2 giai đoạn ở túi khí ng ư ời lái Cảm biến túi khí theo vị trí ghế ngồi được lắp ở ray trượt ghế phía dưới ghế của lái xe Nó xác định thế ngư ời 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 trư

ớc và tốc độ giảm tốc thấp.

 Cảm biến phát hiện ng ười ngồi trên ghế :

 Cảm biến phát hiện người trên ghế được gắn ở đệm ghế của ghế hành khách trư ớc và đư ợc dùng để xác

định xem có hành khách ngồi ở ghế không Cảm biến

đư ợc chỉ ra trên hình vẽ có cấu tạo gồm hai tấm điện cực Có đệm ở giữa Khi có ngư ời ngồi lên ghế các tấm

điện cực tiếp xúc với nhau qua lỗ trên tấm đệm do đó

có dòng điện đi qua Kết quả là cụm cảm biến túi khí trung tâm xác định có ngư ời ngồi lên ghế Dùng tín hiệu này, một số loại xe không điều khiển đ ư ợc khi

không có ngư ời ngồi ở ghế trư ớc Tín hiệu này cũng đ ược dùng để điều khiển đèn báo thắt đai an toàn hành khách phía tr ước

-Bộ căng đai khẩn cấp :

 Bộ căng đai khẩn cấp hoạt động trong quá trình

xe va đập mạnh từ phía trư ớc Kết quả là đai sẽ

bị kéo lại một lư ợng nhất định trư ớc khi ng ười lái hoặc hành khách dịch chuyển khỏi ghế về phía trư ớc, do đó l ượng dịch chuyển về phía trư ớc của

ng ười lái và hành khách bị giảm đi Sự kết hợp giữa túi khí và đai an toàn có bộ căng đai khẩn cấp sẽ làm cho việc bảo vệ ng ười lái và hành khách ở phía trư ớc đ ược 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 đ ược 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 ngư ời 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 ngư

ời để giảm lực ép lên ngực khi lực ép của đai đạt tới giá trị qui định trong khi va đập

Nguyờn lý hoạt động của từng bộ phận:

 Bộ căng đai khẩn cấp:

Nguyên lý hoạt động: Khi lực va đập vư ợt quá giá trị qui

định, bộ thổi khí đư ợc kích nổ theo tín hiệu được 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 hư ớng kính của khe hở và được 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 hư ớng cuộn đai lại để giữ cho ngư ời lái và hành khách tránh đư ợc va đập

 Cơ cấu hạn chế lực:

 (1) Cấu tạo: Cơ cấu cuốn đai, bộ phận hạn chế lực

và lõi cuốn đ ược 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 l ượng) 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 khí gồm có ngòi nổ và các hạt tạo khí nằm trong hộp kim loại Khi cảm biến túi khí mở, dòng điện sẽ đi vào ngòi nổ và kích nổ

 Ngay sau đó ngòi nổ làm cho hạt tạo khí cháy rất nhanh trong một thời gian cực ngắn tạo ra khí có áp suất cao.