Túi khí ô tô bung ra trong khoảng 20–50 phần nghìn giây sau khi cảm biến phát hiện va chạm, tạo một chiếc đệm giữa người và vô lăng, bảng táp lô hay thành cửa. Nó không "đỡ" người như chiếc gối, mà làm việc như một bộ giảm chấn: hứng cơ thể đang lao tới theo quán tính rồi xẹp dần qua các lỗ thoát khí, kéo dài thời gian dừng và rải lực ra diện rộng. Túi khí chỉ phát huy tác dụng khi người ngồi thắt dây an toàn và ngồi đúng tư thế.
Một vụ va chạm tính bằng phần nghìn giây
| Thời điểm (ước lượng, sau va chạm) | Chuyện gì xảy ra |
|---|---|
| 0 ms | Đầu xe chạm vật cản, bắt đầu bẹp |
| Khoảng 10–20 ms | Bộ điều khiển túi khí xác định đây là va chạm đủ mạnh, phát lệnh bung |
| Khoảng 20–50 ms | Bộ tạo khí kích hoạt, túi khí phồng căng hoàn toàn |
| Khoảng 50–80 ms | Người ngồi (đã được dây an toàn giữ một phần) lao vào túi khí |
| Sau khoảng 100 ms | Túi khí xẹp dần qua lỗ thoát khí, xe đã dừng hẳn |
Một cái chớp mắt của con người mất khoảng 100–400 ms. Toàn bộ quá trình túi khí làm việc diễn ra nhanh hơn cả một cái chớp mắt.
Bên trong túi khí
Cảm biến: phát hiện va chạm bằng quán tính
Túi khí không biết xe "đâm vào thứ gì". Nó dựa vào gia tốc kế — cảm biến đo độ giảm tốc đột ngột của xe. Ở các xe đời đầu, cảm biến là một hòn bi được nam châm giữ trong ống; khi xe giảm tốc đủ mạnh, quán tính kéo hòn bi rời khỏi nam châm, chạm vào tiếp điểm. Ngày nay, cảm biến là chip MEMS siêu nhỏ, đo gia tốc liên tục, và bộ điều khiển dùng thuật toán để phân biệt một cú va chạm thật với ổ gà hay phanh gấp.
Bộ tạo khí: phản ứng hoá học siêu nhanh
Không có bình khí nén nào đủ nhanh để thổi phồng túi trong vài chục phần nghìn giây. Thay vào đó là một phản ứng hoá học: một ngòi điện kích hoạt viên chất tạo khí, cháy cực nhanh và sinh ra một lượng lớn khí nitơ cùng các khí khác. Các thế hệ đầu dùng natri azua; về sau nhiều nhà sản xuất chuyển sang các hợp chất khác như guanidin nitrat, hoặc kết hợp với khí nén (bộ tạo khí lai).
Lớp bột trắng thấy sau khi túi khí bung thường là bột chống dính (như bột talc hoặc tinh bột) phủ trong túi để túi gấp không dính vào nhau, cùng bụi từ phản ứng. Có thể gây kích ứng mắt, mũi; nên mở cửa thoáng khí và rửa mặt, rửa tay sau đó.
Túi vải và lỗ thoát khí
Túi làm bằng vải nylon dệt chặt, gấp gọn trong vô lăng hay bảng táp lô. Phía sau túi có các lỗ thoát khí: khi người lao vào, khí thoát ra có kiểm soát, túi xẹp dần. Nếu túi không xẹp, nó sẽ làm người bật ngược lại như quả bóng — đó không phải điều ta muốn. Túi xẹp có kiểm soát mới biến được động năng của người thành công làm đẩy khí ra.
Vì sao phải thắt dây an toàn khi có túi khí
Ở Mỹ, cơ quan an toàn giao thông NHTSA gọi túi khí là "hệ thống giữ người bổ sung" (SRS — Supplemental Restraint System). Chữ "bổ sung" rất quan trọng: túi khí bổ sung cho dây an toàn, không thay thế.
- Dây an toàn giữ người ở đúng vị trí, để khi túi khí bung, người lao vào túi lúc túi đã căng xong.
- Không thắt dây, người có thể đã lao tới gần vô lăng ngay trong lúc túi khí đang bung với tốc độ rất cao (có tài liệu ước tính hàng trăm km/h ở mép túi). Va vào túi khí lúc nó đang bung có thể gây chấn thương nặng.
- Túi khí phía trước không giúp gì khi xe lật hay bị đâm từ phía sau; dây an toàn thì có.
Ngồi đúng chỗ để túi khí không làm hại mình
- Giữ khoảng cách với vô lăng: NHTSA khuyên ngực người lái cách tâm vô lăng ít nhất khoảng 25 cm (10 inch). Chỉnh ghế lùi, ngả lưng vừa phải, vẫn với tới bàn đạp thoải mái.
- Cầm vô lăng ở hai bên (vị trí 9 giờ và 3 giờ), không vắt tay qua tâm vô lăng.
- Không gác chân lên bảng táp lô ở ghế phụ. Túi khí ghế phụ bung ra từ chính chỗ đó.
- Không dựa đầu vào cửa sổ ở xe có túi khí rèm.
- Không đặt đồ vật trước nắp túi khí: giá đỡ điện thoại, đồ trang trí trên vô lăng hay bảng táp lô có thể thành vật bay khi túi bung.
- Trẻ em ngồi hàng ghế sau, và tuyệt đối không đặt ghế trẻ em quay sau trước túi khí đang bật.
Các loại túi khí trên xe hiện đại
| Loại | Vị trí | Bảo vệ khi |
|---|---|---|
| Túi khí trước người lái | Trong vô lăng | Va chạm phía trước |
| Túi khí trước ghế phụ | Trong bảng táp lô | Va chạm phía trước |
| Túi khí bên hông | Trong lưng ghế hoặc cửa | Va chạm bên hông, bảo vệ ngực, bụng |
| Túi khí rèm | Dọc trần xe, trên cửa sổ | Va chạm bên hông, lật xe, bảo vệ đầu |
| Túi khí đầu gối | Dưới vô lăng | Giảm chấn thương chân, giữ người không trượt xuống |
Lịch sử ngắn và một bài học về chất lượng
Ý tưởng túi khí xuất hiện từ thập niên 1950, nhưng phải chờ tới khi có cảm biến và bộ tạo khí đủ nhanh, tin cậy. Từ thập niên 1970–1980, túi khí bắt đầu có trên một số xe; tới cuối thập niên 1990, túi khí trước trở thành bắt buộc trên xe con mới bán ở Mỹ.
Từ năm 2013, ngành ô tô thế giới trải qua đợt triệu hồi túi khí lớn nhất lịch sử, liên quan tới bộ tạo khí của hãng Takata (Nhật Bản): theo thời gian và độ ẩm, chất tạo khí có thể biến chất, khiến bộ tạo khí phát nổ quá mạnh, bắn mảnh kim loại vào người ngồi trong xe. Hàng chục triệu xe của nhiều hãng bị triệu hồi trên toàn thế giới. Bài học: chủ xe nên kiểm tra xem xe mình có thuộc diện triệu hồi không (qua đại lý chính hãng hoặc trang thông tin của hãng) và thay thế miễn phí.
Góc nhìn hôm nay: kiểm tra túi khí xe nhà mình
- Khi bật khoá điện, đèn báo túi khí (SRS hoặc hình người với quả bóng) sáng lên vài giây rồi tắt là bình thường. Đèn sáng mãi hoặc nhấp nháy: hệ thống có lỗi, cần mang xe đi kiểm tra.
- Kiểm tra xe có thuộc diện triệu hồi túi khí không qua đại lý hoặc số khung (VIN) trên trang của hãng.
- Sau tai nạn có bung túi khí, túi khí phải được thay mới ở cơ sở uy tín; không dùng túi khí cũ, không rõ nguồn gốc.
- Chỉnh lại tư thế ngồi: cách vô lăng ít nhất 25 cm, tay ở hai bên vô lăng.
Câu hỏi thường gặp
Túi khí ô tô bung trong bao lâu?
Túi khí phồng căng hoàn toàn trong khoảng 20 đến 50 phần nghìn giây sau khi cảm biến phát hiện va chạm, nhanh hơn một cái chớp mắt. Sau đó nó xẹp dần qua lỗ thoát khí trong khoảng một phần mười giây.
Túi khí hoạt động theo nguyên lý gì?
Cảm biến gia tốc phát hiện xe giảm tốc đột ngột, kích hoạt phản ứng hoá học sinh khí nitơ thổi phồng túi. Túi hứng người đang lao tới theo quán tính rồi xẹp dần, kéo dài thời gian dừng và rải lực ra diện rộng.
Có túi khí thì có cần thắt dây an toàn không?
Có. Túi khí là hệ thống bổ sung cho dây an toàn. Không thắt dây, người có thể lao vào túi khí lúc nó đang bung với tốc độ rất cao, gây chấn thương; túi khí trước cũng không bảo vệ khi lật xe.
Ngồi cách vô lăng bao xa là an toàn?
NHTSA khuyến nghị ngực người lái cách tâm vô lăng ít nhất khoảng 25 cm. Chỉnh ghế lùi vừa đủ, vẫn đạp được bàn đạp thoải mái, tay cầm ở hai bên vô lăng.
Bột trắng khi túi khí bung có độc không?
Phần lớn là bột chống dính phủ trong túi cùng bụi từ phản ứng tạo khí. Nó có thể gây kích ứng mắt, mũi, da, nên mở cửa thoáng khí, rửa mặt và tay; người có bệnh hô hấp thấy khó thở nên đi khám.