Túi khí ô tô: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động, sự cố thường gặp

Hệ thống túi khí ô tô (SRS) đóng vai trò sinh tử trong việc bảo vệ tính mạng hành khách khi xảy ra va chạm. Tuy nhiên, nhiều chủ xe chỉ chú ý đến chi tiết này khi đèn báo lỗi báo sáng trên đồng hồ taplo hoặc sau một va chạm giao thông. Hiểu rõ cấu tạo, cơ chế kích nổ cũng như cách khắc phục sự cố túi khí sẽ giúp bạn đảm bảo an toàn tuyệt đối và tối ưu chi phí bảo dưỡng xe.

Túi khí ô tô là gì?

Túi khí ô tô là một hệ thống an toàn thụ động, được thiết kế để giảm thiểu chấn thương cho người lái và hành khách khi xảy ra va chạm. Hệ thống này hoạt động dựa trên cảm biến va chạm, khi phát hiện tác động mạnh, túi khí sẽ ngay lập tức bung ra trong vòng vài mili giây để bảo vệ người ngồi trong xe.

Trong các tình huống va chạm, túi khí ô tô đóng vai trò như một tấm đệm giảm chấn, ngăn chặn đầu và ngực của người ngồi trên xe va đập mạnh vào vô lăng, bảng táp-lô hoặc kính chắn gió. Nhờ đó, mức độ tổn thương sẽ được giảm đáng kể.

Cấu tạo của túi khí ô tô

Một hệ thống túi khí trên xe ô tô gồm các bộ phận chính sau:

• Hộp điều khiển túi khí ACU: Hộp điều khiển túi khí, thường gọi là Airbag Control Unit (ACU) hoặc SRS Control Unit, là bộ phận trung tâm của hệ thống. ACU tiếp nhận tín hiệu từ các cảm biến gia tốc, cảm biến va chạm và một số tín hiệu liên quan đến vị trí ghế, dây đai an toàn hoặc trạng thái hành khách.
• Cảm biến va chạm: Cảm biến va chạm có nhiệm vụ phát hiện sự thay đổi gia tốc hoặc giảm tốc đột ngột của xe. Tùy từng thiết kế, xe có thể sử dụng cảm biến phía trước, cảm biến bên hông và cảm biến gia tốc được tích hợp trong ACU. Cảm biến phía trước thường được bố trí tại khu vực đầu xe hoặc các vị trí có khả năng truyền tải chính xác đặc tính của va chạm trực diện.
• Bộ kích nổ và bộ tạo khí Inflator: Inflator là cụm tạo lực để làm túi khí phồng lên khi ACU gửi lệnh kích hoạt. Bộ phận này thường bao gồm ngòi kích điện, chất tạo khí hoặc nguồn khí nén, buồng tạo khí, bộ lọc và các chi tiết dẫn khí. Khi nhận được tín hiệu điện từ ACU, ngòi kích hoạt sẽ tạo ra phản ứng làm giải phóng khí với tốc độ rất cao.
• Túi khí Airbag Cushion: Túi thường được chế tạo từ vải dệt tổng hợp có độ bền cao, phổ biến là nylon hoặc polyester, sau đó được xử lý để đáp ứng yêu cầu về độ bền, khả năng chịu nhiệt và tốc độ bung. Khi chưa kích hoạt, túi khí được gấp rất chặt và đặt trong cụm vô lăng, bảng táp-lô, ghế hoặc các vị trí khác. Khi bộ tạo khí hoạt động, khí được đưa vào túi với tốc độ rất nhanh làm túi bung ra.

• Cụm dây điện và đầu nối SRS: Hệ thống dây điện SRS kết nối ACU với cảm biến, bộ kích nổ và các túi khí. Các đầu nối SRS thường có cơ cấu khóa an toàn nhằm hạn chế tình trạng tiếp xúc không chính xác hoặc tự kích hoạt trong quá trình sử dụng.
• Cảm biến ghế và hệ thống nhận diện hành khách: Nhiều xe hiện đại có thêm cảm biến trọng lượng ghế, cảm biến vị trí ghế hoặc hệ thống nhận diện hành khách. Những tín hiệu này giúp ACU xác định có người ngồi trên ghế hay không và hỗ trợ điều chỉnh chiến lược bảo vệ.
• Bộ căng dây đai an toàn: Bộ căng dây đai là thành phần thường làm việc cùng hệ thống SRS. Khi phát hiện va chạm đủ nghiêm trọng, bộ điều khiển có thể kích hoạt pretensioner để kéo dây đai sát vào cơ thể người ngồi, hạn chế chuyển động lao về phía trước.

Nguyên lý hoạt động của túi khí ô tô

Cảm biến va chạm → ACU phân tích dữ liệu → xác định mức độ va chạm → gửi tín hiệu kích hoạt → bộ kích nổ/Inflator tạo khí → túi khí bung → kết hợp với dây đai an toàn để bảo vệ người ngồi.

Quy trình kích nổ túi khí diễn ra trong khoảng 0.03 – 0.05 giây (nhanh hơn một cú nhấp mắt):

1. Phát hiện va chạm: Cảm biến gia tốc phát hiện lực va đập vượt ngưỡng an toàn quy định và gửi tín hiệu về ACU.
2. Kích hoạt ngòi nổ: ACU truyền dòng điện đốt cháy hạt nổ trong bộ tạo khí.
3. Bơm phồng túi: Phản ứng hóa học sinh ra khí Nitơ làm túi khí bung ra với tốc độ lên tới $200 – 300\text{ km/h}$.
4. Xả khí giảm chấn: Ngay khi đầu hoặc ngực người ngồi trên xe va vào túi khí, khí bên trong giải phóng qua các lỗ xả phía sau để giảm chấn thương chèn ép.

>>> Có thể bạn quan tâm: Túi khí ô tô bung ra khi nào? Tại sao túi khí ô tô lại không bung?

Sự cố thường gặp với túi khí ô tô

Dựa vào kiến thức ô tô, một số lỗi thường gặp liên quan đến hệ thống túi khí trên xe ô tô bao gồm:

• Đèn cảnh báo túi khí (Airbag Light) sáng liên tục: Đèn SRS sáng sau khi khởi động cho thấy hệ thống đã ghi nhận lỗi ở một hoặc nhiều bộ phận. Nguyên nhân thường gặp là giắc cắm dưới ghế bị lỏng, dây điện SRS hở, cảm biến lỗi, bộ căng dây đai hoặc ACU gặp vấn đề. Cần dùng máy chẩn đoán để đọc mã lỗi thay vì chỉ xóa đèn cảnh báo.
• Đứt cuộn cáp vô lăng (Clock Spring): Clock Spring duy trì kết nối điện với túi khí người lái, còi và các nút điều khiển trên vô lăng khi vô lăng xoay. Khi cuộn cáp bị đứt, đèn SRS có thể sáng, túi khí người lái mất kết nối, đồng thời còi hoặc phím điều khiển trên vô lăng có thể không hoạt động.
• Lỗi cảm biến nhận diện người ngồi: Cảm biến thường được bố trí bên trong hoặc dưới đệm ghế để xác định trạng thái ghế hành khách. Cảm biến có thể lỗi do nước thấm vào ghế, giắc cắm bị oxy hóa, dây dẫn hư hỏng hoặc chịu lực tác động bất thường. Khi đó, hệ thống SRS có thể báo lỗi và điều chỉnh trạng thái túi khí hành khách.
• Túi khí không bung khi xảy ra va chạm: Không phải mọi vụ va chạm đều khiến túi khí kích hoạt, vì ACU phải đánh giá hướng, mức độ và đặc điểm của lực va chạm. Nếu va chạm thuộc điều kiện cần kích hoạt nhưng túi khí không bung, nguyên nhân có thể nằm ở cảm biến, ACU, dây điện, giắc nối hoặc bộ kích nổ.
• Giắc cắm và dây điện SRS bị oxy hóa: Các giắc nối dưới ghế, khu vực sàn xe hoặc cửa xe có thể bị ảnh hưởng bởi nước và độ ẩm, đặc biệt trên xe từng bị ngập. Tiếp điểm oxy hóa làm tăng điện trở hoặc gây mất kết nối, khiến ACU ghi nhận lỗi và đèn SRS sáng liên tục.
• Bộ căng dây đai an toàn bị lỗi: Bộ căng dây đai sử dụng cơ cấu kích nổ để kéo dây đai sát người khi xảy ra va chạm. Nếu ngòi kích, dây dẫn hoặc bộ căng đai gặp vấn đề, ACU có thể ghi nhận lỗi mạch SRS và bật đèn cảnh báo.

Một số loại túi khí ô tô phổ biến

Trên thị trường hiện nay, có nhiều loại túi khí được trang bị trên xe ô tô nhằm đảm bảo an toàn tối đa cho người ngồi trong xe. Dưới đây là một số loại phổ biến:

• Túi khí phía trước: Bảo vệ người lái và hành khách phía trước khi xảy ra va chạm trực diện. Khi xe chịu tác động mạnh, túi khí này sẽ bung ra để giảm chấn thương vùng đầu, mặt và ngực.

• Túi khí bên hông: Được đặt ở bên ghế hoặc cửa xe, giúp bảo vệ người ngồi trước và sau khi xảy ra va chạm từ hai bên.

• Túi khí rèm: Chạy dọc theo hai bên trần xe, giúp bảo vệ đầu và cổ của hành khách khi xe bị lật hoặc va chạm bên hông.

• Túi khí đầu gối: Thường được đặt dưới bảng điều khiển phía trước, bảo vệ đầu gối và chân của người lái khi xảy ra va chạm mạnh.

• Túi khí dây đai an toàn: Được tích hợp trực tiếp vào dây đai an toàn, giúp bảo vệ phần ngực và giảm tác động lực lên người ngồi trên xe.

• Túi khí ghế sau: Trang bị cho hành khách ngồi phía sau nhằm đảm bảo an toàn cho họ khi xảy ra va chạm.

Một số lưu ý với hệ thống túi khí ô tô

Mặc dù túi khí ô tô mang lại lợi ích lớn trong việc bảo vệ tính mạng, nhưng người dùng cũng cần lưu ý:

• Kiểm tra hệ thống túi khí định kỳ, đảm bảo đèn cảnh báo túi khí trên bảng đồng hồ không sáng lỗi.
• Không đặt trẻ em dưới 12 tuổi ở ghế trước, vì túi khí có thể gây nguy hiểm khi bung ra.
• Luôn thắt dây an toàn vì túi khí chỉ hoạt động hiệu quả khi kết hợp với dây đai an toàn.
• Không để đồ vật sắc nhọn hoặc nặng trên bảng táp-lô, vì khi túi khí bung ra có thể gây nguy hiểm.

Quý khách có nhu cầu mua phụ tùng ô tô cho các dòng xe sang hãy liên hệ tới số 0329925637 để được nhân viên của Phụ Tùng Đức Anh tư vấn và báo giá nhanh chóng.