Đề tài nguyên lý hoạt động của hệ thống túi khí an toàn trong ô tô

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
BÁO CÁO THUYẾT TRÌNH
CƠ HỌC LÝ THUYẾT
Đề tài : Nguyên lý hoạt động của hệ thống
túi khí an toàn trong ô tô
GVHD: Nguyễn Thanh Nhã
DANH SÁCH NHÓM:
•
Phạm Phú Quí 21303245
•
Trần Phúc Tân 21303563
•
Nguyễn Văn Tài 21303487
•
Trần Quang Sự 21303461
•
Nguyễn Nhựt Tân 21303555
•
Nguyễn Văn Thế21303803
*Thực trạng hiện tại:
Theo thống kê của Ủy ban ATGT Quốc gia, năm 2013
cả nước đã xảy ra 29.385 vụ tai nạn giao thông
(TNGT), làm chết 9.369 người, bị thương 29.500
người.
*Sơ lược quá trình hình thành túi khí an toàn
trong ô tô:
•
Túi khí (Airbag) được phát minh từ năm 1952 bởi John W. Hetrick - một kĩ sư trong
ngành hải quân.

•
1967, Allen Breed cải tiến phát minh này thành một bộ phận túi khí cực nhạy đặt trong
ôtô được kích hoạt tự động khi có tác động của ngoại chấn.
•
Sử dụng lần đầu tiên cho máy bay, trong giai đoạn Thế chiến II.
•
1980, loại túi khí sản xuất hàng loạt trang bị cho xe ôtô.
•
1998, Mỹ là một trong những nước đi tiên phong khi yêu cầu toàn bộ xe hơi đều phải
có ít nhất hai túi khí dành cho lái xe và hành khách phía trước.
*Khái niệm, Phân loại và mục đích của túi khí an toàn:
•
Khái niệm: túi khí (airbag) là một túi tự động
bơm đầy khí khi có tai nạn xảy ra nhằm giảm
thiểu mức độ chấn thương của người ngồi
trong xe.
*Mục đích:

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.
*Phân loại :
•
: túi khí vô lăng
•
túi khí cho hành khách
•

túi khí bên trái,…
*Cấu tạo:

Túi chứa khí

Cảm biến va chạm

Hệ thống tạo khí
*Cấu tạo:
•
Túi chứa khí: được làm bằng loại vải ni-lông đặc biệt, rất mỏng nhưng có độ bền
cao. Túi chứa khí được gấp gọn đặt trong ngăn hộp vô-lăng, trong bảng điện phía
trước hàng ghế đầu hoặc trong khoang trống bên sườn xe…
•
Cảm biến va chạm: cảm biến nhận tín hiệu va chạm của xe khi
bị đâm trực tiếp với tốc độ lớn hơn 20 km/h. Hệ thống cảm
biến va chạm sẽ điều khiển cho túi khí bung ra.
•
Hệ thống tạo khí: khí trong túi khí là khí nitơ được sinh ra tức
thời từ phản ứng hóa học của NaN3 và KNO3. Hai hợp chất
hóa học này được chứa trong túi khí, khi cảm biến va chạm
mở túi khí, phản ứng hóa học xảy ra và khí nitơ sẽ làm căng
phồng túi khí trong thời gian rất ngắn, chỉ khoảng 1/25 giây.
*Nguyên lý hoạt động:
•
Tại thời điểm va chạm, Bộ điều khiển điện tử sẽ nhận tín hiệu từ các cảm
biến để xác định gia tốc giảm dần của xe. Khi bộ điều khiển nhận được
tín hiệu gia tốc giảm dần đủ lớn (bị va chạm) sẽ cung cấp dòng điện kích
nổ túi khí tương ứng.
•

Tốc độ nổ túi khí là rất nhanh (khoảng từ 10
đến 40 phần nghìn giây) nên sẽ tạo ra một túi
đệm khí tránh cho phần đầu và ngực cửa hành
khách va đập trực tiếp vào các phần cứng của
xe.
*Nguyên lý hoạt động:
•
Giai đoạn cuối cùng của túi khí sau khi bung là xẹp hơi, quá
trình này cũng diễn ra ngay lập tức sau khi quá trình bơm
phồng hoàn thành (khoảng 7s).
•
Lượng khí ga sẽ thoát ra ngoài thông qua các lỗ thông hơi trên
bề mặt túi khí, điều này cũng giúp cho người bị tai nạn tránh
được các chấn thương bởi các tác động lớn.
•
Một hiệu ứng khác của việc xẹp là xuất hiện các hạt bụi, đó
chủ yếu là bột ngô và bột tan có tác dụng bôi trơn túi khí.
*Nguyên lý hoạt động:
Hệ thống túi khí chưa kích
hoạt
Hệ thống túi khí đang kích
hoạt
*Nguyên lý hoạt động:
•
Sự kích nổ túi khí phụ thuộc vào 2 yếu tố cơ bản sau:

Lực va đập của xe ( gây nên gia tốc giảm dần của xe)

Vùng và hướng va đập (điểm và hướng va chạm xuất phát đầu
tiên)

•
Túi khí sẽ được kích nổ khi gia tốc giảm dần tối
thiểu là 2 G (G: gia tốc trọng trường) hoặc lực va
đập tối thiểu tương đương với trường hợp xe đạt
tốc độ khoảng 25 Km/h va chạm trực diện vào bức
tường bê tông cố định.
*Phương trình phản ứng tạo khí gas:
•
Ban đầu, bộ cảm ứng kích thích bằng nhiệt
được khơi mào khi có va chạm, NaN3 phân
hủy cực nhanh tạo khí N2.
•
Tiếp đó, như đã biết Na là kim loại hoạt động
mạnh và có khả năng nổ, người ta sử dụng
KNO3 và SiO2 như là chất để ngăn cản sự gây
hại từ Na bằng cách tạo thành Na2O rồi tạo
thành thủy tinh silicate và cả khí N2.
*Phương trình phản ứng tạo khí gas:
•
Toàn bộ phản ứng tạo khí N2 làm căng đầy túi khí
diễn ra 1 cách rất nhanh có thể mô tả bằng 3 giai
đoạn:
1. NaN3 > Na + 3/2N2
2. 2Na + 2KNO3 -> K2O + Na2O + 2O2 + N2
3. K2O + SiO2 -> K2SiO3. Na2O + SiO2 -> Na2SiO3.
*Các trường hợp túi khí Phía trước sẽ bị kích
hoạt
*Các trường hợp hạn chế việc bung các túi khí phía trước:
*Không kích hoạt túi khí Phía trước (không

bung):
*Một số lưu ý khi sử dụng :
•
Việc kết hợp túi khí an và dây đai an toàn sẽ làm tăng
hiệu quả bảo vệ người sử dụng
•
Nếu một đèn cảnh báo túi khí được sáng lên trong lúc lái
xe điều đó có nghĩa hệ thống túi khí an toàn đã bị hỏng và
sẽ không hoạt động trong lúc tai nạn.
•
Xe được trang bị túi khí sẽ không được hiểu rằng sẽ giúp
cho người ngồi trên xe tránh được thương vong trong bất
cứ tai nạn ô tô nào.
*Nguồn tài liệu tham khảo:
•
www.otovietnam.com.vn
•
www.zing.vn
•
www.wikipedia.com
The End
Cám ơn thầy và các bạn đã
lắng nghe