Túi khí trung tâm giữa hai ghế trước bảo vệ người lái trước ai?

Chia sẻ trang này
Túi khí trung tâm được đặt giữa hai ghế trước là một túi khí bung ra từ mặt lưng ghế bên trong của ghế lái hoặc từ bàn điều khiển trung tâm, với nhiệm vụ chính là ngăn tài xế và hành khách trước va vào nhau trong khoảnh khắc va chạm. Đặc biệt trong các va chạm bên từ phía đối diện và va chạm kiểu lật, nó bảo vệ bằng cách ngăn hành khách bị văng ra trong khoang cabin.
Điểm nổi bật
- Lần đầu tiên được sản xuất hàng loạt vào năm 2013: General Motors là nhà sản xuất đầu tiên giới thiệu túi khí này.
- Ở túi khí bên, thời gian phồng lên thường hoàn tất trong 10-20 mili giây đầu của va chạm.
- Euro NCAP từ năm 2020 đã đưa khả năng bảo vệ hành khách phía xa vào điểm va chạm bên.
- Việc kết hợp sử dụng túi khí rèm và túi khí bên thân xe làm giảm khoảng 31% nguy cơ tử vong trong các va chạm bên phía gần.
Thú thật là: Lần đầu tiên thấy túi khí bung ra từ chính giữa lưng ghế, tôi đã từng nói trong vài giây: "đây là phát minh gì thế này?". Sau đó logic của nó đã thấm vào và theo tôi bây giờ, đây là một trong những chi tiết thông minh nhất của an toàn ô tô hiện đại. Bởi vì phần lớn túi khí bảo vệ bạn chống lại một thứ từ bên ngoài; còn túi khí trung tâm thì chen vào giữa bạn và người ngồi cạnh. Một phép so sánh từ cuộc sống: hãy nghĩ về cánh tay tưởng tượng ấy giúp bạn không bị níu vào người ngồi cạnh khi phanh gấp trên xe buýt, các kỹ sư ô tô đang biến cánh tay ấy thành hiện thực.
Túi khí trung tâm bảo vệ bạn trước cái gì, chính xác là như thế nào?
Câu trả lời cho câu hỏi này thoạt nhìn có vẻ bất ngờ: thứ nó thực sự bảo vệ chính là kịch bản hai hành khách ghế trước va vào nhau. Trong một va chạm bên, thân xe bị gia tốc sang một bên một cách đột ngột; dây an toàn giữ phần thân của bạn nhưng đầu bạn thì vẫn tự do. Người ngồi cạnh bạn sẽ bị văng đầu về phía đối diện của con đường như một quả đạn. Và đúng vào khoảnh khắc đó, túi khí trung tâm chen vào giữa hai người, đảm bảo cuộc tiếp xúc ấy không bao giờ xảy ra. Các nghiên cứu cũng cho thấy cuộc tiếp xúc này là một rủi ro không thể bỏ qua: các phân tích va chạm đã ghi nhận rằng việc hành khách ngồi cạnh nhau trên cùng một hàng chạm vào nhau làm tăng rõ rệt nguy cơ bị thương.
Nhưng câu chuyện không dừng lại ở việc hành khách chạm vào nhau. Hệ thống Front Center Airbag của Autoliv và các thiết kế tương tự còn bao gồm một kịch bản thứ hai: far-side, tức các va chạm từ phía đối diện. Hãy nghĩ tới việc xe của bạn bị va vào từ phía ngược lại với phía bạn đang ngồi. Không có gì trên phía bạn bay về phía cửa cả, nhưng bạn lại bị văng về phía cột lái hoặc tấm ốp bên trong phía hành khách. Ngay cả khi ghế hành khách trống, túi khí trung tâm vẫn kích hoạt và đệm bạn khỏi bề mặt cứng bên trong ấy. Nói cách khác, túi khí này nghĩ cho cả hai người: khi cả hai cùng có mặt, nó ngăn họ va vào nhau; khi chỉ có một người, nó ngăn người ấy bị văng sang phía đối diện.
Túi khí bung ra từ đâu và mở ở những va chạm nào?
Vị trí lắp đặt được chia thành hai loại tùy theo nhà sản xuất. Lựa chọn thứ nhất là mặt lưng phía trong của ghế lái: túi khí xuất phát từ đó và lấp đầy khoảng trống giữa hai hành khách trước. Lựa chọn thứ hai là vùng bàn điều khiển trung tâm: hệ thống năm 2013 của General Motors, nhà sản xuất đi đầu, cũng được bơm phồng từ vị trí gần bảng điều khiển trung tâm. Thiết kế của Autoliv có túi khí mang kết cấu dạng ống hoặc dạng hình trụ; hình dáng này là cách hiệu quả để lấp đầy khoảng trống hẹp giữa hai ghế.
Điều kiện kích hoạt: cảm biến quyết định khi nào?
Giống như mọi túi khí khác, túi khí trung tâm không tự quyết định một mình; trái tim của công việc nằm ở thuật toán va chạm của ECU túi khí. Thuật toán này liên tục đánh giá loại va chạm, góc độ và mức độ nghiêm trọng, và khi phát hiện va chạm đủ mạnh, nó sẽ kích hoạt các mạch kích nổ tương ứng. Sách hướng dẫn sử dụng của Hyundai mô tả điều này rất rõ ràng: nhóm túi khí bên, bao gồm cả túi khí này giữa hai ghế trước, được thiết kế để bơm phồng tùy theo mức độ nghiêm trọng của va chạm mà cảm biến va chạm bên phát hiện. Nghĩa là nó không mở ra khi va nhẹ vào cửa xe, mà chỉ mở ra khi có va chạm bên nghiêm trọng.
Kịch bản thứ hai là xe lật. Túi khí bên và rèm có thể bơm phồng khi cảm biến lật được kích hoạt. Khi xe nghiêng sang một bên và bắt đầu lật, các cảm biến đo chuyển động ngang và độ nghiêng của xe có thể phát hiện điều này từ trước; túi khí rèm bơm phồng trong vòng 10-20 mili giây đầu tiên của vụ lật và có thể giữ trạng thái phồng lâu hơn nhiều so với bình thường, 10 giây trở lên. Lý do kéo dài thời gian này rất đơn giản: xe lăn lồng trong vài giây, túi khí cần duy trì trạng thái phồng trong lúc đó. Ngược lại, các túi khí tiêu chuẩn phía trước thường không mở ra trong trường hợp lật xe; vì trong kịch bản đó chúng không mang lại sự bảo vệ thêm.
Tại sao ngưỡng bơm phồng phải nhanh đến vậy?
Trong va chạm bên, các kỹ sư có rất ít thời gian. Trong va chạm phía trước, khu vực mũi xe bị biến dạng giúp tạo ra khoảng cách hấp thụ; trong va chạm bên, chỉ có vài chục centimet giữa cửa xe và bạn. Vì vậy, ở túi khí bên, quá trình bơm phồng thường phải hoàn tất trong vòng 10-20 mili giây đầu tiên. Ngưỡng kích hoạt cũng thay đổi tùy theo kịch bản: khi va chạm với vật thể hẹp như cây hoặc cột, ngưỡng có thể giảm xuống còn 8 mph (khoảng 13 km/h), trong khi ở va chạm bên lan rộng giữa xe với xe, ngưỡng vào khoảng 18 mph (khoảng 29 km/h). Đó cũng là lý do các sách hướng dẫn có cảnh báo "túi khí trung tâm có thể không luôn mở ra": hệ thống không kích nổ ở mọi va chạm, mà chỉ ở những va chạm mà thuật toán coi là nghiêm trọng. Đừng quên, toàn bộ quá trình này là quy trình pyrotechnic dùng một lần; túi khí đã phồng sẽ xẹp xuống và mô-đun cần được thay mới.
Sự khác biệt với túi khí rèm là gì? Hai loại này không làm cùng một công việc sao?

Hoàn toàn không, và sự khác biệt này có thể là câu quan trọng nhất của bài viết này: túi khí rèm chống lại mối đe dọa từ bên ngoài, còn túi khí trung tâm hoạt động chống lại va chạm từ bên trong. Túi khí rèm trải dọc theo hàng kính của xe và bảo vệ đầu và ngực của bạn trước các vật thể như xe va chạm, cây hoặc cột. Còn túi khí trung tâm không chặn bất kỳ mối đe dọa nào từ bên ngoài; nó chỉ ngăn hai hành khách hoặc một hành khách va vào các bề mặt cứng bên trong phía đối diện. Threat khác nhau, vị trí khác nhau, logic cảm biến khác nhau.
| Đặc tính | Airbag rèm | Airbag trung tâm (Far-Side) |
|---|---|---|
| Vị trí | Dọc đường viền kính, ở mép trần | Lưng ghế trong của ghế lái hoặc cụm trung tâm |
| Mối đe dọa được bảo vệ | Vật thể xâm nhập từ bên ngoài (xe, cột, cây) | Hành khách va vào nhau, bị văng sang bên đối diện |
| Kích hoạt | Cảm biến va chạm bên, cảm biến lật xe | Cảm biến va chạm bên, một số trường hợp là lật xe |
| Thời gian bơm phồng | Thường trong 10-20 ms đầu tiên | Phụ thuộc ngưỡng cảm biến va chạm bên, nhanh |
| Hành vi khi lật xe | Có thể bơm phồng và giữ phồng trong thời gian dài (10 giây trở lên) | Có thể kích hoạt tùy tình huống |
Tác động tổng thể của gói an toàn bên hông cũng được phản ánh vào các con số: việc sử dụng kết hợp airbag rèm và airbag thân xe làm giảm nguy cơ tử vong trong va chạm bên phía gần (nearside) khoảng 31%, còn tổ hợp airbag đầu và thân xe giảm khoảng 25%. Một lưu ý nữa: tất cả các xe đạt điểm cao nhất trong thử nghiệm va chạm bên đều được trang bị airbag bên bảo vệ đầu, nhưng riêng túi khí thôi chưa đủ; còn cần một kết cấu bên chắc chắn ngăn vật thể xâm nhập vào khoang cabin. Nguyên tắc này cũng đúng với airbag trung tâm, túi khí không thể thay thế cho tính toàn vẹn kết cấu.
Thử nghiệm far-side của Euro NCAP đã thay đổi cách chấm điểm như thế nào?
Nếu một công nghệ an toàn muốn phổ biến, thường các giao thức thử nghiệm sẽ mở đường trước, và điều đó đã đúng như vậy. Euro NCAP đã công bố đánh giá hành khách far-side vào năm 2020 và bổ sung đánh giá này vào phần va chạm bên của điểm bảo vệ người lớn. Tỷ trọng điểm số khá thú vị: trong khi tổng điểm các thử nghiệm thanh chắn bên và va cột bị giới hạn ở mức 12, phần bảo vệ hành khách far-side chiếm tối đa 4 điểm. Nghĩa là xe của bạn giỏi đến đâu ở bảo vệ far-side thì nhận được bấy nhiêu; một airbag trung tâm hiệu quả là lá bài mạnh nhất để giành phần điểm 4 điểm này. Ở phía Úc, ANCAP cũng đi cùng hướng và từ năm 2020 đã thưởng cho sự hiện diện và hiệu quả của airbag trung tâm trên các xe được đánh giá; việc đạt được 5 sao mà không có hiệu suất tốt đã trở nên khó khăn hơn.
Vậy túi khí này thực sự có hiệu quả không? Một nghiên cứu sinh cơ học về va chạm far-side cho thấy airbag trong thiết kế làm giảm đáng kể góc văng của đầu và nguy cơ gãy xương sườn. Toyota Yaris cũng là một trong những xe đầu tiên được trang bị airbag trung tâm, trở thành biểu tượng của bước chuyển đổi này. Tóm lại, các tổ chức thử nghiệm và nhà sản xuất đang cùng thúc đẩy theo một hướng: cái đầu của người ngồi cạnh trên ghế trước không còn là mối đe dọa với đầu bạn nữa.
Phần khó của thiết kế: không gian hẹp, lối đi của cánh tay và thời điểm kích hoạt
Điều thử thách airbag trung tâm không phải cơ chế mà là không gian. Khoảng có thể cấp giữa hai ghế trước chỉ là một khe hẹp còn lại sau khi đã chia ghế cho chiều rộng ghế và cụm trung tâm. Túi khí phải gập lại vừa khít vào khe hẹp này, mở đúng lúc đúng hướng và không cản trở lối đi của cánh tay lái xoay vô lăng của tài xế. Vì vậy trong giải pháp của Autoliv, kết cấu túi khí dạng ống có vai trò then chốt: phồng lên như một chiếc gối, lấp đầy khoảng hẹp từ đầu đến cuối - và không phải bằng cách nhồi nhét.
Thách thức thứ hai là sống bên trong ghế. Trong khi túi khí nằm bên trong tựa ghế, bản thân ghế vẫn phải là một chiếc ghế có thể điều chỉnh nghiêng, có sưởi và đệm lưng. Chúng ta cũng đã thấy vấn đề tích hợp tương tự ở túi khí trần panoramic: việc túi khí phải bung ra chính xác tùy theo trần xe hoặc trạng thái mở-đóng của nắp đã gây ra những sự chậm trễ. Những vấn đề cùng loại cũng áp dụng cho các hệ thống bên trong ghế; vì vậy ngành công nghiệp đang phát triển các hệ thống túi khí kiểu kén gắn trên ghế, có thể thích ứng với các cấu hình chỗ ngồi linh hoạt. Cũng nên thêm rằng Toyota đang nghiên cứu về một khái niệm tương tự được triển khai từ console trung tâm cho hành khách hàng ghế sau; ý tưởng đang mở rộng về phía sau.
Các câu hỏi ngắn thường gặp
- Túi khí trung tâm nằm ở đâu? Từ tựa ghế phía trong ghế lái hoặc từ console trung tâm.
- Ghế hành khách trống có bung ra không? Có; ngay cả khi chỉ có tài xế, nó vẫn có thể bung ra để bảo vệ tài xế trong các va chạm từ phía đối diện.
- Bung ra trong những va chạm nào? Trong các va chạm bên đối diện (far-side), trong một số trường hợp là khi xe lộn nhào; cường độ đo được bởi các cảm biến va chạm bên là yếu tố quyết định.
- Có sự nhầm lẫn về tên gọi không? Có: các thuật ngữ front-center airbag, far-side airbag và centre airbag được sử dụng đan xen trong tài liệu, tất cả đều mô tả các túi khí thuộc cùng một họ.
Kết luận: túi khí nhỏ, ý tưởng lớn
Túi khí trung tâm vẫn là một bộ phận an toàn không có trên mọi xe, mà phần lớn tài xế thậm chí còn không biết tên. Nhưng khi nhìn vào cách hoạt động, bạn thấy cả những quyết định kỹ thuật đầy thử thách của các nhà sản xuất lẫn áp lực chấm điểm từ các tổ chức kiểm định trong cùng một gói. Nó đảm bảo rằng người đứng gần bạn nhất sẽ không trở thành một mối đe dọa vào khoảnh khắc dễ tổn thương nhất của va chạm dữ dội nhất. Lần tới khi xem xét một chiếc xe, tôi khuyên bạn nên nhìn vào mép trong của tựa ghế; biết đâu trong khoảng hẹp đó lại có một người bảo vệ thầm lặng đang chờ bạn.
Nguồn tài liệu
- Airbags - IIHS
- Front Center Airbag - Autoliv
- Euro NCAP Far Side Occupant Test & Assessment Protocol
- Euro NCAP Assessment Protocol - AOP - v9.1.3
- Airbag Operation Conditions - Hyundai
- Air bag non-inflation conditions - Kia EV6
- Occupant Protection in Far-Side Impacts - IRCOBI
- Occupant-to-occupant interaction and impact injury risk - Newland 2008
- Airbag - Wikipedia
- Airbag Deployment Systems - Clemson University