Giãn và co: Hai yếu tố tiên quyết
Trong hệ thống dây an toàn bình thường, một dải vải được nối với một cơ cấu căng dây. Yếu tố trung tâm của cơ cấu căng dây là một ống xoay gắn với đầu cuối của sợi dây. Bên trong của bộ căng dây là một lò xo cung cấp một lực để xoay ống xoay. Nhờ vậy, ống xoay lập tức cuộn cho sợi dây căng lại bất cứ khi nào dây trùng đi.
Khi bạn kéo dây ra để thắt vào người, ống xoay sẽ quay ngược chiều kim đồng hồ và nó sẽ làm quay lò xo hồi vị xoay đi cùng chiều. Thực tế, ống xoay làm việc để giải phóng sức căng của lò xo. Lò xo thì luôn muốn giữ lại hình dạng lúc đầu của nó, vì vậy nó chống lại chuyển động xoắn vào. Nếu bạn giải phóng sợi dây vải, lò xo sẽ kéo chặt lại, xoay ống xoay cùng chiều kim đồng hồ đến khi dây an toàn đạt đến một độ căng nào đó. Bộ căng dây có một cơ cấu khoá để không cho ống xoay bị xoay đi khi chiếc xe va chạm. Hiện nay, có hai hệ thống khoá thông thường:
- Hệ thống được kích hoạt bằng chuyển động của chiếc xe.
- Hệ thống được kích hoạt bằng chuyển động của dây an toàn.
Hệ thống thứ nhất sẽ khoá ống xoay khi chiếc xe giảm tốc đột ngột (khi đâm phải chướng ngại vật chẳng hạn). Sơ đồ dưới đây cho biết kiểu đơn giản nhất của thiết kế này. Nhân tố làm việc trung tâm của cơ cấu này là một quả nặng. Khi chiếc xe dừng lại đột ngột, quán tính của vật nặng làm nó lắc về trước. Một vấu nằm ở đầu kia của vật nặng lập tức chèn vào các răng của bánh răng kết nối với ống xoay. Vì bị vấu cam giữ lại nên bánh răng không thể xoay theo ngược chiều kim đồng hồ nên không thể làm cho ống xoay xoay theo được. Khi dây an toàn bị lỏng ra sau va chạm, bánh răng lại xoay cùng chiều kim đồng hồ và vấu cam được giải phóng ra khỏi bánh răng.
Hệ thống thứ hai khoá ống xoay khi có vật gì đó giật mạnh sợi dây. Yếu tố làm việc chính của thiết kế này là một ly hợp ly tâm – đòn bẩy (1) có chốt xoay được lắp đặt với ống xoay. Khi ống xoay quay chậm, đòn bẩy không quay quanh trục của nó. Một lò xo giữ nó ở nguyên vị trí. Thế nhưng, nếu dây an toàn bị giật đột ngột, làm xoay mạnh ống xoay, lực ly tâm làm cho vật nặng cuối đòn bẩy bắn ra ngoài. Đòn bẩy văng ra đẩy một vấu cam (5) vào một không gian của cơ cấu căng. Cam này được nối với một chốt hãm bởi một chốt trượt trong rãnh nhỏ (4). Khi cam di chuyển sang trái, chiếc chốt di chuyển dọc theo đường rãnh của chốt hãm. Điều này đã kéo chốt hãm vào một bánh răng cóc (2) ăn khớp với ống xoay. Chốt hãm lập tức khoá các răng của bánh cóc không cho nó quay ngược chiều kim đồng hồ, giữ ống xoay không cho dây trùng đi.
Trên một vài cơ cấu dây an toàn mới hơn, bộ căng dây trước va chạm - pretensioner cũng có kết cấu làm việc để làm chặt dây đai, tuy nhiên có hơi khác so với hai thiết kế trên. Sau đây là nguyên lý làm việc của cơ cấu này.
Ý tưởng của cơ cấu này là thít chặt dây an toàn bất cứ lúc nào nó bị lỏng ra trong trường hợp xảy ra va chạm. Ngược lại với cơ cấu khoá thông thường ở một bộ căng dây là giữ dây luôn căng trong mọi tình huống, pretensioner chỉ thực sự kéo sợi dây khi cần thiết. Lực này làm cho chúng ta có một vị trí thích hợp nhất khi xảy ra va chạm. Pretensioner luôn làm việc cùng với cơ cấu khoá thông thường, không thay thế cho chúng.
Trên thị trường hiện có một số hệ thống pretensioner khác nhau. Một vài loại kéo toàn bộ cơ cấu căng dây về sau, một vài loại chỉ quay ống xoay mà thôi. Thông thường, pretensioner được kết nối với bộ xử lý điều khiển trung tâm cùng với điều khiển túi khí. Bộ xử lý sẽ giám sát toàn bộ các tín hiệu từ cảm biến cơ khí hoặc điện tử khi phát hiện ra sự giảm tốc đột ngột của va chạm. Khi một cuộc va chạm được phát hiện thấy, bộ xử lý sẽ kích hoạt các bộ căng dây sau đó kích hoạt đến túi khí.
Bộ pretensioner
Một vài bộ pretensioner được thiết kế dùng mô tơ điện hoặc cuộn dây điện, nhưng đa số các thiết kế phổ thông hiện nay lại sử dụng hạt lửa để kéo căng dây an toàn. Sơ đồ dưới đây cho biết một mẫu điển hình của thiết kế này.
Yếu tố trung tâm của bộ pretensioner này là một buồng kín có chứa khí cháy. Bên trong buồng kín này có một không gian nhỏ có chứa hạt nổ. Bộ kích nổ này được điều khiển bằng hai dây điện nối từ buồng cháy đó với bộ xử lý trung tâm. Khi bộ xử lý phát hiện ra va chạm, nó tức khắc cung cấp một dòng điện qua hai cực của bộ đánh lửa để sinh tia lửa đốt hạt nổ làm cháy khí ga có sẵn. Khí cháy sinh áp suất cao đẩy mạnh piston lên cao với tốc độ rất lớn. Một cơ cấu thanh răng kết nối với piston làm cho bánh răng quay và cuộn ống xoay. Tốc độ của thanh răng lớn nên làm ống xoay cuộn rất mạnh, kéo căng toàn bộ dây đai.
Nhiều năm nay, dây an toàn đã chứng tỏ chắc chắn là một thiết bị an toàn quan trọng nhất trên các xe ô tô. Tuy vậy cũng không có nghĩa là chúng bảo đảm được an toàn 100% cho chúng ta. Với trình độ khoa học ngày càng phát triển, những công nghệ tiên tiến sẽ cho phép các thiết bị an toàn ngày càng thông minh và chính xác hơn. Trong tương lai, những chiếc xe sẽ được cung cấp những dây an toàn, túi khí tốt hơn với những công nghệ an toàn hoàn toàn mới. Tuy nhiên, chính phủ sẽ phải chú tâm tới vấn đề lớn hơn, đó là việc buộc mọi người phải sử dụng các thiết bị an toàn khi sử dụng xe.
Trong hệ thống dây an toàn bình thường, một dải vải được nối với một cơ cấu căng dây. Yếu tố trung tâm của cơ cấu căng dây là một ống xoay gắn với đầu cuối của sợi dây. Bên trong của bộ căng dây là một lò xo cung cấp một lực để xoay ống xoay. Nhờ vậy, ống xoay lập tức cuộn cho sợi dây căng lại bất cứ khi nào dây trùng đi.
Khi bạn kéo dây ra để thắt vào người, ống xoay sẽ quay ngược chiều kim đồng hồ và nó sẽ làm quay lò xo hồi vị xoay đi cùng chiều. Thực tế, ống xoay làm việc để giải phóng sức căng của lò xo. Lò xo thì luôn muốn giữ lại hình dạng lúc đầu của nó, vì vậy nó chống lại chuyển động xoắn vào. Nếu bạn giải phóng sợi dây vải, lò xo sẽ kéo chặt lại, xoay ống xoay cùng chiều kim đồng hồ đến khi dây an toàn đạt đến một độ căng nào đó. Bộ căng dây có một cơ cấu khoá để không cho ống xoay bị xoay đi khi chiếc xe va chạm. Hiện nay, có hai hệ thống khoá thông thường:
- Hệ thống được kích hoạt bằng chuyển động của chiếc xe.
- Hệ thống được kích hoạt bằng chuyển động của dây an toàn.
Hệ thống thứ nhất sẽ khoá ống xoay khi chiếc xe giảm tốc đột ngột (khi đâm phải chướng ngại vật chẳng hạn). Sơ đồ dưới đây cho biết kiểu đơn giản nhất của thiết kế này. Nhân tố làm việc trung tâm của cơ cấu này là một quả nặng. Khi chiếc xe dừng lại đột ngột, quán tính của vật nặng làm nó lắc về trước. Một vấu nằm ở đầu kia của vật nặng lập tức chèn vào các răng của bánh răng kết nối với ống xoay. Vì bị vấu cam giữ lại nên bánh răng không thể xoay theo ngược chiều kim đồng hồ nên không thể làm cho ống xoay xoay theo được. Khi dây an toàn bị lỏng ra sau va chạm, bánh răng lại xoay cùng chiều kim đồng hồ và vấu cam được giải phóng ra khỏi bánh răng.
Hệ thống thứ hai khoá ống xoay khi có vật gì đó giật mạnh sợi dây. Yếu tố làm việc chính của thiết kế này là một ly hợp ly tâm – đòn bẩy (1) có chốt xoay được lắp đặt với ống xoay. Khi ống xoay quay chậm, đòn bẩy không quay quanh trục của nó. Một lò xo giữ nó ở nguyên vị trí. Thế nhưng, nếu dây an toàn bị giật đột ngột, làm xoay mạnh ống xoay, lực ly tâm làm cho vật nặng cuối đòn bẩy bắn ra ngoài. Đòn bẩy văng ra đẩy một vấu cam (5) vào một không gian của cơ cấu căng. Cam này được nối với một chốt hãm bởi một chốt trượt trong rãnh nhỏ (4). Khi cam di chuyển sang trái, chiếc chốt di chuyển dọc theo đường rãnh của chốt hãm. Điều này đã kéo chốt hãm vào một bánh răng cóc (2) ăn khớp với ống xoay. Chốt hãm lập tức khoá các răng của bánh cóc không cho nó quay ngược chiều kim đồng hồ, giữ ống xoay không cho dây trùng đi.
Trên một vài cơ cấu dây an toàn mới hơn, bộ căng dây trước va chạm - pretensioner cũng có kết cấu làm việc để làm chặt dây đai, tuy nhiên có hơi khác so với hai thiết kế trên. Sau đây là nguyên lý làm việc của cơ cấu này.
Ý tưởng của cơ cấu này là thít chặt dây an toàn bất cứ lúc nào nó bị lỏng ra trong trường hợp xảy ra va chạm. Ngược lại với cơ cấu khoá thông thường ở một bộ căng dây là giữ dây luôn căng trong mọi tình huống, pretensioner chỉ thực sự kéo sợi dây khi cần thiết. Lực này làm cho chúng ta có một vị trí thích hợp nhất khi xảy ra va chạm. Pretensioner luôn làm việc cùng với cơ cấu khoá thông thường, không thay thế cho chúng.
Trên thị trường hiện có một số hệ thống pretensioner khác nhau. Một vài loại kéo toàn bộ cơ cấu căng dây về sau, một vài loại chỉ quay ống xoay mà thôi. Thông thường, pretensioner được kết nối với bộ xử lý điều khiển trung tâm cùng với điều khiển túi khí. Bộ xử lý sẽ giám sát toàn bộ các tín hiệu từ cảm biến cơ khí hoặc điện tử khi phát hiện ra sự giảm tốc đột ngột của va chạm. Khi một cuộc va chạm được phát hiện thấy, bộ xử lý sẽ kích hoạt các bộ căng dây sau đó kích hoạt đến túi khí.
Bộ pretensioner
Một vài bộ pretensioner được thiết kế dùng mô tơ điện hoặc cuộn dây điện, nhưng đa số các thiết kế phổ thông hiện nay lại sử dụng hạt lửa để kéo căng dây an toàn. Sơ đồ dưới đây cho biết một mẫu điển hình của thiết kế này.
Yếu tố trung tâm của bộ pretensioner này là một buồng kín có chứa khí cháy. Bên trong buồng kín này có một không gian nhỏ có chứa hạt nổ. Bộ kích nổ này được điều khiển bằng hai dây điện nối từ buồng cháy đó với bộ xử lý trung tâm. Khi bộ xử lý phát hiện ra va chạm, nó tức khắc cung cấp một dòng điện qua hai cực của bộ đánh lửa để sinh tia lửa đốt hạt nổ làm cháy khí ga có sẵn. Khí cháy sinh áp suất cao đẩy mạnh piston lên cao với tốc độ rất lớn. Một cơ cấu thanh răng kết nối với piston làm cho bánh răng quay và cuộn ống xoay. Tốc độ của thanh răng lớn nên làm ống xoay cuộn rất mạnh, kéo căng toàn bộ dây đai.
Nhiều năm nay, dây an toàn đã chứng tỏ chắc chắn là một thiết bị an toàn quan trọng nhất trên các xe ô tô. Tuy vậy cũng không có nghĩa là chúng bảo đảm được an toàn 100% cho chúng ta. Với trình độ khoa học ngày càng phát triển, những công nghệ tiên tiến sẽ cho phép các thiết bị an toàn ngày càng thông minh và chính xác hơn. Trong tương lai, những chiếc xe sẽ được cung cấp những dây an toàn, túi khí tốt hơn với những công nghệ an toàn hoàn toàn mới. Tuy nhiên, chính phủ sẽ phải chú tâm tới vấn đề lớn hơn, đó là việc buộc mọi người phải sử dụng các thiết bị an toàn khi sử dụng xe.
Chủ đề tương tự
Ngày đăng:
