Trước đây, các nhà sản xuất ô tô quan niệm rằng khung xe phải thật cứng thì mức độ bảo vệ càng cao. Tuy nhiên, các trường hợp thực tế đã chỉ ra rằng đó là một quan niệm sai lầm vì các khung cứng chỉ làm lực tác động nghiêm trọng hơn. Cũng vì lẽ đó mà vùng hấp thụ xung lực trên ô tô ra đời.
Vùng hấp thụ xung lực trên ô tô là gì?
“Vùng hấp thụ xung lực là gì?” hay “Crumple Zone là gì?” là câu hỏi thường gặp đầu tiên khi nhắc đến khái niệm này. Crumple Zone (hay còn được gọi là vùng biến dạng hoặc vùng va chạm) là một vùng có cấu trúc đặc biệt ở phía trước và đôi khi ở phía sau của ô tô. Giống như tên gọi, nó được thiết kế để đối mặt với va chạm và biến dạng trong trường hợp tai nạn xảy ra.
Vùng hấp thụ xung lực trên ô tô nằm ở đâu?
Trước đây, Crumple Zones thường được thiết kế ở phần đầu của xe ô tô để hấp thụ những va chạm trực diện đến người lái. Những chiếc xe an toàn ngày nay đã được nghiên cứu và cải tiến để vùng hấp thụ xung lực nằm ở ba phần tư phía trước của xe, nhằm giảm thương tổn từ các lực bên hông xe, nơi mà người ngồi trong xe dễ bị tác động hơn hết.
Tại sao lại cần có vùng hấp thụ xung lực trên ô tô?
Quán tính hay động lượng là lực tác động khi xe ô tô và tất cả những đồ vật trong xe, bao gồm cả hành khách và hành lý đang di chuyển cùng một tốc độ với xe, nhưng bị dừng lại ngay lập tức (do va chạm xảy ra).
Trường hợp giảm tốc đột ngột, người ngồi trong xe sẽ tiếp tục di chuyển về phía trước với tốc độ trước đó do quán tính và sẽ va vào bảng điều khiển hoặc nội thất xe với một lực tương đương với trọng lượng bình thường của người đó do trọng lực. Đây là lúc vùng hấp thụ xung lực phát huy tác dụng. Nó làm chậm lại các va chạm và hấp thụ xung lực để giảm sự khác biệt về tốc độ giữa xe và người ngồi trong xe.
Trong các trường hợp này, dây an toàn và túi khí có tác dụng cố định, ngăn không cho người ngồi trên xe di chuyển theo quán tính ngả về phía trước. Vùng hấp thụ xung lực sẽ là sự bổ sung hoàn hảo, nó làm giảm sức ì tổng thể, từ đó giảm lực tác động đến cabin xe.
Công nghệ kết hợp giữa vùng hấp thụ xung lực - dây an toàn - túi khí được thiết kế hoạt động cùng nhau như một hệ thống an toàn, giúp giảm lực tác động đến bên ngoài cơ thể của hành khách và cuối cùng là hạn chế chấn thương cho các cơ quan bên trong cơ thể.
Cấu tạo của vùng hấp thụ xung lực trên ô tô
Crumple Zones được tạo nên từ nhiều vật liệu khác nhau, chủ yếu là thép, vật liệu tổng hợp, sợi carbon và nhôm. Một số mẫu xe đua tiên tiến hiện nay sử dụng bọt hấp thụ năng lượng cao cấp để tiêu tán năng lượng va chạm hiệu quả hơn. Những vật liệu này sẽ có khối lượng và trọng lượng riêng nhỏ hơn nhiều so với vật liệu dùng cho vùng hấp thụ xung lực trên ô tô thông dụng.
Nguyên lý hoạt động của vùng hấp thụ xung lực trên ô tô
Xe ô tô được thiết kế vùng hấp thụ xung lực sẽ có mức độ an toàn cao hơn vì nó giúp giảm lực tác động khi có va chạm. Vậy tại sao ô tô dễ biến dạng sau va chạm? Ô tô dễ bị hư phần đầu khi va chạm, trong khi cabin của xe vẫn trong tình trạng ổn định hoặc không bị hư hại đáng kể.
Cấu tạo của vùng hấp thụ xung lực trên ô tô là tạo ra một khoảng không gian giữa vỏ ngoài và vỏ trong của ô tô, nơi hấp thụ phần lớn lực tác động khi xe xảy ra va chạm. Để thực hiện chức năng này, nhà sản xuất sẽ làm lớp vỏ bên ngoài “yếu” đi và nhẹ hơn. Thay vào đó, lớp vỏ bên trong được làm cứng và chắc chắn bằng cách sử dụng nhiều vật liệu có độ bền cao như vật liệu tổng hợp, thép.
Vùng
hấp thụ xung lực trên ô tô sẽ biến dạng và được “co lại” khi xảy ra va
chạm giúp xe giảm tốc từ từ, kéo dài thời gian va chạm để giảm thiểu
thương tích cho người ngồi trên xe. Kết quả thử nghiệm cho thấy với cùng
một lực nhưng kéo dài thời gian tác động thêm 0,2-0,8 giây thì tổng lực
tác dụng lên cơ thể sẽ giảm 75%. Ngoài cấu tạo khung xe, các bộ phận
bằng nhựa như quạt gió, ống cao su, cản nhựa vỡ ra khi va đập cũng giúp
triệt tiêu lực này.
Với các dòng xe cỡ nhỏ hạng A và B, việc
thiết kế vùng hấp thụ xung lực trên ô tô đòi hỏi sự nghiên cứu sâu của
nhà sản xuất. Khoang nội thất được đặt trong một kết cấu thép siêu cứng
có khả năng phân bổ đều lực tác động lên toàn bộ khung. Phía trước và
sau xe cũng được trang bị vùng hấp thụ xung lực. Tuy nhiên, do hạn chế
về kích thước, các xe hạng A, B diện tích hấp thụ xung lực sẽ nhỏ hơn
các xe khác và cần nhiều "trợ lực" hơn.
Hộp số của xe được tính
toán để hoạt động như một "phuộc" trong trường hợp va chạm trực diện.
Ngoài ra, hệ thống giảm xóc, bánh xe và lốp xe đóng vai trò như “túi
khí” để dội lại lực va chạm. Các bộ phận còn lại trong khoang máy có khả
năng bị biến dạng, gãy, bung lò xo để giảm thiểu ảnh hưởng đến người
ngồi trên xe. Trong các cuộc thử nghiệm va chạm ô tô ở tốc độ 112 km/h,
dù nặng gần 800 kg nhưng khung gầm của xe ô tô không hề biến dạng sau sự
cố.
Vùng hấp thụ xung lực trên ô tô có thực sự an toàn?
Một số người cho rằng vùng hấp thụ xung lực được thiết kế theo cách mà lớp vỏ bên ngoài được làm yếu đi, làm suy giảm mức độ an toàn của người ngồi trong xe, dẫn đến việc người ngồi trên xe sẽ bị tác động mạnh khi va chạm.
Tuy nhiên, trên thực tế, Crumple Zone giúp bảo vệ hành khách hiệu quả hơn bất kỳ hệ thống nào khác. Nhiều cuộc thử nghiệm va chạm đã chứng minh rằng những chiếc xe hiện đại cung cấp khả năng bảo vệ vượt trội hơn nhiều so với những chiếc xe đời cũ không có vùng hấp thụ xung lực.
Lời giải cho 6 câu hỏi thường gặp về vùng hấp thụ xung lực trên ô tô giúp người dùng hiểu rõ hơn về khái niệm này. Crumple Zone cùng với các hệ thống an toàn khác trên ô tô nâng cao trải nghiệm nhưng vẫn đảm bảo an toàn, bảo vệ người dùng trong mỗi chuyến đi.
: