Túi khí là một trong những công nghệ an toàn thụ động quan trọng nhất trên ô tô hiện đại, nhưng tốc độ hoạt động của nó nhanh đến mức gần như vượt khỏi cảm nhận của con người. Theo Cơ quan An toàn giao thông đường bộ quốc gia Mỹ, công nghệ này đã cứu hơn 70.000 sinh mạng tại Mỹ kể từ khi được áp dụng rộng rãi.
Tại Mỹ, túi khí trước đã trở thành trang bị bắt buộc trên các mẫu xe du lịch mới kể từ đời xe 1999. Túi khí bên không được quy định bắt buộc theo cách trực tiếp, nhưng các hãng xe thường lắp đặt để đáp ứng yêu cầu liên bang về bảo vệ người ngồi trong va chạm ngang.
Điểm cốt lõi khiến túi khí trở nên đặc biệt nằm ở thời gian phản ứng. Một vụ tai nạn thường diễn ra trong khoảng 200 mili giây, tức chưa tới một phần năm giây, nên hệ thống phải nhận biết va chạm, xử lý tín hiệu và kích hoạt túi khí nhanh hơn rất nhiều. Thông thường, túi khí bung trong khoảng 10 đến 30 mili giây, nhanh hơn một cái chớp mắt.
Dù được gọi là túi khí, hệ thống hiện đại không bơm không khí thông thường vào túi. Phần lớn túi khí sử dụng guanidinium nitrate kết hợp với chất oxy hóa copper nitrate để tạo ra khí nitơ. Khi được kích hoạt, guanidinium nitrate phân hủy thành khí nitơ, nước và carbon, trong khi copper nitrate giúp giảm nhiệt độ luồng khí thoát ra.
Công nghệ này thay thế các hệ thống cũ từng dùng ammonium nitrate, loại hóa chất dễ bị ảnh hưởng bởi độ ẩm và hơi nước. Một số hệ thống đời cũ đã liên quan đến thương vong và chấn thương, trong khi guanidinium nitrate không bị tác động bởi độ ẩm theo cách tương tự.
Túi khí không bung giống nhau trong mọi tình huống, mà được lập trình theo mức độ va chạm. Nếu xe đâm vào vật thể hẹp như cây hoặc cột, túi khí có thể kích hoạt ở khoảng 8 mph. Với va chạm vào vật thể lớn hơn, chẳng hạn một xe khác, ngưỡng kích hoạt có thể vào khoảng 18 mph.
Ở phía trước xe, hệ thống dựa vào các gia tốc kế điện tử nhỏ để phát hiện xe giảm tốc đột ngột. Các cảm biến MEMS đánh giá rất nhanh thay đổi tốc độ, vận tốc trước va chạm, vật thể bị đâm vào và việc người ngồi có thắt dây an toàn hay không.
Với người đã thắt dây an toàn, túi khí có thể không bung nếu tốc độ chưa vượt 16 mph, trong khi người không thắt dây thường khiến hệ thống kích hoạt ở khoảng 10 đến 12 mph do rủi ro chấn thương cao hơn.
Túi khí bên hoạt động theo logic khác vì phần hông xe có ít không gian hấp thụ lực hơn so với đầu hoặc đuôi xe. Ngoài gia tốc kế đặt trong cửa, hệ thống còn dùng cảm biến áp suất để đo cửa biến dạng nhanh và sâu đến mức nào khi bị va chạm. Trong tình huống lật xe, các cảm biến bổ sung theo dõi chuyển động ngang và độ nghiêng để xác định nguy cơ xe sắp lật.
Với túi khí rèm bên, hệ thống có thể dùng khí helium hoặc argon nén, hoặc kết hợp giữa chất đẩy hóa học và khí nén. Loại túi khí này có thể phồng lên trong khoảng 20 mili giây và duy trì trạng thái căng lâu hơn túi khí trước thông thường, nhằm bảo vệ vùng đầu trong va chạm ngang hoặc lật xe.
Khi mạch túi khí được kích hoạt, dòng điện đi qua bộ phận gia nhiệt và đốt cháy guanidinium nitrate. Phản ứng tạo khí nitơ bơm vào túi nylon, vốn được phủ bột talc để hạn chế xoắn rối khi phồng lên, sau đó phá vỡ nắp nhựa che bên ngoài. Toàn bộ quá trình có thể hoàn tất chỉ trong 10 mili giây.
Dù vậy, túi khí từng gây tranh cãi trong giai đoạn đầu phát triển. NHTSA ước tính từ năm 1990 đến 2008, việc túi khí trước bung trong các vụ va chạm tốc độ thấp đã gây hơn 290 ca tử vong, trong đó gần 90% liên quan đến xe sản xuất trước năm 1998.
Hơn 90% nạn nhân là trẻ em và trẻ sơ sinh, còn hơn 80% người ngồi không thắt dây an toàn hoặc không được cố định đúng cách. Nhờ thay đổi quy định và tiến bộ công nghệ, các chấn thương nghiêm trọng do túi khí hiện đã ít phổ biến hơn nhiều.
