Cản xe hoạt động như lớp bảo vệ chính chống hư hại khi các phương tiện va chạm, và chúng ảnh hưởng lớn đến kết quả kiểm tra va chạm. Theo dữ liệu của NHTSA từ năm 2023, các hệ thống cản mới đã giảm chi phí sửa chữa sau các tai nạn nhỏ khoảng 38% so với các mẫu trước đây. Điều này xảy ra vì cản hiện đại phân tán lực va chạm tốt hơn so với các mẫu cũ. Khi nói đến các tiêu chuẩn kiểm tra va chạm, cản xe chiếm khoảng 15% tổng điểm được trao cho ô tô. Mức độ bền vững của các bộ phận này trong lúc va chạm là một trong những yếu tố chính mà người kiểm tra xem xét khi đánh giá hiệu suất an toàn.
Các cản hiện đại được thiết kế để chịu va chạm ở tốc độ dưới 5 dặm mỗi giờ đồng thời vẫn bảo vệ những thứ quan trọng nhất bên trong xe. Chúng hoạt động bằng cách phân tán năng lượng va chạm thông qua nhiều lớp xốp đặc biệt, các thanh kim loại được kiểm soát để uốn cong theo cách dự đoán được, và đôi khi thậm chí cả bộ giảm chấn thủy lực trên các xe cao cấp hơn. Khi các hệ thống này hoạt động đúng chức năng, chúng giúp bảo vệ các bộ phận như đèn pha không bị vỡ, giữ cho két nước nguyên vẹn, và bảo vệ cả các mảng cảm biến quan trọng. Các công ty bảo hiểm thực tế đã theo dõi dữ liệu này khá sát sao. Hồ sơ của họ cho thấy mức giảm khoảng 27 phần trăm các sự cố cơ khí sau va chạm khi hệ thống cản hoạt động đúng như thiết kế. Điều này hoàn toàn hợp lý vì các bộ phận bị hư hỏng sẽ tốn chi phí sửa chữa về sau.
Cục An toàn Giao thông Đường bộ Quốc gia đặt ra các quy định về cản trước, yêu cầu chiều cao từ 16 đến 20 inch, cùng khả năng chịu va chạm ở tốc độ 2,5 dặm/giờ đối với va chạm toàn bề rộng và 1,5 dặm/giờ đối với va chạm góc theo tiêu chuẩn FMVSS 581 từ năm 1982. Nhưng điều thú vị hiện nay là khoảng 72 phần trăm ô tô ra mắt vào năm 2024 thực tế vượt xa các yêu cầu cơ bản này, thường vượt từ 40 đến 60%. Các nhà sản xuất đã tự nguyện nâng cấp thiết kế của họ, cho thấy ngành công nghiệp ô tô đã bắt đầu chuyển sang các tính năng an toàn tốt hơn ngay cả khi pháp luật không còn yêu cầu.
Một phân tích so sánh năm 2023 trên 12 xe đạt giải Top Safety Pick+ từ IIHS đã tiết lộ sự khác biệt đáng kể về hiệu suất giữa các phân khúc:
| Loại phương tiện | Mức Giảm Lực Va Chạm Trung Bình | Chênh Lệch Chi Phí Sửa Chữa |
|---|---|---|
| SUV cỡ nhỏ | 68% | $1,240 |
| Sedan Cỡ Lớn | 54% | $2,110 |
| Hatchback Điện | 72% | $890 |
Khoảng cách hiệu suất 18% này làm nổi bật những tiến bộ trong khoa học vật liệu và tích hợp thiết kế trên các nền tảng mới hơn.
Các hệ thống cản hiện đại đại diện cho sự dung hòa được tính toán kỹ lưỡng giữa bảo vệ khi va chạm, hiệu quả sử dụng vật liệu và kỳ vọng của người tiêu dùng. Cấu tạo của chúng ảnh hưởng đến xếp hạng an toàn đồng thời đáp ứng các yêu cầu về chi phí, trọng lượng và kiểu dáng.
Thiết kế cản trước tốt cần phải xử lý được các tình huống khác nhau. Đối với các va chạm tốc độ cao, cần có phần gia cố kết cấu chắc chắn. Khi nói đến các cú va chạm chậm hơn, các vật liệu hấp thụ năng lượng sẽ hiệu quả hơn. Một yếu tố quan trọng khác là đảm bảo mọi thứ hoạt động trơn tru với những cảm biến hỗ trợ lái xe hiện đại mà chúng ta thấy ngày nay. Các hãng xe hiện đang sản xuất cản với nhiều lớp. Họ bắt đầu bằng lớp xốp đặc bên trong, sau đó thêm các tấm polymer ở trên, và bao gồm cả các thanh đỡ bằng thép ở dưới. Cấu tạo này thực tế đã giảm đáng kể chi phí sửa chữa sau các tai nạn nhỏ dưới 15 dặm một giờ, theo nghiên cứu từ IIHS năm 2022 cho thấy mức giảm khoảng một phần ba về chi phí.
Việc lựa chọn vật liệu quyết định cách mà cản xe cân bằng giữa tuổi thọ và khả năng hấp thụ va chạm:
| Vật liệu | Hấp thụ tác động | Khả năng chống ăn mòn | Phạt nặng do khối lượng |
|---|---|---|---|
| Polymer tiên tiến | Trung bình | Cao | Thấp |
| Hợp kim Nhôm | Thấp | Trung bình | Trung bình |
| Thép đa pha | Cao | Thấp | Cao |
Các vật liệu composite nhựa hiện đang thống trị các cụm mặt ngoài do tỷ lệ năng lượng trên trọng lượng tốt hơn 4,8 lần so với các cản mạ crôm thời thập niên 1990, trong khi các cấu trúc bên trong sử dụng thép siêu bền cao ở những khu vực chịu va chạm quan trọng.
Xu hướng thiết kế hiện nay nghiêng mạnh về những kiểu dáng thanh lịch, dốc nghiêng khiến các kỹ sư phải đau đầu khi cố đảm bảo an toàn cho người đi bộ mà vẫn đáp ứng được yêu cầu va chạm 5 dặm/giờ khó chịu đó. Hiện nay chúng ta có tất cả các cảm biến tích hợp cùng các khe tản nhiệt lớn hơn khoảng 27% theo số liệu của SAE từ năm ngoái, điều này có nghĩa là các nhà sản xuất cần các điểm lắp đặt chắc chắn hơn cho mọi thứ. Và đoán xem? Những phần gia cố này thường làm tăng trọng lượng phía trước xe từ khoảng 11 đến 15 pound. Nhưng bằng cách nào đó, bất chấp mọi sự phức tạp thêm vào này, các hãng xe vẫn quản lý để cải thiện luồng khí động học quanh xe. Họ có thể giảm hệ số cản xuống dưới 0,28 mà thậm chí không vi phạm bất kỳ quy định liên bang nào về chiều cao xe.
Cục Quản lý An toàn Giao thông Đường cao tốc Quốc gia (NHTSA) đã thiết lập các tiêu chuẩn cản vào năm 1982, yêu cầu bảo vệ ở độ cao từ 16–20 inch so với mặt đất và khả năng chịu va chạm ở tốc độ 2,5 dặm/giờ đối với va chạm toàn bề rộng và 1,5 dặm/giờ đối với va chạm góc, mà không có kiểm tra tiêu chuẩn kể từ năm 1987. Các ngưỡng này không thay đổi cho phép nhiều cách tiếp cận tuân thủ khác nhau – từ cản toàn bộ đến các tấm bảo vệ một phần.
Các quy định lỗi thời không giải quyết được các rủi ro hiện tại:
Các nhà sản xuất tự chứng nhận sự tuân thủ mà không có xác minh độc lập từ bên thứ ba, dẫn đến 4,2 lần sự khác biệt về độ bền của cản xe giữa các thương hiệu hàng đầu (phân tích của Consumer Reports năm 2022). Chỉ California và Hawaii yêu cầu công bố công khai hiệu suất cản xe, khiến 86% tài xế Mỹ không có so sánh khách quan khi chọn xe.
EN