آشنايي با سيستم ايربگ (كيسه هوا)

امار نشان داده است كه استفاده از ايربگ در تصادف هاي مستقيم از رو به رو تا 30% احتمال مرگ را كاهش ميدهد.

بعدها ايربگ هاي جانبي در صندلي ها و درهاي خودرو جاسازي شدند.خودرو هاي مدرن امروزي ديگر از تنها 2 ايربگ استفاده نميكنند بلكه تعداد زيادي ايربگ روبه رو و جانبي در اين خودروها به كار رفته است.همانطور كه در ساليان گذشته مطالعات زيادي در مورد كمربند ايمني انجام ميگرفت امروزه دولت ها و خودروسازان مطالعات و ازمونهاي بسياري در مورد ايربگ ها انجام ميدهند.

قوانين حركت

قبل از مطالعه جزئيات ايربگ ها بايد ابتدا قوانين حركت را مرور نمائيم.ميدانيم اجسام متحرك داراي مومنتوم (اندازه حركت) هستند.مومنتوم در اثر جرم و سرعت بوجود ميايد.

تا هنگامي كه نيروي خارجي به جسم وارد نشود جسم در راستاي قبلي و با همان سرعت به حركت خود ادامه ميدهد.خودرو از جرمهاي متعددي تشكيل شده است .

وزن خودرو و اجسام داخل ان و همينطور مسافرين از ان جمله اند.اگر وسيله اي براي مهار وجود نداشته باشد در هنگام تصادف اين اجرام مايل هستند با سرعتي كه اتومبيل در حال حركت بوده است به حركت رو به جلوي خود ادامه دهند.

كاهش مومنتوم اجسام بايد در يك بازه زماني انجام گيرد.در هنگام تصادف نيروي وارده براي توقف مسافران بسيار زياد است. همچنين زمان كمي براي اعمال اين نيرو وجود دارد. هدف همه وسايل و تجهيزات ايمني به كار رفته اين است كه هنگام به كارگيري كمترين اسيب و جراحت ممكن را به فرد وارد نمايد.

آنچه ايربگ بايد انجام دهد اين است كه سرعت سرنشين خودرو را به ارامي به صفر برساند تا وي اسيب نبيند. ايربگ فضايي ميان راننده و فرمان و سرنشين كنار با داشبورد ايجاد ميكند .

غيرفعال نمودن كيسه هوا

براي پاسخ به نگراني در مورد كودكان و ساير سرنشينان اتومبيل به خصوص سرنشيناني كه از نظر جثه كوچكتر هستند از لحاظ قدرت زياد ايربگ كه موجب اسيب يا مرگ انها مي شد سازمان NHTSA در سال 1997 قوانيني تصويب كرد كه به خودروسازان اجازه ميداد از ايربگ هاي ضعيف تري استفاده كنند. اين قانون به شركتها اجازه داد از ايربگ هايي با قدرت 35%_20% كمتر استقاده نمايند.

علاوه بر اين در سال 1998 به فروشندگان و مراكز خدمات خودرو اجازه داده شد تا براي ايربگ ها كليد رددفعال يا غير فعال قرار دهند تا بتوان در مواقع لزوم ايربگ را از مدار خارج نمود.

دارندگان خودروهايي كه در معرض يكي از خطرات زير هستند ميتوانند اين كليد را روي خودروي خود نصب كنند:

براي طرف راننده و سرنشين كنار: بستگي به شرايط جسمي افراد دارد.در حالتي كه خطر اسيب ديدگي با باز شدن ايربگ افزايش مي يابد از اين حالت استفاده ميكنند.
براي طرف راننده: كساني كه نتوانند فاصله حداقل 10 اينچ را از مركز فرمان حفظ كنند.

براي طرف مسافر: كساني كه در طول سفر در صندلي جلو نوزاد حمل ميكنند به دليل اينكه خودرو صندلي عقب ندارد و يا اينكه با كودك را تحت نظر داشته باشند
براي طرف مسافر: كساني كه در طول سفر در صندلي جلو كودك 1 تا 12 سال حمل ميكنند به دليل اينكه

الف:خودرو صندلي عقب ندارد

ب: تعداد كودكان بيشتر است

ج: بايد كودك را تحت نظر داشته باشند.

گروهي از پزشكان در كنفرانسي كه درباره ايربگ و غيرفعال ساختن آن برگزار شد طي گزارشي خواهان مجوز قطع ايربگ در موارد ضروري شدند:

موارد عمومي دستور قطع ايربگ كه بيان شد عبارتند از:

كساني كه مشكل قلبي دارند

كساني كه عينك ميزنند

كساني كه مبتلا به ورم گلو هستند

كساني كه مبتلا به اسم (تنگي نفس) هستند

كساني كه جراحي در ناحيه سينه داشته اند

كساني كه جراحي گردن داشته اند

افراد مسن

كساني كه اراي ورم مفاصل هستند

خانمهاي باردار

باز شدن ايربگ

هدف ايربگ اين است كه بتواند سرعت حركت رو به جلو سرنشين را تا حد ممكن به ارامي كاهش دهد تا كمتريت اسيب ممكن به سرنشين وارد شود و عمل باز شدن ايربگ بايد در كسري از ثانيه انجام گيرد.

سه قسمت در ايربگ وجود دارند كه به تحقق اين امر كمك ميكنند:

ايربگ از يك لايه نازك نايلوني تشكيل شده است كه به صورت تاشده درداخل فرمان و داشبورد و اخيرا داخل در نيز تعبيه شده اند.

سنسور: وسيله اي است كه زمان باز شدن ايربگ را مشخص ميكند. زماني كه نيروي تصادف معادل برخورد با يك ديوار اجري با سرعت 24-16 كيلومتر باشد ايربگ باز ميشود.سنسورها اطلاعات را از يك شتاب سنج دريافت ميكنند

سيستم باز كننده ايربگ از واكنش NAN3 با نيترات پتاسيم KNO3 براي توليد گاز نيتروژن استفاده ميكند.جريان نيتروژن داغ باعث باد شدن كيسه هوا ميشود.

تلاشهاي اوليه با مشكلات زياد از جمله قيمت بالا و مشكلات فني همراه بود. چگونگي باز شدن و همچنين تا شدن مجدد كيسه هوا از اين جمله هستند. محققان نگران بودند كه:

- آيا در اتومبيل فضاي كافي جهت محفظه گاز وجود دارد؟

- آيا گاز ميتواند در تمام طول عمر خود با فشار بالا در محفظه بماند؟

- كيسه هوا چگونه ساخته شود تا بتواند به سرعت باز شود و در دماهاي كاركرد مختلف قابل اطمينان باشد و صداي باز شدن نيز به گوش صدمه وارد نكند؟

آنها بايد فرايند شيميايي طراحي ميكردند كه بتوان نيتروژن مورد نياز براي باد كردن ايربگ را تامين كند و براي اين كار به يك محرك قوي نياز بود.عملكرد اين محرك بي شباهت به تقويت كننده در پرتاب موشك نيست.سيستم ايربگ محرك را مشتعل ميكند.اين محرك با سرعت بسيار بالا مقدار فراواني گاز براي باد شدن ايربگ توليد ميكند. سپس كيسه به سرعت از جاي خود خارج ميشود.اين سرعت در حدود 322 كيلومتر بر ساعت است.يعني حتي سريعتر از يك پلك زدن! يك ثانيه بعد گاز به سرعت ار سوراخي كه در كيسه قرار دارد پراكنده ميشود و شما ميتوانيد از دجاي خود حركت كنيد.

در حقيقت كل فرايند عملكرد ايربگ 1.25 ثانيه طول ميكشد.اما همين زمان كوتاه است موجب جلوگيري و يا كاهش قابل ملاحظه اسيب ديدگي ميشود.در اين قسمت ميخواهيم به مسائل و نگراني هايي كه در مورد ايمني ايربگها وجود دارد( به خصوص در مورد كودكان) بپردازيم

مسائل ايمني در مورد كيسه هاي هوا

از ابتداي بوجود امدن صنعت ايربگ متخصصان پيش بيني كرده بودند ايربگ و كمربند ايمني بايد پشت سرهم عمل كنند.وجود كمربند ايمني همچنان ضروري بود زيرا اولا ايربگ فقط در سرعتهاي خاصي عمل ميكند و ثانيا در تصادف از كنار فقط كمربند ايمني از سرنشين محافظت مي نمود.(به همين علت نصب ايربگ جانبي دردستور كار قرار گرفت) همينطور در تصادف از عقب كمربند ايمني نقش بسيار مهمي را ايفا ميكند.لذا با اينكه تكنولوژي ايربگ بسيار پيشرفت كرده است اما هنوز اين وسيله تنها زماني مفيد است كه به همراه كمربند ايمني به كارگرفته شود.

طولي نكشيد كه محققان دريافتند باز شدن ايربگ ميتواند به كساني كه در فاصله نزديكي با ان قرار داشته باشند آسيب هاي شديدي وارد نمايد.آنها به اين نتيجه رسيدند كه منطقه خطر در حدود 8_5 اينچي محل باز شدن ايربگ است.لذا اگر راننده 10 اينچ معادل 25 سانتيمتر با فرمان فاصله داشته باشد در منطقه ايمن قرار دارد.اين فاصله را از مركز فرمان تا محل پيشاني راننده محاسبه ميكنند. اگر حالت فعلي صندلي شما فاصله كمتر از 25 سانتيمتر ايجاد ميكند يكي از راههاي زير را هنگام رانندگي انتخاب نماييد:

صندلي خود را تا جاي ممكن عقب ببريد.تا جايي كه همچنان به راحتي با پدالها ارتباط داشته باشيد

پشت صندلي خودرا اندكي خم كنيد. بايد به هر صورت ممكن فاصله 25 سانتيمتر را حفظ كنيد. اگر با خم شدن صندلي ديد جاده كم ميشود ميتوانيد در بعضي خودرو ها از بالابر اتوماتيك استفاده كنيد و در غير اين صورت از بالشي كه لغزنده نباشد استفاده نماييد.

در صورتي كه از فرمانهاي تلسكوپي (قابل تنظيم) استفاده ميكنيد ايربگ را به جاي سر و گردن روي سينه خود تنظيم كنيد.

قوانين براي كودكان متفاوت است. ايربگ ميتواند موجب اسيب ديدگي شديد و حتي مرگ كودكي شود كه در صندلي جلو و بدون محافظت تسمه كمربند قراردارد. اين خطر هنگام ترمز ناگهاني و پرت شدن كودك به جلو نيز وجود دارد. محققان رعايت نكات ايمني زير را لازم ميدانند:

كودكان زير 12 سال بايد توسط كمربند يا صندلي مخصوص تحت حفاظت قرار گيرند
نوزادان هرگز نبايد درصندلي جلو خودرويي كه داراي ايربگ سرنشين كناري است قرار داده شوند.

اگر كودك بالاي 1 سال در صندلي جلو قرار گرفت حتما بايد توسط صندلي مخصوص يا كمربند ايمني قابل تنظيم در جاي خود مستقر شوند و صندلي تا جاي ممكن عقب برده شود

تا چندي پيش اكثر اقدامات در زمينه ايمني درباره تصادف از روبه رو و پشت صورت ميگرفت.در صورتي كه حدود 40 درصد از آسيب هاي جدي در حوادث رانندگي در تصادف از پهلو بوجود مي آمد.ودر كل 30 درصد تصادفات از ناحيه كنار صورت مي گرفت.خودرو سازان بايد به اين آمار پاسخي مي دادند و استانداردهاي ديگري را لحاظ مي كردند. اين كار به وسيله تقويت و ضخيم سازي درها تقويت قسمت كف و سقف و ستون هاي خودروصورت مي گرفت.اما خودروهاي مدرن به وسيله ايربگ جانبي موج جديد محافظت از سرنشين جلو را عرضه نمودند.

مهندسان مي گويند طراحي و ساخت ايربگ جانبي بسيار مشكل تر از ايربگ رو به رو است.علت اين امر آن است كه در تصادف از رو به رو بخش عمده اي از انرژي و نيروي تصادف توسط سپر جلوو محفظه موتور و خود قسمت موتور جذب مي شود و در حدود 40-30 ميلي ثانيه طول مي كشد تا ضربه به قسمت سرنشين وارد شود.
اما در تصادف از پهلو تنها يك در قرار دارد و فاصله بين خودروي ديگر تا سرنشين فقط چند اينچ است.

و اين يعني ايربگ جانبي بايد به طور آني و در زماني حدود 6-5 ميلي ثانيه عمل كند.

مهندسان شركت ولوو(volvo) راههاي مختلفي را براي نصب ايربگ جانبي آزمايش كردند و درنهايت نصب ايربگ جانبي در قسمت پشت صندلي جلو را انتخاب كردند. زيرا اين نوع نصب امكان حفاظت از سرنشين در هر ابعادي را فراهم ميكند. در اين روش سنسورهاي مكانيكي را در بالشي كه زير راننده و سرنسين كناري قرار دارد تعبيه ميكنند.اين كار باعث مي شود ايربگ طرفي كه اسيب نديده باز نشود.همچنين از باز شدن ايربگ در تصادفات جزئي مثل تصادف با دوچرخه جلوگيري مي كند.اين سنسورها در تصادفاتي با سرعت بالاي 19 كيلومتر عمل ميكنند.

مهندسين شركت معتبر BMW ايربگ هاي جانبي را در قسمت درب خودرو جاسازي كرده اند.از انجايي كه اين قسمت فضاي بيشتري دارد به انها اجازه ميدهد از كيسه هاي بزرگتري استفاده كنند و از فضاي بيشتري محافظت نمايند.
ايربگ قسمت سر از سال 1999 بر روي تمامي خودروهاي BMW (به غير از مدلهاي كانورتيبل) نصب گرديد. ايربگ سر شبيه يك سوسيس بزرگ است و برخلاف ايربگهاي ديگر طوري طراحي شده است كه حدود 5 ثانيه به صورت متورم باقي ميماند تا از سر در برابر ضربات احتمالي بعدي محافظت نمايد.

با تمام اين اوصاف صنعت ايربگ يك صنعت جديد است و به سرعت در راه پيشرفت گام بر مي دارد و متخصصين فراواتي بر روي اين تكنولوژي مشغول كار و پژوهش هستند.

قبل از شروع صحبت در مورد ایربگ یک یادآوری ومرور خیلی ساده در مورد قوانین حرکت :همانطور که می دانیم هر جسم در حال حرکت دارای مومنتوم خطی است (حاصلضرب جرم جسم در سرعت آن )و نیز می دانیم که اگر نیرویی به جسم وارد نشود جسم در همان جهت قبلی با همان سرعت به حرکت خود ادامه می دهد.خودرو شامل چندین جسم است ،خود وسیله نقلیه و اجسام متحرک درون آن(یا همان سرنشینان) اگر جلوی حرکت این اجسام را نگیریم با همان سرعتی قبلی (سرعت خودرو)به حرکت خود ادامه می دهند حتی اگر خودرو به دلیل تصادف متوقف شده باشد( نتیجه این هم که خودتان می دانید چه می شود!!)..متوقف کردن جسم و یا همان صفر شدن مومنتوم زاویه ای نیازمند نیرویی است که در یک بازه زمانی بر جسم اعمال شود.اما کاری که سیستم های مکمل مانند ایربگ انجام می دهنداین است که با کمترین صدمه سرعت جسم راکم کرده و به صفر می رسانند( البته در مدت زمانی بسیار کوتاه کمترازیک چشم برهم زدن).

در ایربگ 3 قسمت وجود دارد که در مجموع باعث انجام کار مذکور می شود:

1- کیسه نازکی از پارچه نایلونی که در فرمان و داشبورد و این اواخر در درها و صندلیها تا شده و جاسازی می شود.

۲- سنسور تصادف که باعث یا همان بادشدن و فعال شدن کیسه هوا می شود. فعال شدن کیسه هوا وقتی اتفاق می افتد که نیروی تصادف، حداقل، معادل نیرویی باشد که در اثر برخورد با یک دیوار آجری با سرعت 10تا 15 مایل بر ساعت(16 تا 24 کیلومتر بر ساعت) ایجاد می شود.این سنسور اطلاعات موردنیاز را از یک شتاب سنج که در یک تراشه جاسازی شده دریافت می کند.

۳- inflation system یا همان سیستم فعال کردن ایربگ و بادشدن آن NaN3 را با KNO3 ترکیب کرده و گاز نیتروژن تولید می کند.همین نیتروژن گرم است که باعث باد شدن ایربگ می شود.

یک لحظه بعد گاز از سوراخ های بسیار ریز ایربگ خارج شده و کیسه هوا خالی می شود.

این فرآیند فقط 25/1 ثانیه( یه وقت نخونیدش 1.25ثانیه منظورم ۴۰میلی ثانیه بوده) طول می کشدو زمان باقی مانده نیز برای جلوگیری از صدمات جدی سرنشینان خودرو کافی است.همچنین در این بین ماده پودری از ایربگ خارج می شود که معمولا" پودر تالک یا نشاسته ذرت است که بوسیله سازنده کیسه هوا بکار می رود تا کیسه قابلیت تا شوندگی و نرم بودن خود را در مدتی که بصورت غیر فعال در فرمان یا داشبورد و یا درها (یا هر جای دیگه)قرار دارد حفظ کند.

یک نکته درمورد ایربگ جانبی

اکثر قدم های برداشته شده در زمینه ایمنی خودرو مربوط به تصادفات و برخوردهای عقب و جلو بوده است.در حالیکه 40 درصد از آسیبهای جدی و شدید،ناشی از تصادفات و برخوردهای کنار و جانب خودرو بوده است و 30 درصد از کل تصادفات نیز از همین نوع یعنی از جانب بوده است.بسیاری از سازندگان خودرو با توجه به این آمار اقدام به تقویت درها و فریم آنها و همچنین بخش های کف و سقف خودرونموده اند.

اما وجود ایربگ جانبی حفاظت و ایمنی به مراتب بالاتری به سرنشینان عرضه می کند.با توجه به گفته مهندسان ، طراحی ایربگ جانبی به مراتب از طراحی ایربگ های جلو مشکل تر است.دلیل این مساله نیز روشن است زیرا در تصادفات رو در رو مقدار زیادی از انرژی توسط سپر،کاپوت، وموتور جذب می شود(حدود 30تا 40میلی ثانیه قبل از انتقال به سرنشینان) اما در تصادف های جانبی تنها یک در با ضخامت ناچیز و یک فاصله چند اینچی بین خودرو مقابل و سرنشینان خودروی دیگر وجود داردو این بدین معناست که ایربگ های جانبی نصب شده تنها در مدت زمان بسیار کمتری حدود 5تا6 میلی ثانیه جهت گسترش و فعال شدن فرصت دارند.

ارتباط بین ایمنی کیسه هوا (airbag) و فاصله راننده تا فرمان

داده های آماری نشان می دهدکه استفاده از کیسه هوا خطر مرگ را در تصادفات رانندگی به میزان 11 درصد کاهش می دهدهرچند گزارشاتی نیز مبنی بر آسیبهای ناشی از کیسه هوا(اعم از صدمات جدی و کشنده تا آسیبهای سطحی) عنوان شده است. فاصله راننده تا کیسه هوا فاکتور بسیار مهمی در ایمنی آن خواهد بود بطوریکه همواره به رانندگان خودروها توصیه می شود که فاصله ای استاندارد و مطمئن را تا فرمان داشته باشندو در غیر این صورت حتما" کلید قطع دستی کیسه هوا را در خودرو خود قرار دهندهر چند رانندگان غالبا" درک درستی از فاصله خود تا فرمان نداشته و به همین دلیل اشتباهاتی را در این زمینه مرتکب می شوند.در این زمینه تحقیقی از طرف مرکز بررسی و تحلیل خطر هاروارد در بوستن انجام گرفته که به نظر من جالب بود . در این تحقیق که هدف آن بررسی میزان اشتباه راننده در تخمین فاصله خود تا فرمان بود 1000راننده درپمپ بنزینی در بوستن مورد ارزیابی قرار گرفتند.فاصله مورد تحقیق از مرکز فرمان تا برآمدگی بینی راننده در نظر گرفته شده بود.اندازه این فاصله هم از دید راننده و هم مقدار واقعی آن ثبت گردید و نهایتا" با در نظر گرفتن مواردی که راننده این فاصله را 12 اینچ تخمین زده و یا واقعا" 12 اینچ (فاصله استاندارد)بوده نتایج زیر بدست آمد:

از بین رانندگان 234 نفر (اکثرا"بانوان)گمان می کردند که در فاصله 12اینچ قرار دارند.

22 نفر(19 زن و 3 مرد) واقعا"در این فاصله قرار داشتنددر حالی که تنها 8 نفراز آنها این فاصله را به درستی تخمین زده بودند.

پس راننده ای که فکر می کند در فاصله نزدیک تری از حد استاندارد به فرمان قرار دارد (در حالی که فاصله اش استاندارد بوده) و به همین دلیل کیسه هوا را غیر فعال می کند و یا بلعکس، درهر دو حالت متضرر خواهد شد.

جهت دریافت مقالات بیشتر به دهکده مقالات خاله فر مراجعه نمایید.

آشنايي با سيستم ايربگ (كيسه هوا)

مطالب مشابه :

تحویل تیبا(مینیاتور) هم زمان با ولادت امام رضا در 27 مهر ماه

آشنايي با سيستم ايربگ (كيسه هوا)

جزوه های تیبا

آزمایش اتومبیل کوچک شهری تیبا SX

مقایسه بین 4 ماشین سمند - ال 90 - کیا اسپکترا و چری آمولت

قيمت‌هاي مصوب انواع خودرو اعلام شد اسفند 1390 خودرو داخلی و وارداتی

تاریخچه شرکت سایپا