کیسه هوا و مکانیسم عمل این فرشته نجات

در این مقاله از نیکبخت خودرو قصد داریم از مکانیسم عمل کیسه های هوا بگوییم تا انتهای مقاله با ما باشید تا از مزایا و معایب این فرشته ی نجات باخبر شوید. ایربگ یا کیسه هوا که به عنوان کیسه ی نجات شناخته می شود یکی از تجهیزات ایمنی پیشرفته در خودروهاست که در زمان تصادف و وقوع سانحه با برخورد شدید خودرو به سطح دیگری باز شده و مانع از برخورد سرنشینها با بدنه خودرو می شود.

طبق تحقیقات ایربگ تا ۸ درصد در تصادفات باعث نجات جان و پیشگیری از آسیب بیشتر شده است (البته به شرطی که کمربندها بسته باشد). امروزه ایربگ ها هوا بعد از برخورد خودرو با موانع سخت در زمان خیلی کم باد شده و بین سر و بدن سرنشینان با اجزاء داخل خودرو حائل می‌شود. در این میان کمربند ایمنی با ایجاد شتاب منفی روی بدن مسافرین، باعث کاهش یافتن ضربه وارده می‌شود. کیسه هوا یک سیستم مهار سرنشین خودرو است که از کیسه ای استفاده می کند که به سرعت باد می شود و سپس جلوی برخورد به بدنه خودرو را میگیرد. کیسه هوا از بالشتک کیسه هوا، کیسه پارچه ای انعطاف پذیر، ماژول باد و سنسور ضربه تشکیل شده است. هدف کیسه هوا فراهم کردن بالشتک نرم برای مهار سرنشین خودرو در هنگام برخورد است. این مکانیزم می تواند صدمات بین سرنشین در حال لرزش و فضای داخلی خودرو را کاهش دهد.

کیسه هوا سطحی برای جذب انرژی بین سرنشینان خودرو و فرمان، ستون بدنه و شیشه جلو ایجاد می کند. وسایل نقلیه مدرن ممکن است دارای حداکثر ۱۰ ماژول کیسه هوا در پیکربندی‌های مختلف باشند، از جمله: راننده، سرنشین، بخش جانبی، نصب شده روی صندلی، درب، ستون B و C در برخورد جانبی، تقویت کننده زانو، کمربند ایمنی بادی، و عابر پیاده.

در هنگام تصادف، حسگرهای تصادف خودرو اطلاعات مهمی از جمله نوع برخورد، زاویه و شدت ضربه را در اختیار واحد کنترل الکترونیکی کیسه هوا (ECU) قرار می دهند. با استفاده از این اطلاعات، الگوریتم تصادف ECU کیسه هوا تعیین می کند که آیا رویداد تصادف با معیارهای استقرار مطابقت دارد یا خیر و مدارهای شلیک مختلف را برای بازکردن یک یا چند ماژول کیسه هوا در خودرو راه اندازی می کند. به عنوان یک سیستم مهار مکمل برای سیستم های کمربند ایمنی خودرو، باز شدن ماژول کیسه هوا از طریق یک فرآیند آتش سوزی که برای یک بار استفاده طراحی شده است، فعال می شود. ماژول‌های جدیدتر کیسه هوای برخورد جانبی از سیلندرهای هوای فشرده تشکیل شده‌اند که در صورت برخورد خودرو از بخش جانبی فعال می‌شوند.

اولین طرح های تجاری کیسه هوا در خودروهای سواری در طول دهه ۱۹۷۰ با موفقیت محدود معرفی شد و در واقع باعث مرگ و میر شد. استفاده تجاری گسترده از کیسه هوا در بسیاری از بازارها در اواخر دهه ۱۹۸۰ و اوایل دهه ۱۹۹۰ رخ داد. بسیاری از وسایل نقلیه مدرن اکنون شامل شش کیسه هوا یا بیشتر هستند.

ایمنی فعال و غیر فعال

کیسه های هوا به عنوان محدودیت های “غیرفعال” در نظر گرفته می شوند و به عنوان مکمل محدودیت های “فعال” عمل می کنند. از آنجایی که هیچ اقدامی از سوی سرنشین خودرو برای فعال کردن یا استفاده از ایربگ لازم نیست، این یک وسیله “غیرفعال” در نظر گرفته می شود. این برخلاف کمربندهای ایمنی است که وسیله‌ای «فعال» محسوب می‌شوند، زیرا سرنشین خودرو باید برای فعال کردن آن‌ها اقدام کند.

ایمنی فعال و غیرفعال به ترتیب سیستم هایی هستند که در وهله اول برای جلوگیری از برخورد طراحی شده اند تا اثرات برخورد را به محض وقوع به حداقل برسانند. در این استفاده، یک سیستم ترمز ضد قفل خودرو به عنوان یک دستگاه ایمنی فعال واجد شرایط است، در حالی که هم کمربند ایمنی و هم کیسه هوا به عنوان تجهیزات ایمنی غیرفعال واجد شرایط هستند. سردرگمی اصطلاحی می‌تواند از این واقعیت ناشی شود که دستگاه‌ها و سیستم‌های غیرفعال – آن‌هایی که نیازی به ورودی یا اقدامی از سوی سرنشین خودرو ندارند – می‌توانند به طور مستقل به صورت فعال عمل کنند. کیسه هوا یکی از این وسایل است.

مکانیسم عمل کیسه هوا

وقتی خودرو با جسمی (خودروی دیگر یا جدول یا هر جسم دیگری) برخورد میکند، سرعت خودرو فورا کاهش می یابد. شتاب سنج خودرو (که یک چیپ الکترونیکی است که میزان شتاب یا نیرو را اندازه گیری می کند) تغییر سرعت خودرو را به سرعت تشخیص میدهد و می سنجد اگر میزان کاهش سرعت در نسبت زمان خیلی سریع و زیاد باشد شتاب سنج مدار کیسه هوا را فعال میکند. (ترمز کرد در حالت عادی چون آن حد سرعت بالا را ندارد و به سرعت رخ نمی دهد، نیروی کافی برای این کار را فراهم نمیکند.)

RCM (سیستم شتاب سنج های نصب شده در خودرو) شامل الگوریتم‌های از پیش تعریف شده است که شدت حادثه را پیش‌بینی می‌کند و پس از آن تصمیم می‌گیرد که ایربگ چگونه و با چه شدتی باز شود.

هنگامی که یک تصادف شناسایی شود، سیگنال تشخیص ضربه، توسط RCM به سایر واحدهای کنترلی فرستاده می‌شود که روشن شدن چراغ‌های خطر، باز کردن درب‌های خودرو، غیرفعال کردن سیستم سوخت‌رسانی و یا قطع جریان باتری و حتی ارسال تماس اضطراری در صورت اتصال به اینترنت نیز در پی آن حادثه انجام خواهد شد.

در این حال مدار کیسه هوا یک جریان الکتریکی تولید میکند این جریان از یک عنصر حرارتی عبور میکند

عنصر حرارتی یک ماده منفجره شیمیایی را مشتعل میکند. واکنش سدیم آزید (NaN3)، نیترات پتاسیم (KNO3) و دی‌اکسید سیلیکون (SiO2) که برای تولید گاز نیتروژن، در سوخت جامد توسط یک چاشنی عمل می‌کند و با مشتعل شدن ماده منفجره، حجم زیادی گاز بی ضرر تولید میشود ( معمولا نیتروژن یا آرگون) و وارد کیسه نایلونی که پشت فرمان خودرو تعبیه شده است، می شود. در صدم ثانیه کیسه های هوا را به صورت کامل باز و منبسط می‌کند؛ دستیابی به این واکنش شیمیایی، انقلابی در ایمنی ایربگ ها به پا کرد، به‌طوری که کل زمان این فرآیند، از آغاز تصادف تا باز شدن کامل ایربگ ها را تنها در ۰.۰۴ ثانیه ممکن کرد.

با انبساط کیسه، پوشش پلاستیکی از پشت فرمان خارج میشود و جلوی صورت راننده باد میشود. کیسه با ماده ای گچی مثل پودر تالکوم پوشانده شده است تا راحت تر باز شود. حال راننده که در اثر ضربه ی شدید وارد شده به خودرو به جلو پرت شده با کیسه هوا که پر از گاز شده برخورد میکند این برخورد باعث میشود کازی که داخل کیسه های هوا هست از راه سوزاخ های کوچکی که دور آنهاست تخلیه شود تا زمان توقف کامل خودرو این گاز باید کامل تخلیه شود تا به سرنشین اجازه خروج زودهنگام داده شود. مزایای کیسه هوا ثابت شده است و در طول سالیان گذشته جان خیلی افراد را از مرگ و صدمات شدید نجات داده است.

با این وجود این سیستم هنوز هم نیاز به تکامل و بهتر شدن دارد تا آسیب های ناشی از خروج گاز و صدمات جانبی را کاهش دهد با این وجود تعداد ایربگ ها در خودروهایی که مدرن هستند و تولید جدید روز به روز در حال افزایش یافتن است در تعدادی از خودروهای مدرن امروزی به جایی رسیده که هنگام تصادف انگار توسط تشک های هوا احاطه شده اید.

یکی از معایب جدی کیسه های هوا برای کودکان و بچه های زیر ۱۲ سال است زیرا شدت باز شدن کیسه های هوا و برخوردشان به کودک باعث صدمات جدی به کودک میشود به همین دلیل هم در بسیاری از خودرو ها کیسه هوا برای سرنشینان غیر از راننده دکمه خاموش روشن دارد که اگر روی صندلی جلو صندلی کودک قرار دارد ئکمه کیسه هوا خاموش باشد که در صورت بروز سانحه آسیبی به کودک وارد نشود.

علاوه بر اینکه بسیاری از تکنولوژی‌های فعال ایمنی مانند ABS، ESC، نگه‌داشتن خودرو بین خطوط، هشدارها و ترمز خودکار، میزان تصادفات را کاهش می‌دهند، احتیاط و رعایت مقررات رانندگی توسط خود انسان، تضمین بهتری برای محفوظ ماندن از خطرات و تصادفات خواهد بود. در هر حال، همیشه پیشگیری بهتر از درمان است.