ایربگ یا کیسه هوا چیست و طرز کار آن به چه شکل است؟ - وبلاگ آپ

به گزارش وبلاگ آپ، شاید در ابتدای تاریخ صنعت خودروسازی، بازده فنی بالاتر، تامین آسایش بیشتر، بالا بردن قدرت موتور و توانای های آن و درنهایت راحتی راننده هنگام رانندگی در درجه اول اهمیت قرار داشتند. با این حال، با گذشت زمان و فراوری خودروهایی با توان رسیدن به سقف سرعت بالاتر و توانایی اجرایی بهتر، مقولهٔ امنیت راننده و سرنشینان نیز مطرح شد. علت دیگر اهمیت پیدا کردن این مساله، افزایش تعداد خودروها در سطح دنیا و بیشتر شدن احتمال تصادفات رانندگی بود. حالا تامین امنیت برای خودروسازان بخشی از رفاه و آسایشی بود که پیشتر در کوشش مهیا کردنش برای راننده و سرنشینان بودند. همین موضوع سبب اختراع ایربگ یا کیسه هوا شد که امروزه یکی از وسایل ایمنی ضروری در هر خودرویی است.

به طوری که امروزه، داشتن ایربگ یا کیسه هوا جزئی ثابت از هر ماشین استانداردی به شمار می آید. شاید جالب باشد بدانید که بسیاری از تکنولوژی های ایمنی در ابتدا در خودروهای مسابقه ای مورد استفاده قرار می گرفتند و بعد از مدتی، به عنوان یک آپشن ویژه در سواری های شهری ارائه می شدند. با این حال، با گذر زمان خودروسازان به این درک رسیدند که وجود چنین تجهیزات ایمنی در خودروها برای همه لازم است.

در هر صورت در این مطلب قرار است به شما شرح بدهیم که اصلاً ایربگ چیست و از چه اجزائی تشکیل شده و در نهایت، به چه شکل کار می نماید.

ایربگ یا کیسه هوا چیست؟

ایربگ یا کیسه هوا مانند یک چتر نجات برای سرنشینان است. این ابزار، در هنگام تصادفات رانندگی مانند یک بالش پر از هوا باز شده و بین سرنشینان یا راننده و بخش های مختلف اتاق یا کابین قرار می گیرد.

اینکه ایده اولیه به کار گرفتن چنین ابزاری از کجا به فکر جان هتریک (دانشمند آمریکایی) رسید تعیین نیست، اما ما فکر شما را به سمت پرتاب شدن شخصی از یک ساختمان بلند، روی تشکی پر از هوا معطوف می کنیم. در چنین شرایطی، احتمال مرگ شخص به آسیبی جزئی تقلیل می یابد. بنابراین می توان تاحد زیادی تاثیر کیسه هوا و کاربرد آن در نجات جان سرنشینان را حدس زد.

ایربگ یا این بالش پر از هوا، مانع از برخورد بخش های حساس بدن سرنشینان به قسمت های مختلف کابین می شود و شدت ضربه را تاحد چشم گیری کاهش می دهد. هرچند باید افزود، آنچه امروز به صورت کیسه هوا در خودروها شاهد هستید، با ایربگ های اولیه تفاوت بسیاری دارد. ضمن اینکه امروزه انواع مختلف ایربگ در ماشین های مدرن مورد استفاده قرار می گیرند که تک به تک به فهرست کیسه های هوای خودروها افزوده شدند.

نکته مهم اینکه طبق استانداردهای دنیای استفاده از دو ایربگ راننده و سرنشین، از الزامات در صنعت خودروسازی است. این قانون اولین بار در سال 1998 در آمریکا به اجرا عایدی. به این ترتیب که خودروهایی که دارای کیسه هوا نبودند، اجازه تردد در آمریکا را دریافت نمی کردند. براساس تحقیقات صورت گرفته در موسسه استاندارد جاده ای آمریکا، استفاده از ایربگ تا 63 درصد آمار مرگ و میر ناشی از تصادفات رانندگی را کاهش می دهد.

کاربرد کیسه هوا یا ایربگ چیست؟

اینکه بخواهیم بگوییم که کیسه هوا چگونه تا این حد از مقدار آسیب های وارده بر راننده و سرنشینان تاثیر می گذارد و حتی مانع از مرگ آن ها می شود باید گفت، ایربگ، نیرویی که از توقف شدید خودرو یا ضربه وارد شده به آن، به سرنشینان منقل می شود را مدیریت نموده و کنترل می نماید.

در واقع، توقف شدید و ناگهانی خودرو، باعث می شود سرنشینان، به خصوص در ردیف جلو به سمت جلو پرتاب شوند. این پرتاب شدن که بسته به نیروی وارده به آن ها و شدت توقف فرق دارد، باعث برخورد سر و سینه و گردن سرنشینان به بخش های جلو مانند جلو داشبورد و فرمان می شود. حال اینکه ایربگ به عنوان یک عامل حفاظتی و بازدارنده، بین این دو قرار گرفته و مانع از این برخورد می شود. به این ترتیب شدت ضربه را گرفته و نیروی وارده از آن را ضمن تضعیف کردن به بخش های مقاوم تر بدن منتقل می نماید.

ایربگ بعلاوه تاحدی از حرکات غیرعادی بدن بر اثر ضربه نیز پیشگیری می نماید. البته انواع ایربگ هایی که امروزه در خودروها استفاده می شوند، سرنشینان ردیف عقب و جلو را در بخش های دیگر نیز محافظ می کنند و مانع از برخورد سر و گردن آن ها به قسمت های سخت خودرو می شوند. در واقع، خودروسازان با آنالیز همه احتمالات موجود، در حین تصادفات شدید و خفیف رانندگی، قسمت هایی که احتیاج به ایربگ بوده را شناسایی نموده و این ابزار حمایتی را در آن بخش ها به کار گرفته اند.

کیسه هوا از چه اجزایی تشکیل شده است؟

کیسه هوا مانند همه ابزار و قطعات موجود در خودرو، خود از اجزای مختلفی تشکیل شده است. این اجزا و بخش های مختلف هر کدام وظیفه خود را بر عهده دارند که با انجام آن، به هدف نهایی یعنی باز شدن کیسه هوا هنگام تصادف منجر می شود.

همه این اجزا در یک محفظه کوچک با نام محفظه ایربگ قرار می گیرند. محفظه ایربگ، در واقع سیستم ایربگ را تشکیل می دهد. اجزای موجود در محفظه ایربگ عبارتند از:

1 - کیسه ها

همانطور که از نامش پیداست، اولین اجزای تشکیل دهنده ایربگ کیسه ها هستند. خودروسازان این کیسه های هوا را در بخش هایی از خودرو قرار می دهند که امکان برخورد و آسیب به سرنشینان بیشتر است. کیسه های هوا معمولاً جنس پلیمری دارند و جهت جلوگیری از چسبیدنشان به یکدیگر، هنگام جمع کردنشان (و البته چسبیدنشان به محفظه در زمان اختلال)، سطحشان با یک لایه سیلیکون پوشانده می شود.

شاید برایتان جالب باشد بدانید که در گذشته ایربگ ها از پودر ذرت یا گچ تارت ساخته می شدند. بعلاوه، در قدیم تنها یک کیسه در فرمان خودرو و یکی هم در جلوی داشبورد کار گذاشته می شد. امروزه، کیسه های هوا در جای جای مختلف خودرو مانند درب ها یا جایگاه های برخی از خودرو ها نیز قرار می گیرند. بعلاوه، کیسه های هوا در بخش بیرون محفظه سیستم قرار دارند. این کیسه ها داری منافذ ریزی هستند که پس از باد شدن به سرعت تخلیه می شود تا در خروج سرنشینان از خودرو مانعی ایجاد نکند.

2 - سنسورها

به این بخش حسگر کنترل نیز گفته می شود. همانطور که از نامش تعیین است، حسگر وظیفه آنالیز و گزارش گیری از شرایط خودرو به صورت مداوم را برعهده دارد. حسگر کنترل، خودرو را در شرایط مختلف آنالیز می نماید و اطلاعات مربوط به خودرو و قطعاتش را به ECU منتقل می نماید. البته ممکن است این مرکز پردازنده، مرکز اصلی پردازش اطلاعات در خودرو باشد یا به مرکز کنترل تصادف مربوط شود.

تا مادامی که تصادفی اتفاق نیافتاده است، حسگر ها گزارشی مبنی بر تغییر موقعیت به این مرکز ارسال نمی کنند. به محض تغییر در شرایط، گزارش ارسالی از سوی سنسورها، شروع عملیات فعال شدن ایربگ ها را رقم می زنند.

برای برترین و سریع ترین نتیجه، سنسورها در حساس ترین بخش ها یعنی در دو طرف اکسل جلو و نزدیک چرخ ها کار گذاشته می شود. البته این دو نقطه در تمامی خودروها ثابت هستند. اما در برخی خودروها حسگرهای بیشتری برای بالا بردن دقت کار استفاده می شود. این حسگرها معمولاً روی درها، سقف یا بخش های دیگر قرار می گیرند.

3 - باد کننده

این بخش در واقع سیستمی متشکل از یک ژنراتور فراوری گاز، یک جرقه زن و تعدادی قرص سوخت است. در این سیستم، جرقه زن ها باعث اشتعال قرص ها می شوند. جرقه زن ها از خازن هایی پر تشکیل شده اند. قرص های سوخت نیز از سدیم آزید و نیترات پتاسیم جامد هستند که اشتعال آن ها منجر به نوعی فعالیت شیمیایی و تبدیل شان به گاز هیدروژن می شود. این سیستم درون محفظه ایربگ و پشت کیسه خالی از هوا قرار می گیرد.

عملیاتی که منجر به باد شدن آن ها می شود از دریافت اطلاعات به وسیله جرقه زن ها شروع می شود. به این ترتیب که جرقه زن ها با سیستم کنترل مرکزی خودرو در ارتباط هستند. در صورت وقوع تصادف، پردازنده سیگنال های مربوط به فعال شدن جرقه زن ها را به سمت آن ها ارسال می نماید و جرقه، اشتعال، فراوری هیدروژن اتفاق می افتد.باید توجه کرد که این درصورت نبود سرعت عمل لازم در این فرآیند، اصولاً کارایی خود را از دست خواهد داد. معمولاً تمام مراحل فعال شدن ایربگ ها در زمانی حدود 25 صدم ثانیه صورت می گیرد.

کیسه هوا چگونه عمل می نماید؟

سنسورها یا حسگرهای مربوط به کیسه های هوا و سیستم ایربگ از نوع الکتروماتیکی هستند. همانطور که گفته شد برای دریافت برترین نتیجه، این سنسورها در نقاطی از خودرو نصب می شوند که دقیق ترین و برترین اطلاعات را هنگام تصادف به مرکز کنترل اطلاعات مخابره کنند.

پس از وقوع تصادف، یکی یا چند سنسور، اقدام به ارسال سیگنال های مربوط به تغییرات ایجاد شده می کنند. ECU یا پردازنده مرکزی، این اطلاعات را پردازش نموده و سیگنال های لازم را به سمت محفظه ایربگ ها ارسال می نماید. در محفظه، خازن های جرقه زن با دریافت سیگنال های ارسالی از مرکز پردازنده، فعال شده و موجب اشتعال قرص های سوخت می شوند. گاز نیتروژن حاصل از انفجار درون کیسه را پر نموده و ایربگ با شتاب از محفظه خود خارج می شود و بخشی از بدن سرنشین را که موظف به حفاظت از آن است پوشش می دهد.

با این حال، در این حالت سرنشین کاملاً در جای خود محبوس شده و قادر به حرکت راحت نیست. برای امکان بیرون آمدن سرنشین از خودرو، احتیاج به خالی شدن کیسه هوا است. بنابراین، ایربگ که وظیفه خود را به نتیجه رسانده، به وسیله سوراخ های ریز تعبیه شده روی کیسه، خالی شده و امکان پیاده شدن را برای سرنشین فراهم می نماید.

باید درنظر داشت فعال شدن ایربگ به دو فاکتور سرعت خودرو و وزن سرنشین بستگی دارد. در واقع، اگر وزن سرنشین از حدی کمتر باشد، ایربگ ها فعال نمی شود. ضمن اینکه ECU عموماً در سرعت های پایین دستور فعال شدن ایربگ ها را ارسال نمی نماید. در کنار این موارد شدت ضربه نیز می تواند در فعال شدن یا نشدن ایربگ موثر باشد.

انواع ایربگ

کیسه های هوا در حال حاضر تنوع بسیاری دارند. این تنوع مربوط به محل نصب آن ها و بخشی که در آن از سرنشینان حفاظت می کنند، است. درواقع تنوع کیسه ها مربوط به اجزای آن و نوع فرآیند فعال سازی شان نمی شود.

امروزه، در برخی از خودروهای روز تمامی انواع کیسه هوا موجود است و در برخی دیگر بسته به سطح قیمتی و کیفی یک یا چند عدد از آن ها حذف می شود.

در ادامه به معرفی انواع ایربگ می پردازیم:

1 - ایربگ سرنشینان جلو

این دو کیسه هوا که درحال حاضر در تمام خودروهای فراوریی در سطح دنیا وجود دارند و از استانداردهای الزامی هستند، اولین ایربگ های به کار رفته در صنعت خودروسازی محسوب می شوند.

این دو ایربگ از سر و گردن راننده و سرنشین کناری او محافظت می کنند. ایربگ راننده به علت وجود فرمان و محدود بودن فضای مقابل سر و گردنش کوچکتر است. محفظه ایربگ راننده در مرکز فرمان و محفظه ایربگ سرنشین کناری روی داشبورد تعبیه می شود.

2 - ایربگ جانبی

این ایربگ، از سرنشینان در برابر احتمال برخورد بدن سرنشینان با درها قرار می گیرد. ایربگ های جانبی برای ردیف جلو و عقب به شکلی مجزا تعبیه می شود. بنابراین در معرفی تجهیزات انواع خودرو ذکر می شود که ایربگ های جانبی در دو ردیف وجود دارد یا تنها برای ردیف جلو.

ایربگ های جانبی از آسیب های ناشی از ضربات وارده از طرفین به بدنه پیشگیری می کنند. محفظه آن در کناره های جایگاه ها جاسازی می شود.

3 - ایربگ پرده ای

این نوع کیسه هوا، بین سرنشین و شیشه های کناری قرار می گیرد و از برخورد سر و گردن با این شیشه های کناری و ستون ها پیشگیری می نماید. البته باید افزود که درصورت شکستن شیشه ها مانع از ریختن آن ها روی بدن سرنشینان می شود.

محفظه ایربگ های پرده ای بالای درها و ستون ها و در راستای سقف تعبیه می شود.

4 - ایربگ زانویی

استفاده از این ایربگ هنوز جنبه عمومی پیدا ننموده است. گاهی تنها برای راننده و گاهی برای سرنشین کناری هم مورد استفاده قرار می گیرد. ایربگ زانوی از آسیب های احتمالی به زاونی سرنشین های جلو به خصوص راننده پیشگیری می نماید.

در تصادفات عموماً احتمال برخورد سیستم فرمان و اجزای آن به زانوی راننده وجود دارد. محفظه ایربگ زانویی زیر داشبورد و جعبه فرمان تعبیه می شود.

5 - ایربگ میانی

از این ایربگ در خودروهای لوکس و بسیار مجهز استفاده می شود. ایربگ میانی بین راننده و سرنشین کناری تعبیه می شود و از احتمال برخورد آن ها با یکدیگر پیشگیری می نماید.

محفظه ایربگ میانی در کنسول وسط یا کناره جایگاه ها جاسازی می شود.

6 - ایربگ کمربندی

در تصادفات شدید معمولاً کمربند ایمنی، به خصوص انواع پیش کشنده و محدود کننده، به علت محکم شدن روی بدن سرنشینان و حفظ آن ها، ممکن است جراحاتی را ایجاد کند. ایربگ کمربندی در این مواقع باز شده و از آسیب های احتمالی کمربند ایمنی پیشگیری می نماید. کیسه هوا در این نوع درون کمربند ایمنی واقع شده است.

7 - ایربگ عابر

کیسه هوای عابر، وظیفه حفاظت از عابران را برعهده دارد. بنابراین بیرون از خودرو و روی سپر و محدوده های نزدیک به آن تعبیه می شود. ایربگ عابر مانع از برخورد شدید عابرین یا دوچرخه سواران با بدنه خودرو از روبرو می شود. استفاده از این نوع ایربگ بسیار نادر است.

دلایل عمل نکردن ایربگ ها

بدون شک برای ایربگ نیز نواقص و مسائلی ایجاد می شود. مانند همه تجهیزات و امکانات دیگری که در خودروها وجود دارند، ممکن است ایربگ ها نیز دچار خرابی و معایبی می شوند. اما معمولا ایجاد هرگونه مسئله ای در ایربگ ها با عمل نکردن آن ها روبرو می شود. البته عمل نکردن ایربگ در مواقع لازم، عملاً سرنشینان را با خطرات متعددی رو در رو می نماید.

عمل نکردن ایربگ ها می تواند دلایل دیگری هم داشته باشد. مانند آنچه گفته شد. اما درصورتی که باز نشدن کیسه ها دراثر خرابی سیستم ایربگ ها باشد، احتمالا از مواردی زیر است:

• نقص سنسورها
• خرابی سیم کشی های مربوط به سیستم ایربگ
• مسائلی در تنظیمات ECU

البته این موارد در بین نکاتی هستند که منجر به روشن شدن چراغ هشدار نمی شوند. اگر باز نشدن ایربگ از خرابی های موجود نباشد و چراغ هشدار هم روشن نشده باشد، اما همچنان ایربگ فعال نشود، احتمالاً یکی از مواردی مانند آنچه در ادامه خواهد آمد رخ داده است:

• ضربه ای که تنها به یک نقطه از بدنه خودرو اصابت کند و نیرو در همان قسمت وارد شود
• ضربه هایی که به شدت ناگهانی وارد نشود و نیرو را به صورت تدریجی به بدنه وارد کنند. به این معنی که سرعت برخورد محدود باشد
• ضرباتی که منجر به تغییر شکل و شرایط بدنه نشوند
• مواقعی که ضربه های متعدد، اما ضعیف به بدنه وارد شود. اینکه این ضربات در یک ناحیه یا نواحی مختلف وارد شوند تفاوتی ندارد

موارد ذکر شده معمولاً باعث می شوند که مرکز پردازنده خودرو، ضربه وارد شده را تصادف تشخیص ندهد و سیگنالی به سمت محفظه ایربگ ارسال نکند. یا اینکه ضربه به وسیله سنسور تشخیص داده نشود و اطلاعاتی به ECU ارسال نکند. براساس آنچه گفته شد، شدت و زاویه ضربه وارده به بدنه در فعال شدن ایربگ ها تاثیر مستقیم دارد.

صدمات احتمالی ایربگ ها به بدن و نحوهٔ کنترل آن ها

یکی از مواردی که در ابتدای راه استفاده از ایربگ ها وجود داشت، صدمات ناشی از این ابزار حمایتی بود. البته ایربگ نیز مانند همه تکنولوژی های موجود در خودرو، به مرور زمان کامل شده و این ضعف ها را پوشش داده است. با این حال، برخی از مسائل ایربگ ها هنوز به صورت کامل حل نشده است. این مسائل ممکن است در برخی یا تمام خودروها موجود باشد و شدت و ضعف آن ها نیز فرق دارد.

برای پیشگیری از صدمات احتمالی ناشی از باز شدن ایربگ ها بهتر است که موارد زیر را هنگام رانندگی به خاطر داشته باشید:

1 - فاصله ایمنی را رعایت کنید

شدت خروج ایربگ از محفظه به دلایل مختلف مانند سرعت فرآیند، بسیار بالا است. به همین علت، اگر فاصله سرنشین به خصوص راننده، با ایربگ کم باشد، نیروی وارده از خروج ایربگ می تواند صدماتی را به سر و گردن راننده در پی داشته باشد.

این خطر برای راننده به علت وجود فرمان و تعبیه شدن ایربگ درون فرمان جدی تر است. برای حفظ راننده و سرنشین از این خطر، حفظ فاصله 25 سانتی متری تا محفظه ایربگ واجب است. باید تنظیمات جایگاه راننده و فرمان به گونه ای باشد که این فاصله حفظ شود.

2 - بین سرنشین و کیسه هوا مانعی وجود نداشته باشد

اگر بین کیسه هوا و سرنشین مانعی وجود داشته باشد می تواند آسیب وارده از تصادف را بیشتر کنند. در واقع، وسایلی مانند عصا، اجزای تیز مثل چاقو یا ظروف شیشه ای، اگر در دستان سرنشینان باشد یا مقابل بدنشان، باز شدن ایربگ را می تواند خطرناک تر از باز نشدنش کند.

بعلاوه، در آغوش داشتن بچه ها یا حیوانات در ردیف جلو می توان ضمن آسیب به کودک و سرنشین، کارایی باز شدن کیسه هوا را عملاً به صفر برساند. به همین علت، باید دقت کرد که روی داشبورد نیز اجزای تیز و خطرناک قرار نداشته باشد که باز شدن ایربگ منجر به پرتاب آن سمت سرنشینان شود.

3 - از نشاندن بچه ها بر جایگاه جلو خودداری کنید

خطرات ایربگ برای بچه ها بیشتر از فواید آن است. ایربگ حتی می تواند موجب خفگی کودک شود و یا شدن ضربه وارده از آن کودک را دچار آسیب جدی کند.

بهتر است اگر کودک در ردیف جلو می نشید (البته که نباید بنشیند)، ایربگ ها غیرفعال باشند. در ردیف عقب نیز فاصله بچه ها از ایربگ جانبی و پرده ای حفظ شود یا از جایگاه کودک استفاده شود.

4 - دست هایتان به درستی روی فرمان باشند

محفظه ایربگ راننده درون فرمان است. بهتر است راننده دست خود را حین رانندگی روی این محفظه نگذارد. چرا که در صورت فعال شدن ایربگ می تواند دست راننده را دچار آسیب کند.

5 - حتماً کمربند ایمنی خود را ببندید

اگر ایربگ فعال شود و کمربند ایمنی بسته نباشد، خطر کیسه هوا می تواند بیشتر از خطر تصادف باشد. در خودروهایی که مجهز به ایربگ هستند استفاده از کمربند ایمنی مانند دیگر خودروها لازم است چرا که درصورت تصادف، اگر کمربند آزاد باشد، سرنشین با شتاب به سمت ایربگ (که خودش با شدت خارج می شود) پرتاب شده و ضربه ای با نیری مضاعف به سرنشین وارد می شود.

6 - فرمان خود را به درستی تنظیم کنید

در صورتی که فرمان خودروی شما از نوع تلسکوپی است، بهتر است زاویه آن را طوری تنظیم کنید که ایربگ روی سینه باز شود، نه سر و گردن.

7 - اشیای خطرناک را درون داشبورد قرار ندهید

پیشنهاد ما این است که اشیای تزئینی خطرناک را روی محفظه کیسه هوا (که معمولاً در بالای داشبورد است) قرار ندهید زیرا این امکان وجود دارد که این اشیاء هنگام باز شدن ایربگ به عاملی خطرناک و کشنده تبدیل شوند.

8 - از تنظیمات درست کیسه هوا مطمئن شوید

خوب است بدانید که تنظیمات کیسه هوا با دقت و حساسیت بالایی در کارخانه های خودروسازی انجام می شود. بنابراین، کوچک ترین تغییر در آن ها می توان منجر به عملکرد نادرست شان شود. توجه داشته باشد که این مسئله قابلیت ایجاد خطرات جبران ناپذیری را دارد.

خرید لوازم جانبی و قطعات یدکی خودرو

جمع بندی

در نهایت، باید افزود که ایربگ ها ممکن است به علت مشکل در تنظیمات شان در مواقعی که نباشد فعال شوند و این نیز خطرات خود را به همراه دارد. بهتر است در دوره های تعیین این تنظیمات به وسیله یک کارشناس آنالیز شود. اما تنظیم این اطلاعات به معنای غیرفعال کردن ایربگ ها نیست. چرا که به طور قطع معایب ذکر شده دربرابر فواید کیسه هوا، بسیار ناچیز هستند و صد البته قابل کنترل.