مقاله ایربگ و نحوه کارکرد آن

مقاله ایربگ و نحوه کارکرد آن

طی سالیان طولانی کمربندهای ایمنی تنها وسیله مهارکننده کنش‌پذیر در خودروها بوده‌اند. در عین حال در این مدت بحثهای زیادی در مورد ایمنی آنها بخصوص در مورد کودکان مطرح شده است، ولی به مرور زمان در اکثر کشورها کمربندهای ایمنی شامل مقررات اجباری گردید. آمار و ارقام نشان می‌دهد که استفاده از کمربندهای ایمنی جان هزاران نفر را در تصادفات نجات داده است. در راستای کمربند ایمنی ، کیسه‌های هوا  ( Air Bag ) سهم به سزایی در کاهش تلفات و صدمات جاده ای داشته اند.

ایده استفاده از یک بالش نرم در برابر برخورد، بسیار جذاب بوده و اولین ثبت اختراع در مورد یک وسیله قابل انبساط برای فرود آمدن در آن در هنگام تصادف برای هواپیماها طی جنگ جهانی دوم انجام شده است! در دهه ۸۰  اولین کیسه هوای تجاری شده در خودروها ظاهر شد. از سال ۱۹۹۸، وجود کیسه های هوا در آمریکا برای هر دو  سمت راننده و سرنشین جلو  در خودرو ها الزامی شده است(کامیونت های سبک نیز از سال ۱۹۹۹ شامل این قانون گردیدند).

تاکنون آمار نشان داده که کیسه‌های هوا ریسک مرگ را در تصادفات روبرو حدود ۳۰ درصد کاهش داده است.

استفاده از کیسه‌های هوای نصب شده در صندلی و دربهای جانبی  جدیدتر است،  اگرچه آنها به گستردگی کیسه‌های هوای نصب شده در فرمان و داشبورد مورد استفاده قرار نمی‌گیرند. برخی از کارشناسان بر این عقیده‌اند که طی سالیان آتی تعداد کیسه‌های هوای خودروها از دو به شش تا هفت عدد خواهد رسید.

کیسه‌های هوا هم مانند کمربند ایمنی در سالهای اولیه، موضوع تحقیقات و آزمونهای جدی دولتی و صنعتی هستند. در این مقاله به دانش پشت کیسه‌های هوا و اینکه آنها چگونه کار می‌کنند،  مشکلات آنها و تکنولوژی آنها به چه سمتی پیش می‌رود خواهیم پرداخت.

مراحل باز شدن یک ایربگ درون فرمان بصورت 3D

 اصول  اولیه

پیش از پرداختن به اصول خاص آنها بهتر است به مرور دانش خود درباره قوانین حرکت (نیوتن) بپردازیم.

اول اینکه ما می دانیم که اجسام درحال حرکت دارای اندازه حرکت(مومنتوم)(حاصلضرب جرم وسرعت یک جسم)هستند.

در صورتی که یک نیروی خارجی بر جسم وارد نشود آن جسم به حرکت خود با سرعت و جهت خود ادامه خواهد داد. خودروها از اجسام متعددی تشکیل شده اند که شامل خود خودرو و اجسام مهار نشده درون آن و البته سرنشینان می شود.

اگر این اجسام مهار نشوند، حتی در صورت توقف خودرو در اثر تصادف، آنها با سرعتی که خودرو دارد به حرکت خود ادامه می دهند. متوقف کردن یک جسم دارای مومنتوم مستلزم اعمال نیرو به آن در یک دوره زمانی است.  وقتی یک خودرو دچار تصادف می شود، نیروی مورد نیاز برای متوقف کردن اجسام بسیار زیاد است چرا که مومنتوم در لحظه تغییر کرده در حالی که برای سرنشینان اینطور نبوده است و وقت زیادی نیز برای اینکار وجود ندارد.

هدف هر سیستم مهار کننده کمکی، کمک به متوقف کردن سرنشین با ایجاد کمترین آسیبها به وی است وکاری که یک کیسه هوا انجام می دهد کاهش سرعت سرنشین به صفر با کمترین یا بدون آسیب است. کیسه هوا (Air Bag ) با محدودیتهایی زیادی درگیر است. کیسه هوا باید در کسری از ثانیه در فضای بین سرنشین و فرمان یا داشبورد عمل نماید. برای آنکه سیستم بتواند به جای آنکه سرنشین را بصورت ناگهانی متوقف کند ، حرکت آن را آرام نماید ، حتی کوچکترین مقدار فضا و زمان ارزشمند است.

مقاله ایربگ و نحوه کارکرد آن

مجموعه کیسه هوا (Air Bag ) بطور کلی از سه قسمت تشکیل شده است:

1-کیسه که ازپارچه نایلونی نازکی ساخته شده که درون فرمان یاداشبورد (واخیرا درون صندلی ودر) بصورت تاشده قرار میگیرد.

 2- سنسور که وسیله‌ای است که به کیسه فرمان باد شدن را می دهد. باد شدن در صورتی رخ می‌دهد که برخوردی با نیروی معادل برخورد با یک دیوار آجری با سرعت ۱۰ تا ۱۵ مایل بر ساعت (۱۶ تا ۲۴ کیلومتر بر ساعت) ایجاد شود.

یک ایربگ باز شده پس از حادثه درون خودرو

وقتی یک تغییر جرم باعث بسته شدن یک اتصال برقی شود، یک سوئیچ مکانیکی زده شده و به سنسور پیام می دهد که یک تصادف رخ داده است. سنسور اطلاعات را از یک شتاب سنج دریافت می کند.

3- سیستم باد کننده کیسه هوا موجب واکنش آزید سدیم(Na N3)  با نیترات پتاسیم (KNO3) گاز نیتروژن ایجاد می شود. انفجار داغ نیتروژن موجب باد شدن کیسه هوا می شود.

سیستم بادکننده شبیه یک بوستر راکت جامد است. سیستم کیسه هوا یک پیشران (propellant) جامد را  در اثر جرقه‌زن مشتعل کرده و به سرعت می سوزد تا یک حجم بزرگ گاز را برای باد کردن کیسه هوا بوجود آورد.  به این ترتیب کیسه هوا از قسمت ذخیره شده خود با سرعت ۲۰۰ مایل بر ساعت (۳۲۲ کیلومتر بر ساعت) یعنی سریعتر از یک چشم بر هم زدن از هم باز   می شود. یک ثانیه بعد ، برای آنکه سرنشین بتواند حرکت کند، گاز به سرعت از سوراخهای درون کیسه تخلیه شده و کیسه را از حالت باد شدن در می آورد.

کیسه هوا و سیستم باد کننده ذخیره شده در فرمان گرچه همه این فرآیند تنها در یک بیست و پنجم ثانیه رخ می دهد ولی زمان اضافی ایجاد شده برای جلوگیری از یک جراحت جدی کافی است.

ماده پودری که از کیسه هوا آزاد می شود آرد ذرت عادی یا پودر تالک است که توسط سازنده برای نچسبیدن تاهای کیسه به هم مورد استفاده قرار گرفته است.

انواع ایربگ و نحوه کار آن ها

نمونه یک صفحه از مقاله ایربگ و نحوه کارکرد آن

فهرست مطالب

مقدمه

اصول  اولیه

انواع ایربگ و نحوه کار آن ها

قطعات اصلی سیستم ایربگ الکترونیکی

تشخیص سیستم ایربگ

سوخت ايربگ

توسعه ایده

ایمنی

موارد غيرفعال نمودن كيسه هوا

تست تصادف و نقش ایربگ

مسائل ايمني در مورد كيسه هاي هوا

نتیجه گیری

مآخذ