01-08-2013، 18:05
کیسهٔ هوا یک سیستم ایمنی در بسیاری از خودروهاست که هنگام تصادف پر از باد شده و به شکل بالش مابین سرنشین با فرمان، داشبورد، شیشه، ستونها یا سایر قسمتهای بدنه خودرو قرار گرفته و از آسیب بیشتر جلوگیری می نماید.
براساس برخی از پژوهش‌ها اگر کمربند ایمنی بسته شود کیسهٔ هوا تا ۸ درصد امکان مرگ سرنشین را می‌کاهد.
تا سال ها، کمربند ایمنی، تنها وسیله محافظت در داخل اتومبیل بود. اختلاف نظرهایی در مورد امنیت آنها به خصوص برای کودکان وجود داشت؛ ولی با گذشت زمان قوانین استفاده اجباری از کمربند ایمنی در کشورهای مختلف وضع شد. آمارها نشان می‌دهد استفاده از کمربند ایمنی جان هزاران نفر را حفظ کرده است که ممکن بود در تصادف ها جان خود را از دست بدهند. کیسه های هوا چندین سال است که در حال ارتقا یافتن است. اولین ثبت اختراع در مورد بالش های باد شونده، مربوط به سقوط هواپیماهاست که در طی جنگ جهانی دوم به ثبت رسیده است. در دهه 80 (1980) اولین کیسه هوا برای اتومبیل‌ها ساخته شد.
پس از سال 1998، تمام اتومبیل های تازه ملزم به داشتن کیسه های هوا در سمت راننده و مسافر گردیدند (قابل توجه مسئولان انکار کننده ایران خودرو و سایپا). آمارها نشان می‌دهد، استفاده از کیسه هوا در اتومبیل‌ها باعث کاهش 30 درصدی خطر مرگ در تصادف های رو در رو می‌گردد.
اصول مهم
قبل از پرداختن به مشخصات کیسه هوا، اجازه دهید بر برخی قوانین حرکت مروری داشته باشیم. می‌دانیم هر جسمی که حرکت می‌کند اندازه حرکت دارد . تا زمانی که هیچ نیروی خارجی به جسم وارد نشود، جسم با همان سرعت اولیه و در همان راستا به حرکت خود ادامه می‌دهد. ماشین شامل اجزای مختلف است: خود ماشین، اشیاء داخل ماشین و به خصوص مسافران. و اگر از آنها محافظت نشود، به حرکت خود ادامه خواهند داد؛ حتی اگر ماشین متوقف شود یا سرعتش کاهش یابد. متوقف کردن هر جسم مستلزم وارد کردن نیرو در مدت زمانی معین است. در هنگام تصادف اتومبیل، برای توقف اشیاء داخل اتومبیل به نیرویی نیاز داریم زیرا اندازه حرکت اتومبیل تغییر کرده ولی اندازه حرکت اشیاء داخلی تغییر نکرده است ؛ در ضمن برای این کار زمان چندانی هم در اختیار نداریم. هدف از استفاده از وسایل محافظتی در داخل اتومبیل، کمک به توقف مسافران با کم ترین آسیب است. استفاده از کیسه هوا نیز برای به صفر رساندن سرعت مسافران با کم ترین آسیب یا بدون آسیب است. کیسه هوا باید بین راننده و فرمان اتومبیل قرار گیرد و در کسری از ثانیه عمل کند.
هر کیسه هوا از 3 قسمت مهم تشکیل شده است:
1) خود کیسه هوا که از پارچه نایلونی و سبک ساخته شده و در بین فرمان یا داشبورد جاسازی شده است. به تازگی نیز در صندلی و درها جاسازی شده اند.
2) حسگر (سنسور) وسیله ای است که به کیسه فرمان می‌دهد تا پر از گاز شده و باد شود. باد شدن زمانی صورت می‌گیرد که نیروی معادل با نیروی برخورد، با سرعت 16 تا 24 کیلومتر بر ساعت، به دیوار آجری وارد شود. در اثر برخورد یک جزء در این سیستم تغییر مکان داده، باعث بسته شدن یک مدار الکتریکی شده و به سنسور فرمان می‌دهد که تصادف اتفاق افتاده است. سنسور، اطلاعات لازم را از شتاب سنج دریافت می‌کند.
3) سیستم باد کننده، با ترکیب تری نیترید سدیم و نیترات پتاسیم ، گاز نیتروژن تولید می‌کند. جریان گاز نیتروژن گرم، کیسه را باد می‌کند. سیستم کیسه هوا، سوخت جامدی را که سریعاً می‌سوزد، مشتعل کرده ، مقادیر بسیاری گاز برای باد کردن کیسه ایجاد می‌کند. کیسه سریعاً و با سرعتی در حدود 322کیلومتر بر ساعت سریع تر از چشم به هم زدن، از محل خود خارج می‌شود. یک ثانیه بعد، گاز سریعاً از سوراخ های ریزی که در کیسه تعبیه شده خارج می‌شود تا بتوانید دوباره حرکت کنید. در هر برخوردی، اصل کار و انرژی باید صدق کند و این به آن معنا ست که کار لازم برای متوقف کردن راننده برابر با انرژی جنبشی راننده است. هر چه مسافت توقف کوتاه تر باشد، ضربه وارده نیز بیشتر است. کمربند ایمنی با بیشتر کردن مسافت توقف راننده، باعث کاهش یافتن ضربه وارده می‌شود.
تفاوت کیسه هوا و کمربند ایمنی از لحاظ نیروی وارده:
هر چند متوسط نیروهای وارده به راننده ای که از کمربند ایمنی مناسب یا از کیسه هوا استفاده می‌کند یکسان است، ولی کیسه هوا طبق اصل پاسکال، فشار یکسانی به تمام نقاطی که با آن در تماس اند، وارد می‌کند. همان نیرو که توسط کمربند ایمنی مناسب به راننده وارد می‌شود، این بار توسط کیسه هوا، در سطحی بزرگ تر پخش شده و فشار کمتری به بدن وارد می‌شود. استفاده از کیسه هوا به این معنا نیست که نیازی به بستن کمربند ایمنی نداریم؛ چون کمربند ایمنی باعث می‌شود راننده از جای خود بیرون نیفتد در حالی که کیسه هوا باعث می‌شود ضربه وارده به راننده کاهش یابد.
تا سال ها، کمربند ایمنی، تنها وسیله محافظت در داخل اتومبیل بود. اختلاف نظرهایی در مورد امنیت آنها به خصوص برای کودکان وجود داشت؛ ولی با گذشت زمان قوانین استفاده اجباری از کمربند ایمنی در کشورهای مختلف وضع شد. آمارها نشان می‌دهد استفاده از کمربند ایمنی جان هزاران نفر را حفظ کرده است که ممکن بود در تصادف ها جان خود را از دست بدهند. کیسه های هوا چندین سال است که در حال ارتقا یافتن است. اولین ثبت اختراع در مورد بالش های باد شونده، مربوط به سقوط هواپیماهاست که در طی جنگ جهانی دوم به ثبت رسیده است. در دهه 80 (1980) اولین کیسه هوا برای اتومبیل‌ها ساخته شد.
پس از سال 1998، تمام اتومبیل های تازه ملزم به داشتن کیسه های هوا در سمت راننده و مسافر گردیدند (قابل توجه مسئولان انکار کننده ایران خودرو و سایپا). آمارها نشان می‌دهد، استفاده از کیسه هوا در اتومبیل‌ها باعث کاهش 30 درصدی خطر مرگ در تصادف های رو در رو می‌گردد.
اصول مهم
قبل از پرداختن به مشخصات کیسه هوا، اجازه دهید بر برخی قوانین حرکت مروری داشته باشیم. می‌دانیم هر جسمی که حرکت می‌کند اندازه حرکت دارد . تا زمانی که هیچ نیروی خارجی به جسم وارد نشود، جسم با همان سرعت اولیه و در همان راستا به حرکت خود ادامه می‌دهد. ماشین شامل اجزای مختلف است: خود ماشین، اشیاء داخل ماشین و به خصوص مسافران. و اگر از آنها محافظت نشود، به حرکت خود ادامه خواهند داد؛ حتی اگر ماشین متوقف شود یا سرعتش کاهش یابد. متوقف کردن هر جسم مستلزم وارد کردن نیرو در مدت زمانی معین است. در هنگام تصادف اتومبیل، برای توقف اشیاء داخل اتومبیل به نیرویی نیاز داریم زیرا اندازه حرکت اتومبیل تغییر کرده ولی اندازه حرکت اشیاء داخلی تغییر نکرده است ؛ در ضمن برای این کار زمان چندانی هم در اختیار نداریم. هدف از استفاده از وسایل محافظتی در داخل اتومبیل، کمک به توقف مسافران با کم ترین آسیب است. استفاده از کیسه هوا نیز برای به صفر رساندن سرعت مسافران با کم ترین آسیب یا بدون آسیب است. کیسه هوا باید بین راننده و فرمان اتومبیل قرار گیرد و در کسری از ثانیه عمل کند.
هر کیسه هوا از 3 قسمت مهم تشکیل شده است:
1) خود کیسه هوا که از پارچه نایلونی و سبک ساخته شده و در بین فرمان یا داشبورد جاسازی شده است. به تازگی نیز در صندلی و درها جاسازی شده اند.
2) حسگر (سنسور) وسیله ای است که به کیسه فرمان می‌دهد تا پر از گاز شده و باد شود. باد شدن زمانی صورت می‌گیرد که نیروی معادل با نیروی برخورد، با سرعت 16 تا 24 کیلومتر بر ساعت، به دیوار آجری وارد شود. در اثر برخورد یک جزء در این سیستم تغییر مکان داده، باعث بسته شدن یک مدار الکتریکی شده و به سنسور فرمان می‌دهد که تصادف اتفاق افتاده است. سنسور، اطلاعات لازم را از شتاب سنج دریافت می‌کند.
3) سیستم باد کننده، با ترکیب تری نیترید سدیم و نیترات پتاسیم ، گاز نیتروژن تولید می‌کند. جریان گاز نیتروژن گرم، کیسه را باد می‌کند. سیستم کیسه هوا، سوخت جامدی را که سریعاً می‌سوزد، مشتعل کرده ، مقادیر بسیاری گاز برای باد کردن کیسه ایجاد می‌کند. کیسه سریعاً و با سرعتی در حدود 322کیلومتر بر ساعت سریع تر از چشم به هم زدن، از محل خود خارج می‌شود. یک ثانیه بعد، گاز سریعاً از سوراخ های ریزی که در کیسه تعبیه شده خارج می‌شود تا بتوانید دوباره حرکت کنید. در هر برخوردی، اصل کار و انرژی باید صدق کند و این به آن معنا ست که کار لازم برای متوقف کردن راننده برابر با انرژی جنبشی راننده است. هر چه مسافت توقف کوتاه تر باشد، ضربه وارده نیز بیشتر است. کمربند ایمنی با بیشتر کردن مسافت توقف راننده، باعث کاهش یافتن ضربه وارده می‌شود.
تفاوت کیسه هوا و کمربند ایمنی از لحاظ نیروی وارده:
هر چند متوسط نیروهای وارده به راننده ای که از کمربند ایمنی مناسب یا از کیسه هوا استفاده می‌کند یکسان است، ولی کیسه هوا طبق اصل پاسکال، فشار یکسانی به تمام نقاطی که با آن در تماس اند، وارد می‌کند. همان نیرو که توسط کمربند ایمنی مناسب به راننده وارد می‌شود، این بار توسط کیسه هوا، در سطحی بزرگ تر پخش شده و فشار کمتری به بدن وارد می‌شود. استفاده از کیسه هوا به این معنا نیست که نیازی به بستن کمربند ایمنی نداریم؛ چون کمربند ایمنی باعث می‌شود راننده از جای خود بیرون نیفتد در حالی که کیسه هوا باعث می‌شود ضربه وارده به راننده کاهش یابد.