شاید در ابتدای تاریخ صنعت خودروسازی، بازده فنی بالاتر، تامین آسایش بیشتر، بالا بردن قدرت موتور و توانای‌های آن و درنهایت راحتی راننده هنگام رانندگی در درجه اول اهمیت قرار داشتند. با این حال، با گذشت زمان و تولید خودروهایی با توان رسیدن به سقف سرعت بالاتر و توانایی اجرایی بهتر، مقولهٔ امنیت راننده و سرنشینان نیز مطرح شد. دلیل دیگر اهمیت پیدا کردن این مساله، افزایش تعداد خودروها در سطح جهان و بیشتر شدن احتمال تصادفات رانندگی بود. یدک کش امداد خودرو تبریز حالا تامین امنیت برای خودروسازان بخشی از رفاه و آسایشی بود که پیشتر در تلاش 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.
به‌طوری که امروزه، داشتن ایربگ یا کیسه هوا جزئی ثابت از هر ماشین استانداردی به شمار می‌آید. شاید جالب باشد بدانید که بسیاری از تکنولوژی‌های ایمنی در ابتدا در خودروهای مسابقه‌ای مورد استفاده قرار می‌گرفتند و بعد از مدتی، به عنوان یک آپشن ویژه در سواری‌های شهری ارائه می‌شدند. با این حال، با گذر زمان خودروسازان به این درک رسیدند که وجود چنین تجهیزات ایمنی در خودروها برای همه ضروری است.
در هر صورت در این مطلب قرار است به شما توضیح بدهیم که اصلاً ایربگ چیست و از چه اجزائی تشکیل شده و در نهایت، به چه شکل کار می‌کند.
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 بخش‌های مختلف اتاق یا کابین قرار می‌گیرد.
اینکه ایده اولیه به‌کار گرفتن چنین ابزاری از کجا به ذهن جان هتریک (دانشمند آمریکایی) رسید مشخص نیست، اما ما ذهن شما را به سمت پرتاب شدن شخصی از یک ساختمان بلند، روی تشکی پر از هوا معطوف می‌کنیم. در چنین شرایطی، احتمال مرگ شخص به آسیبی جزئی تقلیل می‌یابد. بنابراین می‌توان 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 بخش‌های حساس بدن سرنشینان به قسمت‌های مختلف کابین می‌شود و شدت ضربه را تاحد چشم‌گیری کاهش می‌دهد. هرچند باید اضافه کرد، آنچه امروز به صورت کیسه هوا در خودروها شاهد هستید، با ایربگ‌های اولیه تفاوت بسیاری دارد. ضمن اینکه امروزه انواع مختلف ایربگ در ماشین‌های مدرن مورد استفاده قرار می‌گیرند که تک به تک به لیست کیسه‌های هوای خودروها افزوده شدند.
نکته مهم اینکه طبق استانداردهای جهانی استفاده از دو ایربگ راننده و سرنشین، از الزامات در صنعت خودروسازی است. این قانون اولین بار در سال ۱۹۹۸ در آمریکا به اجرا درآمد. به این ترتیب که خودروهایی که دارای کیسه هوا نبودند، اجازه تردد در آمریکا را دریافت نمی‌کردند. براساس تحقیقات انجام شده در موسسه استاندارد جاده‌ای آمریکا، استفاده از ایربگ تا ۶۳ درصد آمار مرگ و میر ناشی از تصادفات رانندگی را کاهش می‌دهد.
اینکه بخواهیم بگوییم که کیسه هوا چگونه تا این حد از میزان آسیب‌های وارده بر راننده و سرنشینان تاثیر می‌گذارد و حتی مانع از مرگ آن‌ها می‌شود باید گفت، ایربگ، نیرویی که از توقف شدید خودرو یا ضربه وارد شده به آن، به سرنشینان منقل می‌شود را مدیریت کرده و کنترل می‌کند.
در واقع، توقف شدید و ناگهانی خودرو، باعث می‌شود سرنشینان، به‌خصوص در ردیف جلو به سمت جلو پرتاب شوند. این پرتاب شدن که بسته به نیروی وارده به آن‌ها و شدت توقف متفاوت است، امداد خودرو شبانه روزی در تبریز باعث برخورد سر و سینه و گردن سرنشینان به بخش‌های جلو مانند جلو داشبورد و فرمان می‌شود. حال اینکه ایربگ به عنوان یک عامل حفاظتی و بازدارنده، بین این دو قرار گرفته و مانع از این برخورد می‌شود. به این ترتیب شدت ضربه را گرفته و نیروی وارده از آن را ضمن تضعیف کردن به بخش‌های مقاوم‌تر بدن منتقل می‌کند.
ایربگ همچنین تاحدی از حرکات غیرعادی بدن بر اثر ضربه نیز پیشگیری می‌کند. البته انواع ایربگ‌هایی که امروزه در خودروها استفاده می‌شوند، سرنشینان ردیف عقب و جلو را در بخش‌های دیگر نیز محافظ می‌کنند و مانع از برخورد سر و گردن آن‌ها به قسمت‌های سخت خودرو می‌شوند. در واقع، خودروسازان با بررسی همه احتمالات موجود، در حین تصادفات شدید و خفیف رانندگی، قسمت‌هایی که نیاز به ایربگ بوده را شناسایی کرده و این ابزار حمایتی را در آن بخش‌ها به‌کار گرفته‌اند.
کیسه هوا مانند همه ابزار و قطعات موجود در خودرو، خود از اجزای مختلفی تشکیل شده است. این اجزا و بخش‌های مختلف هر کدام وظیفه خود را بر عهده دارند که با انجام آن، به هدف نهایی یعنی باز شدن کیسه هوا هنگام تصادف منجر می‌شود.
همه این اجزا در یک محفظه کوچک با نام محفظه ایربگ قرار می‌گیرند. محفظه ایربگ، در واقع سیستم ایربگ را تشکیل می‌دهد. اجزای موجود در محفظه ایربگ عبارتند از:
همانطور که از نامش پیداست، اولین اجزای تشکیل دهنده ایربگ کیسه‌ها هستند. خودروسازان این کیسه‌های هوا را در بخش‌هایی از خودرو قرار می‌دهند که امکان برخورد و آسیب به سرنشینان بیشتر است. کیسه‌های 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 می‌شود.
شاید برایتان جالب باشد بدانید که در گذشته ایربگ‌ها از پودر ذرت یا گچ تارت ساخته می‌شدند. همچنین، در قدیم تنها یک کیسه در فرمان خودرو و یکی هم در جلوی داشبورد کار گذاشته می‌شد. امروزه، کیسه‌های هوا در جای‌جای مختلف خودرو مانند درب‌ها یا صندلی‌های برخی از خودروها نیز قرار می‌گیرند. همچنین، کیسه‌های هوا در بخش بیرون محفظه سیستم قرار دارند. این کیسه‌ها داری منافذ ریزی هستند که پس از باد شدن به سرعت تخلیه می‌شود تا در خروج سرنشینان از خودرو مانعی ایجاد نکند.
به این بخش حسگر کنترل نیز گفته می‌شود. همانطور که از نامش مشخص است، حسگر وظیفه بررسی و گزارش‌گیری از شرایط خودرو به‌صورت مداوم را برعهده دارد. حسگر کنترل، خودرو را در شرایط مختلف بررسی می‌کند و اطلاعات مربوط به خودرو و قطعاتش را به ECU منتقل می‌کند. 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، حسگرها گزارشی مبنی بر تغییر موقعیت به این مرکز ارسال نمی‌کنند. به محض تغییر در شرایط، گزارش ارسالی از سوی سنسورها، شروع عملیات فعال شدن ایربگ‌ها را رقم می‌زنند.
برای بهترین و سریع‌ترین نتیجه، سنسورها در حساس‌ترین بخش‌ها یعنی در دو طرف اکسل جلو و نزدیک چرخ‌ها کار گذاشته می‌شود. البته این دو نقطه در تمامی خودروها ثابت هستند. اما در برخی خودروها حسگرهای بیشتری برای بالا بردن دقت کار استفاده می‌گردد. این حسگرها معمولاً روی درها، سقف یا بخش‌های دیگر قرار می‌گیرند.
این بخش در واقع سیستمی متشکل از یک ژنراتور تولید گاز، یک جرقه‌زن و تعدادی قرص سوخت است. در این سیستم، جرقه‌زن‌ها باعث اشتعال قرص‌ها می‌شوند. جرقه‌زن‌ها از خازن‌هایی پر تشکیل شده‌اند. قرص‌های سوخت نیز از سدیم آزید و نیترات پتاسیم جامد هستند که اشتعال آن‌ها منجر به نوعی فعالیت شیمیایی و تبدیل‌شان به گاز هیدروژن می‌شود. این سیستم درون محفظه ایربگ و پشت کیسه خالی از هوا قرار می‌گیرد.
عملیاتی که منجر به باد شدن آن‌ها می‌شود از دریافت اطلاعات توسط جرقه‌زن‌ها آغاز می‌شود. به این ترتیب که جرقه‌زن‌ها با سیستم کنترل مرکزی خودرو در ارتباط هستند. در صورت وقوع تصادف، پردازنده سیگنال‌های مربوط به فعال شدن جرقه‌زن‌ها را به سمت آن‌ها ارسال می‌کند و جرقه، اشتعال، تولید هیدروژن اتفاق می‌افتد.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 ایربگ‌ها در زمانی حدود ۲۵ صدم ثانیه صورت می‌گیرد.
سنسورها یا حسگرهای مربوط به کیسه‌های هوا و سیستم ایربگ از نوع الکتروماتیکی هستند. همانطور که گفته شد برای دریافت بهترین نتیجه، این سنسورها در نقاطی از خودرو نصب می‌شوند که دقیق‌ترین و بهترین اطلاعات را هنگام تصادف به مرکز کنترل اطلاعات مخابره کنند.
پس از وقوع تصادف، یکی یا چند سنسور، اقدام به ارسال سیگنال‌های مربوط به تغییرات ایجاد شده می‌نمایند. ECU یا پردازنده مرکزی، این اطلاعات را پردازش کرده و سیگنال‌های لازم را به سمت محفظه ایربگ‌ها ارسال می‌کند. در محفظه، خازن‌های جرقه‌زن با دریافت سیگنال‌های ارسالی از مرکز پردازنده، فعال شده و موجب اشتعال قرص‌های سوخت می‌شوند. گاز نیتروژن حاصل از انفجار درون کیسه را پر کرده و ایربگ با شتاب از محفظه خود خارج می‌شود و بخشی از بدن سرنشین را که موظف به حفاظت از آن است پوشش می‌دهد.
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، نیاز به خالی شدن کیسه هوا است. بنابراین، ایربگ که وظیفه خود را به نتیجه رسانده، از طریق سوراخ‌های ریز تعبیه شده روی کیسه، خالی شده و امکان پیاده شدن را برای سرنشین فراهم می‌کند.
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، ایربگ‌ها فعال نمی‌شود. ضمن اینکه ECU عموماً در سرعت‌های پایین دستور فعال شدن ایربگ‌ها را ارسال نمی‌کند. در کنار این موارد شدت ضربه نیز می‌تواند در فعال شدن یا نشدن ایربگ موثر باشد.
کیسه‌های هوا در حال حاضر تنوع بسیاری دارند. این تنوع مربوط به محل نصب آن‌ها و بخشی که در آن از سرنشینان حفاظت می‌کنند، است. درواقع تنوع کیسه‌ها مربوط به اجزای آن و نوع فرآیند فعال‌سازی‌شان نمی‌شود.
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 آن‌ها حذف می‌شود.
در ادامه به معرفی انواع ایربگ می‌پردازیم:
این دو کیسه هوا که درحال حاضر در تمام خودروهای تولیدی در سطح جهان وجود دارند و از استانداردهای الزامی هستند، اولین ایربگ‌های به‌کار رفته در صنعت خودروسازی محسوب می‌شوند.
این دو ایربگ از سر و گردن راننده و سرنشین کناری او محافظت می‌کنند. ایربگ راننده به دلیل 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 می‌شود.
این ایربگ، از سرنشینان در برابر احتمال برخورد بدن سرنشینان با درها قرار می‌گیرد. ایربگ‌های جانبی برای ردیف جلو و عقب به شکلی مجزا تعبیه می‌شود. بنابراین در معرفی تجهیزات انواع خودرو ذکر می‌شود که ایربگ‌های جانبی در دو ردیف وجود دارد یا تنها برای ردیف جلو.
ایربگ‌های جانبی از آسیب‌های ناشی از ضربات وارده از طرفین به بدنه پیشگیری می‌کنند. محفظه آن در کناره‌های صندلی‌ها جاسازی می‌شود.
این نوع کیسه هوا، بین سرنشین و شیشه‌های کناری قرار می‌گیرد و از برخورد سر و گردن با این شیشه‌های کناری و ستون‌ها پیشگیری می‌کند. البته باید اضافه کرد که درصورت شکستن شیشه‌ها مانع از ریختن آن‌ها روی بدن سرنشینان می‌شود.
محفظه ایربگ‌های پرده‌ای بالای درها و ستون‌ها و در راستای سقف تعبیه می‌شود.
استفاده از این ایربگ هنوز جنبه عمومی پیدا نکرده است. گاهی تنها برای راننده و گاهی برای سرنشین کناری هم مورد استفاده قرار می‌گیرد. ایربگ زانوی از آسیب‌های احتمالی به زاونی سرنشین‌های جلو به‌خصوص راننده پیشگیری می‌کند.
در تصادفات عموماً احتمال برخورد سیستم فرمان و اجزای آن به زانوی راننده وجود دارد. محفظه ایربگ زانویی زیر داشبورد و جعبه فرمان تعبیه می‌شود.
از این ایربگ در خودروهای لوکس و بسیار مجهز استفاده می‌شود. ایربگ میانی بین راننده و سرنشین کناری تعبیه می‌شود و از احتمال برخورد آن‌ها با یکدیگر پیشگیری می‌کند.
محفظه ایربگ میانی در کنسول وسط یا کناره صندلی‌ها جاسازی می‌شود.
در تصادفات شدید معمولاً کمربند ایمنی، به‌خصوص انواع پیش کشنده و محدود کننده، به دلیل محکم شدن روی بدن سرنشینان و حفظ آن‌ها، ممکن است جراحاتی را ایجاد کند. ایربگ کمربندی در این مواقع باز شده و از آسیب‌های احتمالی کمربند ایمنی پیشگیری می‌کند. کیسه هوا در این نوع درون کمربند ایمنی قرار دارد.
کیسه هوای عابر، وظیفه حفاظت از عابران را برعهده دارد. بنابراین بیرون از خودرو و روی سپر و محدوده‌های نزدیک به آن تعبیه می‌شود. ایربگ عابر مانع از برخورد شدید عابرین یا دوچرخه‌سواران با بدنه خودرو از روبرو می‌شود. استفاده از این نوع ایربگ بسیار نادر است.
بدون شک برای ایربگ نیز نواقص و مشکلاتی ایجاد می‌شود. مانند همه تجهیزات و امکانات دیگری که در خودروها وجود دارند، ممکن است ایربگ‌ها نیز دچار خرابی و معایبی می‌شوند. اما معمولا ایجاد هرگونه مشکلی در ایربگ‌ها با عمل نکردن آن‌ها مواجه می‌شود. البته عمل نکردن ایربگ در مواقع لازم، عملاً سرنشینان را با خطرات متعددی رو در رو می‌کند.
عمل نکردن ایربگ‌ها می‌تواند دلایل دیگری هم داشته باشد. مانند آنچه گفته شد. اما درصورتی که باز نشدن کیسه‌ها دراثر خرابی سیستم ایربگ‌ها باشد، احتمالا از مواردی زیر است:
البته این موارد در بین نکاتی هستند که منجر به روشن شدن چراغ هشدار نمی‌شوند. اگر باز نشدن ایربگ از خرابی‌های موجود نباشد و چراغ هشدار هم روشن نشده باشد، اما همچنان ایربگ فعال نشود، احتمالاً یکی از مواردی مانند آنچه در ادامه خواهد آمد اتفاق افتاده است:
ضربه‌ای که تنها به یک نقطه از بدنه خودرو اصابت کند و نیرو در همان قسمت وارد شود
ضربه‌هایی 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 ضربه‌های 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 می‌شوند که مرکز پردازنده خودرو، ضربه وارد شده را تصادف تشخیص ندهد و سیگنالی به سمت محفظه ایربگ ارسال نکند. یا اینکه ضربه توسط سنسور تشخیص داده نشود و اطلاعاتی به ECU ارسال نکند. براساس آنچه گفته شد، شدت و زاویه ضربه وارده به بدنه در فعال شدن ایربگ‌ها تاثیر مستقیم دارد.
یکی از مواردی که در ابتدای راه استفاده از ایربگ‌ها وجود داشت، صدمات ناشی از این ابزار حمایتی بود. البته ایربگ نیز مانند همه تکنولوژی‌های موجود در خودرو، به مرور زمان کامل شده و این ضعف‌ها را پوشش داده است. با این حال، برخی از مشکلات ایربگ‌ها هنوز به صورت کامل حل نشده است. این مشکلات ممکن است در بعضی یا تمام خودروها موجود باشد و شدت و ضعف آن‌ها نیز متفاوت است.
برای پیشگیری از صدمات احتمالی ناشی از باز شدن ایربگ‌ها بهتر است که موارد زیر را هنگام رانندگی به خاطر داشته باشید:
شدت خروج ایربگ از محفظه به دلایل مختلف مانند سرعت فرآیند، بسیار بالا است. به همین دلیل، اگر فاصله سرنشین به‌خصوص راننده، با ایربگ کم باشد، نیروی وارده از خروج ایربگ می‌تواند صدماتی را به سر و گردن راننده در پی داشته باشد.
این خطر برای راننده به دلیل وجود فرمان و تعبیه شدن ایربگ درون فرمان جدی‌تر است. برای حفظ راننده و سرنشین از این خطر، حفظ فاصله ۲۵ سانتی‌متری تا محفظه ایربگ واجب است. باید تنظیمات صندلی راننده و فرمان به گونه‌ای باشد که این فاصله حفظ شود.
اگر بین کیسه هوا و سرنشین مانعی وجود داشته باشد می‌تواند آسیب وارده از تصادف را بیشتر کنند. در واقع، وسایلی مانند عصا، اجزای تیز مثل چاقو یا ظروف شیشه‌ای، اگر در دستان سرنشینان باشد یا مقابل بدنشان، باز شدن ایربگ را می‌تواند خطرناک‌تر از باز نشدنش کند.
همچنین، در آغوش داشتن کودکان یا حیوانات در ردیف جلو می‌توان ضمن آسیب به کودک و سرنشین، کارایی باز شدن کیسه هوا را عملاً به صفر برساند. به همین دلیل، باید دقت کرد که روی داشبورد نیز اجزای تیز و خطرناک قرار نداشته باشد که باز شدن ایربگ منجر به پرتاب آن سمت سرنشینان گردد.
خطرات ایربگ برای کودکان بیشتر از فواید آن است. ایربگ حتی می‌تواند موجب خفگی کودک شود و یا شدن ضربه وارده از آن کودک را دچار آسیب جدی کند.
بهتر است اگر کودک در ردیف جلو می‌نشید (البته که نباید بنشیند)، ایربگ‌ها غیرفعال باشند. در ردیف عقب نیز فاصله کودکان از ایربگ جانبی و پرده‌ای حفظ شود یا از صندلی کودک استفاده گردد.
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 می‌تواند دست راننده را دچار آسیب کند.
اگر ایربگ فعال شود و کمربند ایمنی بسته نباشد، خطر کیسه هوا می‌تواند بیشتر از خطر تصادف باشد. در خودروهایی که مجهز به ایربگ هستند استفاده از کمربند ایمنی مانند دیگر خودروها ضروری است چرا که درصورت تصادف، اگر کمربند آزاد باشد، سرنشین با شتاب به سمت ایربگ (که خودش با شدت خارج می‌شود) پرتاب شده و ضربه‌ای با نیری مضاعف به سرنشین وارد می‌گردد.
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.
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.
خوب است بدانید که تنظیمات کیسه هوا با دقت و حساسیت بالایی در کارخانه‌های خودروسازی انجام می‌شود. بنابراین، کوچک‌ترین تغییر در آن‌ها می‌توان منجر به عملکرد نادرست‌شان شود. توجه داشته باشد که این مسئله قابلیت ایجاد خطرات جبران‌ناپذیری را دارد.
در نهایت، باید اضافه کرد که ایربگ‌ها ممکن است به دلیل مشکل در تنظیمات‌شان در مواقعی که نباشد فعال شوند و این نیز خطرات خود را به همراه دارد. بهتر است در دوره‌های مشخص این تنظیمات توسط یک کارشناس بررسی شود. اما تنظیم این اطلاعات به معنای غیرفعال کردن ایربگ‌ها نیست. چرا که به‌طور قطع معایب ذکر شده دربرابر فواید کیسه هوا، بسیار ناچیز هستند و صد البته قابل کنترل.
منبع: دیوار
