up
Search      menu
صنعت و مکانیک :: مقاله كيسه هاي هوا PDF
QR code - كيسه هاي هوا

كيسه هاي هوا

كيسه هاي هواي خودرو چگونه كار مي كنند؟ (1)

كيسه هاي هوا هم مانند كمربند ايمني در سالهاي اوليه، موضوع تحقيقات و آزمونهاي جدي دولتي و صنعتي هستند. در اين مقاله به كيسه هاي هوا و اينكه آنها چگونه كار مي كنند، مشكلات آنها چيست و تكنولوژي آنها به چه سمتي پيش مي رود خواهيم پرداخت.
طي سال هاي طولاني كمربندهاي ايمني تنها وسيله مهاركننده كنش پذير در خودروها بوده اند. در عين حال در اين مدت بحث هاي زيادي در مورد ايمني آنها بخصوص در مورد كودكان مطرح شده است، ولي به مرور زمان در اكثر كشورها كمربندهاي ايمني شامل مقررات اجباري شده اند. آمار و ارقام نشان مي دهد كه استفاده از كمربندهاي ايمني جان هزاران نفر را در تصادفات نجات داده است.
كيسه هاي هوا نيز طي سالهاي طولاني در حال توسعه بوده اند. ايده استفاده از يك بالش نرم در برابر برخورد، بسيار جذاب بوده و اولين ثبت اختراع در مورد يك وسيله قابل انبساط براي فرود آمدن در آن در هنگام تصادف براي هواپيماها طي جنگ جهاني دوم انجام شده است! در دهه ۸۰ اولين كيسه هواي تجاري شده در خودروها ظاهر شد.
از سال ۱۹۹۸، وجود كيسه هاي هوا در هر دو سمت راننده و سرنشين جلو در آمريكا الزامي شده است (كاميونت هاي سبك نيز از سال ۱۹۹۹ تحت اين قانون درآمدند). تاكنون آمار نشان داده كه كيسه هاي هوا ريسك مرگ را در تصادفات روبرو حدود ۳۰ درصد كاهش داده است. استفاده از كيسه هاي هواي نصب ده در صندلي و درها جديدتر است. اگر چه آنها به گستردگي كيسه هاي هواي نصب شده در فرمان و داشبورد مورد استفاده قرار نمي گيرند. برخي از كارشناسان بر اين عقيده اند كه طي ساليان آتي تعداد كيسه هاي هواي خودروها از دو به شش تا هفت خواهد رسيد.
● اصول اوليه:
پيش از پرداختن به اصول خاص بهتر است به مرور اطلاعات خود درباره قوانين حركت (نيوتن) بپردازيم. اول اينكه ما مي دانيم كه اجسام در حال حركت داراي اندازه حركت (مومنتوم) (حاصلضرب جرم و ساعت يك جسم)هستند. در صورتيكه يك نيروي خارجي بر جسم وارد نشود آن جسم به حركت خود با سرعت و جهت خود ادامه خواهد داد. خودروها از اجسام متعددي تشكيل شده اند كه شامل خود خورد و اجسام مهار نشده درون آن و البته سرنشينان مي شود. اگر اين اجسام مهار نشوند، حتي در صورت توقف خودرو در اثر تصادف، آنها با سرعتي كه خودرو دارد به حركت خود ادامه مي دهند.
متوقف كردن يك جسم داراي مومنتوم مستلزم اعمال نيرو به آن در يك دوره زماني است. وقتي يك خودرو دچار تصادف مي شود، نيروي موردنياز براي متوقف كردن اجسام بسيار زياد است چرا كه مومنتوم در لحظه تغيير كرده در حالي كه براي سرنشينان اين طور نبوده است و وقت زيادي نيز براي اين كار وجود ندارد. هدف هر سيستم مهاركننده كمكي، كمك به متوقف كردن سرنشين با ايجاد كمترين آسيب ها به وي است.
كاري كه يك كيسه هوا انجام مي دهد كاهش سرعت سرنشين به صفر با كمترين يا بدون آسيب است. محدوديت هايي كه كيسه هوا با آنها درگير است، زياد است. كيسه هوا بايد در كسري از ثانيه در فضاي بين سرنشين و فرمان يا داشبورد عمل كند. براي آنكه سيستم بتواند به جاي آنكه سرنشين را بصورت ناگهاني متوقف كند، حركت آن را آرام كند، حتي كوچكترين مقدار فضا و زمان ارزشمند است.
در كيسه هوا سه قسمت وجود دارد كه مي تواند به انجام اين كار بزرگ ياري دهد:
كيسه كه از پارژه نايلوني نازكي ساخته شده كه درون فرمان يا داشبورد (و اخيراً درون صندلي و در) تا مي شود و قرار مي گيرد.
▪ سنسور كه وسيله اي است كه به كيسه فرمان باد شدن را مي دهد. باد شدن در صورتي رخ مي دهد كه برخوردي با نيروي با نيروي معادل برخورد يك ديوار آجري با سرعت ۱۰ تا ۱۵ مايل بر ساعت (۱۶ تا ۲۴ كيلومتر بر ساعت) ايجاد شود. وقتي تغيير جرم باعث بسته شدن اتصال برقي شود، سوئيچ مكانيكي زده شده و به سنسور پيام مي دهد كه تصادف رخ داده است. سنسور اطلاعات را از يك شتاب سنج كه درون ميكروچيپ قرار دارد دريافت مي كند.
سيستم بادكننده كيسه هوا موجب واكنش آزيد سديم (Na N۳) با نيترات سديم (Propellant) جامد را مشتعل كرده و به سرعت مي سوزد تا حجم بزرگي از گاز را براي باد كردن كيسه هوا به وجود بياورد. به اين ترتيب كيسه هوا از قسمت ذخيره شده خود با سرعت ۲۰۰ مايل بر ساعت (۳۲۲ كيلومتر بر ساعت) يعني سريعتر از يك چشم بر هم زدن از هم باز مي شود. يك ثانيه بعد، براي آنكه سرنشين بتواند حركت كند، گاز به سرعت از سوراخ هاي درون كيسه تخليه شده و كيسه را از حالت باد شدن در مي آورد.
كيسه هوا و سيستم بادكننده ذخيره شده در فرمان:
گرچه همه اين فرآيند تنها در يك بيست و پنجم ثانيه رخ مي دهد ولي زمان اضافي ايجاد شده براي جلوگيري از يك جراحت جدي كافي است. ماده پودري كه از كيسه هوا آزاد مي شود آرد ذرت عادي يا پودر تالك است كه توسط سازنده براي نچسبيدن تاهاي كيسه به هم در هنگام ذخيره كيسه هوا استفاده شده است. سيستم بادكننده از يك پيشران جامد و يك جرقه زن استفاده مي كند.
● توسعه ايده:
همانطور كه گفته شد براساس مجله Scientific American ايده اوليه استفاده از بالش سريع بادشونده براي ممانعت از جراحات تصادفات قبل از آن در دهه ۱۹۸۰ توسط وزارت راه آمريكا براي استفاده از خودروها اجباري شود داراي يك پيشينه طولاني است. اولين اختراع وسيله بادشونده براي تصادفات براي هواپيماها طي جنگ جهاني دوم ثبت شده است.
تلاشهاي اوليه براي استفاده از كيسه هوا براي خودروها با موانع قيمت بالا و مشكلات فني مرتبط با ذخيره و آزادسازي گاز فشرده مواجه شد. پژوهشگران در جستجوي پاسخگويي به سؤالات زير بودند:
۱) آيا درون خودرو فضاي كافي براي مخزن گاز وجود دارد؟
۲) آيا مي شود گاز را براي مدت زمان عمر خودرو در آن به صورت ذخيره شده نگه داشت؟
۳) آيا كيسه هوا را ميتوان به سرعت و با اطمينان در شرايط مختلف آب و هوايي منبسط كرد بدون آنكه صداي انفجار گوش خراشي ايجاد شود؟
نياز به مجموعه واكنش هاي شيميايي وجود داشت كه نيتروژن ايجاد كند و كيسه را باد كند. بادكننده هاي پيشران جاد (Propellant Inflators Solid) در دهه ۱۹۷۰ به كمك اين ايده آمدند.
گرچه از نظر تاريخي كيسه هاي هوا در ابتدا براي استفاده توسط سرنشينان بدون كمربند ايمني طراحي شده بود ولي در همان روزهاي اوليه شروع ايده كيسه هوا براي خودروها، كارشناسان هشدار داده بودند كه اين وسيله جديد بايد به صورت پشتيبان و همراه با كمربند ايمني استفاده شود. كمربندهاي ايمني باز هم كاملاً ضروري هستند چرا كه كيسه هاي هوا فقط در تصادفات روبرويي كه با سرعت بيش از ۱۰ مايل بر ساعت (۱۶ كيلومتر بر ساعت) رخ دهد عمل مي كنند. در مورد برخوردها و تصادفات جانبي، تصادفات از عقب و برخوردهاي ثانويه فقط كمربندهاي ايمني مي توانند كمك كنند (گرچه امروزه كيسه هاي جانبي هوا نيز در حال رواج هستند). با وجود پيشرفت فناوري، كيسه هاي هوا فقط وقتي موثر هستند كه همراه با يك كمربند شانه و ران استفاده شوند. كمربند اينمي سرنشين را در موقعيت خود نگه مي دارد، در حالي كه كيسه هوا يك مانع نرم براي توقف اعضاي بدن او فراهم مي آورد.
كيسه هاي هوا جراحات منجر به مرگ را در مورد رانندگان ۱۱ درصد و در مورد سرنشينان بزرگسالان ۱۳ درصد كاهش مي دهد. حفاظت ايجاد شده توسط كيسه هوا به علاوه كمربند ايمني قابل مقايسه با هيچ نوع حفاظت ديگري نيست. مطالعات نشان مي دهند كه در يك برخورد، سرنشيناني كه توسط كمربند ايمني و كيسه هوا محافظت مي شوند ۵۰ درصد كمتر از سرنشينان مهار نشده دچار آسيب هاي مرگبار و جراحات جدي خواهند شد.
● ايمني:
پس از مدت كمي دريافتند نيروي يك كيسه هوا مي تواند به كساني كه در فاصله نزديك به آن قرار مي گيرند، آسيب بزند چرا كه يك عامل ايجاد خطر در مورد كيسه هاي هوا امكان برخورد آنها با صورت يا گردن است. پژوهشگران دريافته اند كه ناحيه خطر براي كيسه هواي راننده در محدوده ۲ تا ۳ اينچي (۵ تا ۸ سانتيمتري) محل باد شدن قرار دارد. بنابراين قرار گرفتن در فاصله ۱۰ اينچي (۲۵ سانتيمتري) از كيسه هواي راننده، حاشيه ايمني مناسب را ايجاد مي كند. اين فاصله از مركز فرمان تا قفسه سينه اندازه گيري مي شود، اگر راننده در فاصله كمتري از اين فاصله قرار گيرد، بايد فاصله خود را به يكي از روش هاي زير بيشتر كند:
▪ با عقب بردن صندلي تا جاي ممكن به صورتيكه پاها به راحتي به پدال ها برسند.
▪ با مايل نمودن پشتي صندلي به عقب. گرچه طراحي خودروها با يكديگر متفاوت است ولي اغلب رانندگان مي توانند حتي در جلوترين حالت صندلي با مايل كردن اندك پشتي به عقب به فاصله ۱۰ اينچي دست يابند. اگر مايل كردن پشتي صندلي مانع از داشتن ديد مناسب از جاده شود، مي توان با بالا بردن صندلي (در خودروهايي كه داراي اين نوع تنظيم هستند) يا قرار دادن يك بالش سفت غيرلغزنده آن را اصلاح كرد.

● انواع هوازدگي هوازدگي را با توجه به نوع تغييراتي که در سنگ صورت مي گيرد به انواع مکانيکي و شيميايي تقسيم مي کنند. ▪ هوازدگي مکانيکي در هوازدگي مکاني ...

جابجايي: هنگامي که آب ها در داخل خاک به سمت پايين حرکت مي کنند، باعث انتقال شيميايي و مکانيکي مواد مي شوند. فرايند انتقال مواد بوسيله باد و باران، ذرا ...

هوازدگي به زبان ساده عبارت است از پاسخي که مواد سطح زمين در مقابل تغيير محيط از خود بروز مي‌دهند و شامل از هم پاشيدن سنگها و تجزيه آنها در سطح زمين و ...

از نظر بسياري از افراد، بزرگترين جاذبه يک پارک تفريحي ترن هوايي يا roller coaster آن است. عده اي آنرا ماشين جيغ مينامند و براي اين نامگذاري دليلي خوبي ...

خودروهاي الکتريکي از مرحله ايده خارج و به فناوري کاربردي تبديل مي شوند. در حالي که خودروهاي الکتريکي گام به گام عرصه زمين را دراختيار مي گيرند، اوضاع ...

کيسه هاي هواي خودرو چگونه کار مي کنند؟ طي سال هاي طولاني کمربندهاي ايمني تنها وسيله مهارکننده کنش پذير در خودروها بوده اند. در عين حال در اين مدت بحث ...

هواپيماي مسافربري منطقه اي، هواپيمايي است کوچک براي حمل ۳۵ تا ۱۰۰ نفر مسافر از يک منطقه به منطقه اي ديگر که براساس بهترين کارايي(اقتصادي، عملکرد) طراح ...

● يك دوست خطرناك: قاعده براي كودكان متفاوت است. كيسه هوا در مورد كودكاني كه در هنگام ترمز ناگهاني كمربند اينمي نبسته باشند يا بسيار نزديك به كيسه هوا ...

دانلود نسخه PDF - كيسه هاي هوا