کیسه هوای خودرو

[ریپورتر]

کيسه های هوا (Airbag)
یکی از تازه ترین دستاوردهای صنایع خودروسازی که در جهت افزایش ایمنی سرنشینان طراحی و تولید شده، کیسه های هوا است. هنگام برخورد شدید خودرو، کیسه هایی در قسمت جلوی خودرو تعبیه شده اند که به سرعت از گاز پر شده و از برخورد سرنشینان به شیشه و قسمت جلویی اتاقک جلوگیری می کنند.
کارآیی این سیستم به تولید گاز کافی در کم ترین زمان ممکن بستگی دارد.
تولید گاز در این سیستم به علت انجام سریع یک واکنش شیمیایی است. حسگرهایی در قسمت جلوی خودرو تعبیه شده اند که در هنگام برخورد شدید، فعال شده باعث منفجر شدن یک کلاهک انفجاری کوچک میشود . این انفجار انرژی مورد نیاز برای آغار واکنش را در مخلوطی که مولد گاز نام دارد و فرآورده های گازی تولید می کند، فراهم می آورد. باد شدن فوری کیسه های هوا هنگام برخورد شدید خودرو ناشی از انجام یک واکنش سریع شیمایی است که گاز نیتروژن تولید می کند(N2).
این گاز از واکنش تجزیه ای زیر فراهم می شود:

2NaN3(S) =====> 2Na(s) + 3N2(g)

با این حال این واکنش به تنهایی نمی تواند باعث پر شدن ناگهانی کیسه ها شود . به علاه سدیم فلزی تولید شده، ماده ای فعال (واکنش پذیر) و خطرناک است، برای حل این مشکل از واکنش بسیار سریع جابجایی آهن 3 اکسید با سدیم فلزی استفاده میشود:

6NaO (S) + 2CO2(g) + H2O (g) ======> 2NaHCO3(s)

حجم گاز مورد نیاز برای پر کردن کیسه های هوا با حجم مشخص، به چگالی گاز وابسته است که آن هم به دما بستگی دارد . برای محاسبه مقدار مورد نیاز گاز تولیدی، طراحان کیسه ها باید استوکیومتری واکنش ها و تغییرات انرژی آنها را ( که باعث تغییر دما و بنابراین تغییر چگالی گازها میشود ) به خوبی بشناسند.
متاسفانه بیش از 100 مورد گزارش تصادف ارایه شده که در آنها، نه تنها کیسه های هوا از تلفات جلوگیری نکرده ، بلکه علت اصلی مرگ نیز بوده است. بیش تر این قربانیان، کودکان زیر 12 سالی هستند که بروی صندلی جلوی خودرو ها نشسته بودند. بنابراین باید سعی شود که از نشستن آنها بر روی صندلی جلو خودداری کرد. همچنین، باز شدن کیسه های هوا در برخی موارد موجب زخمی شدن یا حتی مرگ رانندگانی شده که فاصله آنها تا فرمان خودرو بسیار کم بوده است، حداقل این فاصله باید 25 سانتی متر باشد. رعایت کردن این فاصله برای رانندگانی که بلند قد هستند، آسان است، اما رانندگان کوتاه قد، برای آن که پایشان به پدال گاز، ترمز و کلاچ برسد، ناچارند که بیش از اندازه خود را به فرمان خودرو نزدیک کنند. برای حل این مشکلات، نسل جدید کیسه های هوا که ( هوشمند ) هستند، به تازگی به بازار آمده است. سرعت باز شدن این کیسه ها بر حسب شدت تصادف، قد و وزن راننده و فاصله سر راننده تا فرمان خودرو تغییر می کند.

[ریپورتر]

بخش عمده ای از تلفات و جراحات انسانی که در تصادف های رانندگی پیش می آید به دلیل ضربه ناشی از برخورد بدن سرنشینان با شیشه جلو و یا بدنه خودرو است. سیستم کیسه هوای اتومبیل، سیستمی است که به وسیله پر نمودن سریع کیسه های هوای جاسازی شده در داخل اتومبیل از گازهای بی خطر و منفجر نمودن این کیسه ها به فضای داخل اتومبیل در هنگام تصادفات رانندگی، جابجایی سرنشینان ناشی از شتاب وارده در اثر تصادف را کنترل نموده و از برخورد سرنشینان به بدنه اتومبیل جلوگیری می نماید. هدف از بکارگیری سیستم کیسه هوا ، حفاظت از سر ، گردن و قفسه سینه سرنشینان وسیله نقلیه از برخورد به فرمان اتومبیل ، داشبورد و یا شیشه جلوی اتومبیل در تصادفات رانندگی می باشد.
کیسه هوا برای اولین بار در سال 1980 بر روی اتومبیل نصب گردید. آزمایشات و تجربیات نشان داده است که کیسه هوا ، احتمال خطر مرگ افراد را در اثر تصادفات را 30 در صد کاهش داده است. در شکل زیر نمودار کلی یک سیستم کیسه هوا نشان داده شده است.

اجزای اصلی سیستم کیسه هوا
هر سیستم کیسه هوا شامل 3 بخش اصلی می باشد :
1- کیسه هوا : از الیاف نایلون نازک ساخته شده است و آن را تا کرده و در داخل فرمان ماشین یا داشبورد قرار داده اند. اخیرا کیسه هوا در داخل درها یا صندلی برای جلوگیری از برخوردهای جانبی نیز قرار می گیرد.
2- حسگر یا Sensor : سیگنال نیاز به باز شدن کیسه را در هنگام تصادف دریافت نموده و به سیستم Inflation فرمان باز شدن کیسه را می دهد. همچنین شدت تصادف را تشخیص می دهد. باد شدن کیسه هنگامی اتفاق می افتد که نیروی برخوردی معادل تصادف ماشین با سرعت 16 تا 24 کیلومتر در ساعت به یک دیوار آجری بوجود بیاید.
3- سیستم Inflation : سیستم فعال کردن کیسه هوا می باشد که در آن آزید سدیم Sodium Azide (NaN3) با نیترات پتاسیم (KNO3) واکنش انجام می دهد و گاز نیتروژن مورد نیاز برای باد کردن کیسه تولید می شود.
در نمودار شکل زیر اجزای سیستم تشریح شده است.





ترتیب عملکرد سیستم

ترتیب عملکرد سیستم از زمان شروع برخورد تا تخلیه گاز در زیر نشان داده شده است. نکته قابل ذکر این مطلب است که کل فرآیند در حدود

150mSec به اتمام خواهد رسید.