مقالات خودرو : فن‏‎آوری : کیسه هوا (Air Bag) (ویدئو)

کیسه هوا (Air Bag)

به طورکلی دو نوع "سیستم نگهدارنده اولیه" و "سیستم نگهدارنده ثانویه" در خودرو وجود دارد. سیستم نگهدارنده اولیه بر عهده کمربند ایمنی و سیستم نگهدارنده ثانویه (Secondary Restraint System) یا همان SRS بر عهده کیسه هوا می باشد. کیسه هوا یکی از مهم ترین و حیاتی ترین تجهیزات ایمنی وسایل نقلیه به شمار می رود. بدین صورت که در مدت زمان حدود یک هزارم  ثانیه در حین وقوع تصادف یا ضربه ناگهانی، پر از باد می شود و هم زمان با منبسط شدن، بین سر شخص و قسمت های سخت داخلی خودرو قرار می گیرد. ازاین رو، کم ترین میزان ضربه یا آسیب به راننده  وارد می شود. کیسه های هوا معمولاً روی فرمان یا داشبورد جاسازی شده اند تا در هنگام ضربات ناگهانی، مانع از برخورد سر راننده یا شاگرد به فرمان یا داشبورد شوند.

البته برخی شرکت های خودروسازی، درها، سقف، و صند لی ها را نیز به کیسه هوا مجهز کرده اند. در این مناطق از حس گر های مخصوصی استفاده شده است تا از بروز خسارت های جانی روی سایر سرنشینان جلوگیری به عمل آید. برخی شرکت های خودروسازی، ازآن جاکه عده ای رانندگان در سرعت های پایین، از کمربند استفاده نمی کنند و در این سرعت ها، تمایلی نیز به استفاده از وسایل ایمنی ندارند، سیستم ایمنی خودروها را به گونه ای طراحی کرده اند که کیسه های هوا، در سرعت هایی بین 20 تا 25 کیلومتربرساعت به بالا فعال شوند.کیسه هوا از سه بخش اصلی کیسه، حس گر، و ژنراتور تولید گاز تشکیل شده است. کیسه هوا از الیاف نایلون بسیار سبک با قابلیت های ویژه ساخته شده است. همان طورکه اشاره شد، کیسه های هوا معمولاً در بین فرمان، داشبورد، درب ها، و صندلی ها جاسازی شده اند.

 نحوه عملکرد حس گر کیسه هوا بدین شکل است که با هوشمندی بالا در موقعیت تصادف، به سیستم داخل جعبه حاوی کیسه هوا دستور می دهد تا کیسه هوا را پُر کند. این دستور معمولاً یک سیگنال الکترونیکی است که پیامد آن، ایجاد یک انفجار در ژنراتور تولید گاز است و در نتیجه، گاز حاصل از این انفجار، وارد کیسه هوا می شود و آن را منبسط می کند. ژنراتور تولید گاز هم بخشی از سیستم  کیسه هوا می باشد که در آن طی یک فرآیند شیمیایی، گاز نیتروژن تولید می شود و کیسه هوا را قبل از برخورد سرنشین با فرمان، داشبورد، درب، و...  با فشار بالا باز می کند.

آن چه که در کیسه هوا نقش اساسی در تولید گاز نیتروژن دارد، ماده شیمیایی سدیم آزید (NaN₃) است که به شکل قرص در داخل مجموعه کیسه هوا جاسازی شده است. باید گفت که این ماده شیمیایی در بعضی موارد سبب ایجاد خارش پوست و حساسیت در برخی افراد می شود. این ماده در اثر انفجار، به گاز بی خطر نیتروژن، دی اکسید کربن، و مقدار کمی هیدروکسید سدیم تبدیل می شود. در شکل زیر، تصویر واقعی جرقه زن و قرص های سدیم آزید نشان داده شده است.

گفته شده است که گاز نیتروژن، 80% گاز موجود در هوا را تشکیل می دهد. هم چنین لازم به ذکر است که علاوه بر این ماده شیمیایی، از پودر تالکوم نیز به منظور لغزنده کردن سطوح داخلی کیسه هوا استفاده می شود. این ماده باعث عدم چسبندگی سطوح داخلی کیسه هوا به یکدیگر می شود. مکانیسم عملکرد کیسه هوا به خوبی در فیلم(دانلود) کوتاه و ترجمه شده توسط 1Car نمایش داده شده است.

کیسه های هوا بسته به محل قرارگیری آن ها در داخل خودرو، نام گذاری شده اند. مهم ترین آن ها کیسه هوای جلو است که از سر و گردن راننده و شاگرد محافظت می کند. نوع دوم، کیسه هوای زانو است که از پاها و زانوها مراقبت می کند. نوع سوم، کیسه هوای جانبی و پرده ای است که سرنشینان را در برابر شکستن شیشه ها و ضربات ناشی از درب ها و بخش های کناری محافظت می نماید.

اگرچه فلسفه کیسه هوا این است که در حین وقوع تصادف عمل نماید و از جان سرنشینان محافظت کند، اما مواردی وجود دارند که با وجود شدت تصادفات خودرو،  کیسه های هوا عمل نمی کنند. مهم ترین این موارد عبارت است از: (1) تغییر شکلی که در یک نقطه از بدنه خودرو به طور متمرکز به وقوع بپیوندد. مثلاً برخورد با تیر برق. (2) تغییر شکل هایی که به تدریج صورت بگیرد. مثلاً برخورد از پشت به کامیون در حال حرکت. (3) در تصادف هایی که مانع مورد برخورد، تغییر شکل زیادی بدهد. مثلاً برخورد جانبی به ماشین. (4) در تصادفاتی که ضربه و تغییر شکل در نواحی متعدد و پس از برخوردهای مکرر صورت پذیرد. (5) در مواردی که کیسه هوا قبلاً در یک تصادف به طور ناقص عمل کرده باشد. گفتنی است، طراحی کیسه هوا به گونه ای است که پس از یک بار عمل کردن، منبسط می شود و پس از انقباض کامل، دیگر قابل استفاده مجدد نخواهد بود.

تاکنون کیسه های هوا به ویژه انواع ترکیبی آن ها، جان بسیاری از افراد را نجات داده  و از بروز بسیاری از صدمات جلوگیری کرده اند. طبق آمار اخیر کشور آمریکا، از سال 1987 تا 2008، بیش از 25000 نفر از رانندگانی که خودروی آن ها به کیسه هوا مجهز بوده است، از مرگ حتمی نجات یافته اند. در سال 1996 نیز، تجهیز خودروها به کیسه های هوا باعث شد تا حدود 600 نفر از رانندگان در تصادفات جاده ای، از مرگ نجات یابند.

گفتنی است، در برخی موارد که خلاصه ای از آن ها در بالا گفته شد، در صورت عملکرد ناصحیح کیسه های هوا، خطرات جبران ناپذیری در انتظار راننده و سرنشینان خودرو خواهد بود. گزارش شده است که در سالهای اخیر هشت کودک که همه آن ها به صورت نامناسب در داخل خودرو نشسته بودند، جان خود را از دست دادند. این حوادث می تواند ناشی از عدم آگاهی والدین از چگونگی عملکرد کیسه های هوا باشد. ازاین رو، نمی دانند متناسب با عملکرد کیسه های هوا، کودکان زیر 12 سال خود را در کدام قسمت خودرو بنشانند. گفته شده است که افراد کوتاه قد تا حد امکان با فاصله بیش تری پشت فرمان بنشینند تا هنگام باز شدن کیسه هوا دچار خفگی نشوند. هم چنین توصیه شده است که افراد سال خورده و خانم های باردار نیز تا حد امکان باید از صندلی عقب استفاده کنند؛ زیرا تحمل آنان در برابر ضربه های وارده از سوی کیسه هوا کم است و این ضربات ممکن است برای آنان خطرناک باشد.