عملکرد ایربگ (SRS Airbag): فناوری حفظ ایمنی در خودروهای مدرن
ایربگ یا SRS Airbag یکی از مهمترین تجهیزات ایمنی در خودروهای امروزی است که در کاهش صدمات ناشی از تصادفات نقش بسیار حیاتی ایفا میکند. این سیستم به گونهای طراحی شده که در لحظات اولیه برخورد، ضمن باز شدن سریع، از آسیبهای شدید سرنشینان جلوگیری کند. در این مقاله به طور جامع عملکرد ایربگ، انواع آن، ساختار فنی، مکانیزم عمل و نکات مهم مربوط به نگهداری و تعمیر آن میپردازیم.
1. مقدمهای بر سیستم ایمنی ایربگ
ایربگ یا کیسه هوا، بخشی از سیستم SRS (Supplemental Restraint System) است که به معنای «سیستم ایمنی تقویتی» میباشد. این سیستم مکمل کمربند ایمنی است و به صورت خودکار در زمان وقوع تصادف به کار میافتد تا از برخورد سر و بدن سرنشینان با قطعات داخلی خودرو جلوگیری کند.
از سال 1970 به بعد، استفاده از ایربگ در خودروها رواج پیدا کرده و امروزه تقریباً در تمامی خودروهای سواری به عنوان استاندارد ایمنی نصب میشود. فناوری ایربگ به گونهای توسعه یافته که ضمن پاسخدهی سریع، سلامت و ایمنی سرنشینان را به حداکثر برساند.
2. انواع ایربگ و کاربردهای مختلف آن
ایربگها در انواع و مدلهای مختلفی طراحی و ساخته میشوند که هر یک برای محافظت از نقاط خاص بدن سرنشینان در شرایط مختلف تصادف کاربرد دارند:
- ایربگ جلو: برای راننده و سرنشین جلو جهت محافظت سر و قفسه سینه.
- ایربگ جانبی (Side Airbag): جهت محافظت از تنه و لگن در برخوردهای جانبی.
- ایربگ پردهای (Curtain Airbag): نصب شده در کنار سقف که از ضربه به سر در تصادفهای کناری و واژگونی جلوگیری میکند.
- ایربگ زانو (Knee Airbag): محافظت از زانوها در تصادفات جلو.
- ایربگ صندلی عقب: در برخی خودروها برای محافظت سرنشینان عقب تعبیه شده است.
3. ساختار و اجزاء اصلی سیستم ایربگ
3.1. کیسه هوا (Airbag Cushion)
کیسه هوا معمولا از پارچه نایلونی بسیار مقاوم و سبک ساخته شده است که بعد از پر شدن با گاز متورم، مانع برخورد مستقیم سر و جسم سرنشین با قطعات خودرو میشود. این پارچه باید همزمان مقاوم در برابر پاره شدن و خاصیت ارتجاعی لازم را داشته باشد.
3.2. سنسورها (Sensors)
سنسورهای شتاب و فشار تصادف، از مهمترین بخشهای تشخیص وقوع حادثه هستند. این سنسورها در چندین محل خودرو نصب شده و با اندازهگیری تغییرات ناگهانی سرعت یا شتاب، وقوع تصادف را شناسایی میکنند.
3.3. واحد کنترل ایربگ (Airbag Control Unit - ACU)
یک مدار الکترونیکی هوشمند است که اطلاعات سنسورها را پردازش کرده و در صورت تایید برخورد، فرمان باز شدن کیسه هوا را صادر میکند. این واحد باید واکنش در حد میلیثانیه داشته باشد.
3.4. سامانه تولید گاز (Inflator)
وظیفه تأمین گاز لازم برای پرکردن کیسه هوا را بر عهده دارد. مواد شیمیایی مخصوصی مانند نیتروژن یا گاز آرگون در لحظهای بسیار کوتاه سوخته یا آزاد شده و باعث تورم سریع کیسه میشوند.
4. فرآیند عملکرد ایربگ در تصادف
عملکرد ایربگ یک فرآیند حساس و دقیق است که در کمتر از چند میلیثانیه اتفاق میافتد:
- تشخیص تصادف: سنسورها تغییرات شتاب خودرو را به ACU گزارش میدهند.
- ارزیابی حادثه: واحد کنترل شرایط ایجاد شده را بررسی و تایید وقوع تصادف به شدت کافی را انجام میدهد.
- فعالسازی Inflator: ACU کنتاکت برق را به سامانه تولید گاز ارسال میکند.
- تولید گاز و تورم کیسه: مواد داخل Inflator به سرعت واکنش داده و گاز تولید میکند که باعث تورم سریع کیسه هوا میشود.
- باز شدن کیسه و جذب انرژی ضربه: کیسه در مسیر بین بدن سرنشین و قطعات سخت خودرو قرار میگیرد و انرژی برخورد را جذب میکند.
- خالی شدن کیسه: پس از چند ثانیه کیسه شروع به خالی شدن میکند تا مانع ایجاد اختلال در تنفس و حرکت سرنشین نشود.
در مجموع، کل این فرآیند کمتر از 50 میلیثانیه انجام میشود که سرعت بسیار بالایی محسوب میشود.
5. جزئیات فنی عملکرد ایربگ
5.1. سنسورهای شتاب (Accelerometer)
یکی از رایجترین نوع سنسورها است که تغییرات ناگهانی شتاب خودرو را تشخیص میدهد. این سنسورها معمولا به صورت MEMS (سیستمهای میکروالکترومکانیکی) ساخته میشوند و میتوانند سرعتها و شتابهای بسیار کوچک و بزرگ را با دقت میلیثانیهای ثبت کنند.
5.2. Inflator با فناوری زراتک (Zeratek) یا گاز جامد
در این نوع Inflator از مواد شیمیایی جامد مانند «سدیم آزید» برای تولید سریع نیتروژن استفاده میشود. واکنش شیمیایی سدیم آزید به سرعت گاز تولید میکند، ولی به دلیل خطرات زیستمحیطی، اخیراً فیلترهای تصفیه به سیستم اضافه شدهاند.
5.3. کنترل الکترونیکی و الگوریتم هوشمند
ACU مجهز به مدارهای پردازش دیجیتال است که الگوریتمهای خاصی را به کار میگیرد تا از فعالسازی نادرست جلوگیری شود. همچنین دادههای چندین سنسور تحلیل شده تا بهترین تصمیمگیری انجام شود.
6. مزایا و محدودیتهای سیستم ایربگ
مزایا
- کاهش صدمات جدی سر و قفسه سینه در تصادفات شدید
- افزایش شانس زندهماندن سرنشینان در سوانح رانندگی
- افزایش ایمنی کلی خودرو و کاهش هزینههای درمانی
محدودیتها
- نیاز به سرویس و تعویض پس از فعالسازی
- ممکن است در برخی تصادفات خفیف فعال نشود
- در صورت عدم استفاده از کمربند ایمنی، ممکن است ایربگ به تنهایی کافی نباشد
7. نکات مهم نگهداری و تعمیر سیستم ایربگ
سیستم ایربگ باید به دقت نگهداری شود تا در شرایط بحرانی عملکرد درست و مطمئن داشته باشد:
- چکاپ دورهای توسط سرویسهای مجاز خودرو
- عدم باز کردن کیسه هوا توسط افراد غیرمتخصص
- اطمینان از سالم بودن چراغ هشدار ایربگ در صفحه کیلومتر
- تعویض و تنظیم پس از فعالسازی ایربگ در تصادف
- توجه به توصیههای تولیدکننده درباره عمر مفید قطعات سنسور و کنترلکننده
8. تاثیر توسعههای فناوری بر ایربگهای آینده
با رشد علم الکترونیک و فناوریهای جدید در خودرو، سیستمهای ایربگ نیز پیشرفتهای چشمگیری داشتهاند. امروزه برخی خودروها به ایربگهای هوشمند مجهز شدهاند که بر اساس وزن، موقعیت و سن سرنشین، میزان تورم کیسه هوا تنظیم میشود. همچنین ایربگهای چند مرحلهای و ایربگهای بیرونی برای محافظت خودرو در تصادفات شدیدتر در حال توسعه هستند.
جمعبندی
سیستم ایربگ (SRS Airbag) یکی از مهمترین فناوریهای ایمنی در خودروست که با تجهیز خودرو به سنسورهای حساس، واحدهای کنترل هوشمند و سیستمهای تقویتکننده تورم کیسه هوا، نقش کلیدی در کاهش شدت آسیبهای ناشی از حوادث رانندگی ایفا میکند. فهم عمیق ساختار و عملکرد این سیستم به کاربران و تعمیرکاران کمک میکند تا از ایمنی خودرو حداکثر بهره را ببرند و از بروز خطرات احتمالی جلوگیری نمایند.