کیسه هوا (ایربگ)

سیستم کیسه‌ی هوا خودرو

در اینجا شما می توانید اطلاعات مفیدی و نکات مهم مربوط به سیستم کیسه هوا در وسایل نقلیه را پیدا کنید.

۱- سیستم کیسه هوا SRS:  اصول اساسی

در این بخش به سیستم کیسه هوا خواهیم پرداخت. چگونگی استقرار کیسه‌های هوا و نحوه انجام اقدامات، هنگام عیب‌یابی را توضیح خواهیم داد. در سال‌های اخیر و از زمان معرفی سیستم‌های کیسه هوا، پیشرفت‌های سریع در فناوری کیسه هوا دیده شده است. به این ترتیب ما در این مقاله، فقط مؤلفه‌ها و فرایندها را به طور کلی توصیف خواهیم کرد.

اگر می‌خواهید اطلاعات دقیق‌تری در مورد سیستم‌های نصب‌شده در وسایل نقلیه داشته باشید، با طراحان و صاحب‌نظران در این زمینه مشورت کنید. همچنین تعمیر و نگهداری و تشخیص عیوب باید تنها توسط متخصصان آموزش دیده اجرا شود.

اطمینان حاصل کنید که تمام اصول و دستورالعمل‌های قانونی به هنگام انجام این کار پیروی می‌شوند. ایده‌ی اولیه برای سیستم ایربگ و کیسه‌ی هوا می‌تواند به دهه ۱۹۶۰ برگردد. در آن زمان، یک مانع بزرگ ، باد کردن کیسه‌ی هوا بود. تلاش‌هایی برای حل این مشکل با استفاده از هوای فشرده انجام شد، اما این راه‌حل نیز ناموفق بود. اولین موفقیت‌ها در آغاز دهه ۱۹۷۰ با استفاده از پیشرانه پیروتکنیک، برای باد کردن کیسه‌ی هوا  ثبت شده است.

اولین سیستم‌های کیسه هوا در اواسط دهه ۱۹۷۰ و در آغاز دهه ۱۹۸۰ در وسایل نقلیه نصب شد. در اواخر دهه ۱۹۸۰ شاهد معرفی کیسه هوای سرنشین جلو بودیم و این به تدریج با انواع دیگر مانند کیسه هوا و کیسه‌های هوای جانبی همراه بود. امروزه سیستم‌های کیسه هوا به طور استاندارد درتمامی وسایل نقلیه، ارائه می‌گردد.

کیسه هوا

۲- عملکرد کیسه‌ی هوا: مولفه‌ها

واحد کنترل کیسه هوا:

واحد کنترل، قلب سیستم کیسه هوا می‌باشد و به صورت متمرکز روی وسایل نقلیه نصب می‌گردد که عموماً می‌تواند در ناحیه داشبورد، در تونل مرکزی خودرو یافت شود و عملکرد آن شامل موارد زیر می‌شود:

  • تشخیص سوانح و تصادفات.
  • تشخیص به موقع سیگنال‌های ارسالی توسط حسگرها.
  • استفاده از مدارهای لازم برای شلیک و خروج به موقع کیسه هوا.
  • تامین برق مدارهای شلیک و خروج کیسه هوا با استفاده از خازن، به صورت مستقل از باتری خودرو.
  • اجرای تشخیص خودآزمایی در کل سیستم.
  • ذخیره‌سازی خطاها در حافظه خطا.
  • فعال کردن چراغ نمایشگر کیسه هوا، در صورت عدم موفقیت سیستم.
  • اتصال به سایر واحدهای کنترل از طریق CAN bus.

یونیت ایربگ

اطلاعات به دست آمده از طیف وسیعی از آزمایش‌های خرابی در واحدهای کنترل مدرن ذخیره می‌شوند. این اطلاعات باعث می‌شود که یک تصادف، طبق “شدت تصادف” طبقه‌بندی گردد. در این زمینه تمایزی میان موارد زیر صورت می‌گیرد:

  • شدت تصادف ۰ = تصادف جزئی؛ هیچ کیسه‌ی هوایی فعال نشده.
  • شدت تصادف ۱ = تصادف متوسط؛ کیسه‌های هوا ممکن است در مرحله اول مستقر شوند.
  • شدت تصادف ۲ = تصادف جدی؛ کیسه‌های هوا در مرحله اول به کار می‌روند.
  • شدت تصادف ۳ = تصادف بسیار جدی؛ کیسه ‌های هوا در مراحل اول و دوم به کار می‌روند.

در کنار شدت تصادف و برخوردهای صورت گرفته، واحد کنترل، اطلاعاتی مربوط به جهت حادثه (اعمال نیرو)، به عنوان مثال ۰ درجه یا ۳۰ درجه و نوع حادثه، به منظور تعیین استراتژی استقرار در نظر می‌گیرد. علاوه بر این، این مسئله را در نظر می‌گیرد که آیا سرنشینان کمربند ایمنی خود را بسته‌اند یا خیر.

سنسورهای تصادف:

بسته به سیستم کیسه هوا و تعداد کیسه‌های هوا نصب شده، سنسورهای تصادف، به طور مستقیم در واحد کنترل یا به صورت ماهواره‌ای در قسمت جلوی خودرو یا در کنار خودرو نصب می‌شوند.

سنسور تصادف

حسگرهای جلو همیشه به صورت تکراری ارائه می‌شوند. این سنسورها معمولاً مطابق با سیستم فنری عمل می‌کنند. با استفاده از این سیستم، حسگر، یک غلتک وزن‌دار است که با وزن‌های استاندارد شده پر شده است. یک مفصل فنری برنزی در اطراف غلتک وزن‌دار قرار می‌گیرد و انتهای آن به غلتک وزن‌دار شده و محفظه سنسور متصل می‌شود. در نتیجه، غلتک وزنه‌دار تنها در صورت حرکت نیرو از جهت معینی، می‌تواند حرکت کند. اگر نیرویی اعمال شود، غلتک وزن‌دار برابر نیروی فنر برنزی قرار می‌گیرد و مدار را به واحد کنترل می‌بندد. حسگر همچنین دارای مقاومت امپدانس بالا به منظور اجرای تشخیص خودکار می‌باشد.

یکی دیگر از گزینه‌های توسعه و گسترش سنسورهای حرکتی، استفاده از جرم سیلیکونی می‌باشد. در صورت اعمال نیرو، جرم سیلیکون در سنسور حرکت می‌کند. با توجه به نحوه تعلیق جرم در سنسور، این امر باعث تغییر ظرفیت خازنی الکتریکی می‌شود که به عنوان اطلاعات، برای واحد کنترل عمل می‌کند. به لطف سرعتی که در آن می‌توانند اطلاعات را ضبط کنند، از این سنسورها برای تهیه اطلاعات در سریع‌ترین زمان ممکن در صورت بروز ضربات جانبی به واحد کنترل استفاده می‌شود.

سنسورهای فشار نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند. آن‌ها در درها نصب می‌شوند و به تغییرات فشار داخل درها در صورت وقوع حادثه پاسخ می‌دهند. هنگام کار بر روی وسایل نقلیه که از این سنسورهای فشار استفاده می‌کنند، ضروری است که ورقه‌ها و فویل‌های آب‌بندی درب پس از برداشتن آنها، مجددا بررسی گردد. اگر ورقه‌ها و فویل‌های درزگیر درب، به طور نادرستی نصب شده باشند و این امر منجر به افت فشار در طول یک سانحه شود، عملکرد حسگرهای فشار ممکن است مختل شوند.

هنگام نصب سنسورهای تصادف، همیشه مسیر نصب را رعایت کنید که توسط پیکان (فلش)، روی سنسور مشخص شده است. آستانه استقرار شتاب، به طور تقریبی ۳ الی ۵ گرم می‌باشد. به دلایل شرایط ایمنی، برای جلوگیری از بازشدن ناگهانی کیسه هوا، دو سنسور که به طور مستقل از یکدیگر کار می‌کنند، می‌بایست اطلاعات را برای استقرار کیسه هوا (ها) ارسال کنند. همچنین، از سنسور Safing به عنوان حسگر ایمنی استفاده می شود.

سنسور ایمنی Safing:

سنسور Safing، وظیفه جلوگیری از فعال شدن ناگهانی کیسه‌های هوا را به طور ناخواسته انجام می‌دهد. این شبکه با سنسورهای جلو متصل شده است. سنسور Safing در واحد کنترل کیسه هوا قرار گرفته است. این سنسور، در یک لوله پر از رزین و یک آهنربای حلقه‌ای جای گرفته است. سطح اتصال در لوله ای پر از رزین قرار دارد که روی آن آهنربای حلقه‌ای قرار می‌گیرد. آهنربا توسط فنر، در انتهای محفظه نگهداری می‌شود. در صورت اعمال نیرو، آهنربا بر روی لوله پر از رزین در برابر نیروی فنر می‌چرخد و تماس لوله را می‌بندد. این امر تماس برای شلیک و خارج شدن کیسه‌های هوا بسته می‌کند.

سنسور ایمنی ایربگ

۳- طراحی کیسه هوا:

کیسه هوای فرمان، شامل یک کیسه‌ای با حجم تقریبی ۶۷ لیتر است. نگهدارنده کیسه هوا، ژنراتور، پایه ژنراتور و پوشش کیسه هوا (پوشش فرمان) از اجزای آن می باشند. در صورت بروز سانحه، واحد کنترل، ژنراتور را روشن می‌کند. در این فرآیند، جریان تحریک‌کننده، یک سیم نازک را گرم می‌کند که گلوله آتش را برای شلیک و خروج کیسه هوا آماده می سازد.

همانطور که این فرآیند ادامه دارد، هیچ انفجاری دیگری رخ نخواهد داد. به جای آن، پیشرانه سوزانده می‌شود. این پیشرانه از سدیم آزید ساخته شده است. گاز تولید شده در هنگام سوختن پیشرانه با اکسید کننده (ماده‌ای که اکسیژن را آزاد می‌کند، مانند اکسید مس یا اکسید آهن) منبسط شده و واکنش نشان می‌دهد تا تقریباً ازت خالص تشکیل‌دهنده کیسه هوا را تشکیل دهند. به دلیل سمیت آزید سدیم، از دیگر سوخت‌های جامد عاری از آزید، نیز به عنوان پیشرانه استفاده می‌شود. این واکنش‌ها نه تنها در هنگام واکنش، نیتروژن تشکیل می‌دهند بلکه دی‌اکسید کربن (تقریباً ۲۰٪) و بخار آب (تقریباً ۲۵٪) را نیز آزاد می‌کنند. پیشرانه معمولاً به صورت قرصی بسته‌بندی شده از هوای محکم در محفظه احتراق تهیه می‌شود.

پشت ایربگ راننده ایربگ راننده

 

این سوخت به اندازه ایربگ و سرعت ورودی مورد نیاز بستگی دارد. واکنش شیمیایی که در پی شلیک صورت می‌گیرد باعث ایجاد دمای ۷۰۰ درجه سانتیگراد در محفظه احتراق می‌گردد. گاز حاصل از طریق صفحه فیلتر با فشار ۱۲۰ بار جریان می‌یابد تا خنک شود تا دمای هوا در محل خروجی به کمتر از ۸۰ درجه سانتی‌گراد کاهش یابد تا از سرنشینان محافظت شود. سر و صدای تولید شده شبیه به شلیک یک گلوله است. حدود ۳۰ میلی‌ثانیه طول می‌کشد تا کیسه هوا کاملاً باد کند. سیستم‌های جدید از ژنراتورهای دو مرحله‌ای گاز استفاده می‌کنند. بسته به شدت حادثه، واحد کنترل دو گلوله شلیک را یکی پس از دیگری شلیک می‌کند. هرچه فاصله بین شلیک‌ها کوتاه‌تر باشد، کیسه هوا سریع‌تر باد می‌شود.

از ژنراتوهای ترکیبی برای کیسه هوای جانبی استفاده می‌شود. این نوع ژنراتورها علاوه بر سوزاندن گاز، از منبع گاز دومی نیز استفاده می‌کنند. یک مخزن فشار، حاوی مخلوط گاز ۹۶٪ آرگون و ۴٪ هلیوم با فشار تقریبی می‌باشد. ۲۲۰ بار مجرای فشار، توسط دیافراگم آب‌بندی می‌شود. اگر کیسه هوا منفجر شود، پیشراننده پیستونی را که سوراخ می‌کند، غشایی را حرکت می‌دهد و اجازه خروج گاز را می‌دهد. گاز تولید شده در هنگام سوختن پیشرانه، با گاز موجود در مخزن تحت فشار، مخلوط می‌شود. دمای خروجی در این حالت در حدود ۵۶ درجه سانتی‌گراد است. کیسه هوای سرنشین جلو، دارای حجمی در حدود ۱۴۰ لیتر است و کاملاً در حدود ۳۵ میلی‌متر باد می‌کند.

این فرایند برای کیسه‌های جانبی (کیسه‌های هوا قفسه سینه) مشابه است. با این حال، لازم است که ژنراتورهای گاز آتش بگیرند تا کیسه‌های هوا خیلی سریع‌تر باد شوند. در صورت برخورد جانبی با سرعتی در حدود ۵۰ کیلومتر در ساعت، ژنراتورها باید بعد از تقریباً ۷ ms آتش بگیرند و کیسه هوا باید بعد از ۲۲ ms کاملاً باد کند. کیسه‌های هوا جانبی در پنل درب یا صندلی پشتی نصب می شوند. وقتی صحبت از کیسه‌های هوای سر می‌شود، بین ساختار لوله‌های بادی و پرده‌های بادی، تمایز قائل می‌شوند. ساختار لوله بادی، اولین طراحی کیسه هوا برای سر بود. پرده بادی، در کل قسمت وسیله نقلیه در قسمت بالا امتداد دارد و در قاب سقف، بالای درب خودرو نصب شده است.

ایربگ جانبی

کیسه هوا:

کیسه هوا از پارچه‌ای بسیار با دوام پلی‌آمید ساخته شده است. ضریب اصطکاک کم، برای اطمینان از عدم گسترش آن و ایجاد تماس ملایم با پوست، می‌باشد. برای محافظت کیسه هوا و جلوگیری از چسبیدن آن، از پودر تالکوم استفاده می‌شود. هنگامی که کیسه هوا باز می‌شود، این پودر می‌تواند به عنوان ابر سفید رنگی دیده شود. در قسمت داخلی، نوارهای نگهدارنده‌ای وجود دارد که هنگام باد شدن، شکل کیسه هوا را حفظ می‌کنند. همچنین، در قسمت عقب، دهانه‌های خروجی وجود دارد که اجازه فرار گاز را می‌دهد.

کیسه هوای راننده

دو روش مختلف وجود دارد که می‌تواند کیسه‌های هوا را تا کند: تاشو استاندارد و تاشو ستاره‌ای. با تای به شکل ستاره‌ای، کیسه هوا کمتر به سمت راننده خم می‌شود و گسترش می‌یابد. این حالت در صورتی مفید است که سرنشینان در حالت صحیح خود نشسته باشند.

فنر حلزونی، ارتباط بین ستون فرمان و چرخ متحرک را برقرار می‌کند. همچنین این برنامه ارتباط بین واحد کنترل ایربگ و ژنراتور گازی را زمانی که فرمان می‌چرخد، تضمین می‌کند. هنگام حذف و نصب فنر حلزونی دقت خاصی داشته باشید. شما باید اطمینان حاصل کنید که فرمان در مرکز قرار دارد و چرخ‌ها در موقعیت مستقیم می‌باشند. همچنین سعی کنید، پمپ حلزونی را زمانی که حذف شده‌است، تغییر ندهید.

فنر حلزونی

تشخیص اشغال صندلی:

از تشخیص ظرفیت صندلی برای کنترل ایربگ و نگهداری آن به طور دقیق‌تر و جلوگیری از استقرار ایربگ به طور غیر ضروری استفاده می‌شود. راه‌های مختلفی برای بررسی این موضوع وجود دارد که آیا این صندلی اشغال شده است یا خیر. تشک‌های سنسور، متشکل از حسگرهای فشار و یک واحد ارزیابی الکترونیکی مورد استفاده قرار می‌گیرند. تشک‌های سنسور تنها می‌توانند در صندلی راننده جلویی مجتمع شوند. با این حال، پیشرفته‌ترین سیستم‌ها نیز می‌توانند در صندلی عقب درآیند. هر دو سنسورهای مادون‌قرمز و اولتراسونیک می‌توانند مورد استفاده قرار گیرند. آنها در ناحیه آینه داخلی / نمای داخلی نصب می شوند و نه تنها صندلی را اشغال می‌کنند ، بلکه نحوه نشستن سرنشین جلو را نیز کنترل می‌کنند. به این ترتیب، سیستم تشخیص می‌دهد که فرد “خارج از موقعیت” نشسته است یا خیر.

تشخیص اشغال صندلی

اطلاعات حاصل از سیستم تشخیص اشغال صندلی، بر استقرار کیسه‌های هوا و فعال شدن کمربند ایمنی و آزاد شدن آن تأثیر می‌گذارد. سیستم کیسه هوا در صورت عدم اشغال صندلی‌های شخصی، تشخیص می‌دهد و سیستم‌های مربوط به حفاظت در صورت بروز حادثه فعال نمی‌شوند.

کابل‌های کیسه هوا:

اتصالات ایربگ به صورت زرد روشن هستند تا به راحتی کابل‌ها و اتصالات ایربگ را شناسایی کنند. داخل اتصال‌دهنده، یک jumper وجود دارد که مانع از به کار افتادن ایربگ به صورت غیر عمد در صورتی که کار بر روی سیستم ایربگ انجام می‌شود، می‌گردد. به عنوان مثال، این اتفاق ممکن است در نتیجه شارژ ساکن رخ دهد.

کانکتور ایربگ

این jumper اتصالی است که وقتی تماس پلاگ قطع می‌شود دو تماس را در داخل اتصال‌دهنده (کانکتور) به هم متصل می‌کند تا هر گونه پتانسیلی را از بین ببرد.

کمربند ایمنی صندلی:

هدف از کشش کمربند ایمنی از بین بردن شل شدن کمربند ایمنی در صورت بروز تصادف است. این برآمدگی می تواند در نتیجه لباس‌های گشاد، یا موقعیت صندلی ایجاد شود. کشش کمربند ایمنی را می توان در سگک کمربند یا غلتک کمربند بوجود آورد. اگر کشنده کمربند ایمنی در سگک کمربند نصب شده باشد، به عنوان مثال یک لوله جمع‌کننده، کابل، پیستون، ژنراتور گاز و گلوله شلیک را تشکیل می‌دهد. در صورت بروز حادثه، همانند کیسه هوا، از تولید‌کننده گاز خارج می‌شود. گاز گسترش می‌یابد و پیستون را در یک لوله جمع‌کننده منتقل می‌کند. اتصال کابل، بین پیستون و سگک کمربند، سگک کمربند را به سمت پایین می‌کشد و شل شدن کمربند را از بین می‌برد. اگر درگیر کننده کمربند ایمنی در تسمه غلتک قرار داشته باشد، این شلنگ با استفاده از یک مکانیسم retractor حذف می‌گردد.

در این حالت، ژنراتور خارج می‌شود. این ژنراتور مجموعه‌ای از توپ‌ها را به حرکت در می‌آورد. توپ‌ها یک حلقه متصل به غلتک کمربند را می‌چرخانند. این چرخش، کمربند را با فاصله مشخصی جمع می‌کند. سپس توپ‌ها در یک ظرف مشخص قرار می‌گیرند تا از آسیب دیدن جلوگیری نمایند.

دتکتور کمربند ایمنی

محدود کننده نیروی کمربند:

محدود کننده‌های نیروی کمربند، ماشین‌های تطبیقی هستند که از یک ژنراتور مانند کیسه هوا استفاده می‌کنند تا بین یک سطح جابجا شوند. به لطف هماهنگی بهینه بین کشنده کمربند ایمنی و کیسه هوا، انرژی جنبشی سرنشینان در طول ضربه به آرامی از بین می‌رود و این باعث کاهش بارها می‌شود.

خاموش کردن باتری:

برای جلوگیری از خطر اتصال کوتاه و آتش‌سوزی ناشی از آن، در صورت بروز حادثه، باتری از سیستم الکتریکی وسیله نقلیه جدا می‌شود. این کار با استفاده از رله برش یا ژنراتور بنزینی انجام می‌شود. سیگنال قطع باتری توسط واحد کنترل کیسه هوا ارسال می‌شود. ژنراتور بنزینی در اینجا به روشی مشابه کشش کمربند ایمنی کار می‌کند. چنانچه عملکرد قطع باتری شروع شود، اتصال بین باتری و کابل اتصال در داخل ترمینال قطع می‌شود.

سوئیچ باتری

۴- تست و عیب‌یابی سیستم‌های ایربگ:

به عنوان یک اصل اساسی، کار روی سیستم کیسه هوا فقط باید توسط متخصصان دارای مهارت انجام شود. کلیه مقررات قانونی و خاص تولید کننده باید رعایت شود. همین مورد برای حذف هر کیسه هوا مستقر یا قدیمی نیز صدق می‌کند. توصیه می‌شود در صورت امکان به کلیه کارمندان کارگاه آموزش دهید زیرا بسیاری از وظایف که لزوماً به ایربگ و کیسه‌ی هوا مرتبط نیستند، نیازمند ایربگ و یا کمربند ایمنی هستند.

دیاگ ایربگ

همانطور که در عیب‌یابی سیستم‌های دیگر، گام اول انجام یک بازرسی دیداری است، در این فرآیند نیز، تمام اجزای قابل ‌مشاهده سیستم ایربگ را برای آسیب شناسی چک کنید و اطمینان حاصل کنید که تماس پلاگین به درستی متصل شده باشد. یک دلیل مشترک معیوب بودن یک اتصال ضعیف متصل به کمربند ایمنی و یا کیسه‌های هوای جانبی، در قسمت جلوی صندلی جلو است. وقتی صندلی‌ها به جلو حرکت می‌کنند و ارتباطات پلاگین شل می‌شود، باعث مقاومت تماس می‌گردد. فنر حلزونی می‌تواند علت عیب و نقص باشد. فنر می‌تواند خراب باشد زیرا هر بار چرخ فرمان تحت فشار قرار می‌گیرد. همیشه یک واحد تشخیصی مناسب لازم است. اگر بازرسی بینایی اتصال پلاگین معیوب را نشان داد، حافظه خطا را با استفاده از دستگاه تشخیص، روشن نمایید.

عیب یابی ایربگ

اگر معاینه بینایی هیچ نقصی را نشان نداد، با استفاده از واحد تشخیصی، خطاهای احتمالی را بخوانید. خطاهایی که در سیستم رخ داده است، عموماً توسط خودآزمایی تشخیص داده می‌شوند و در حافظه خطاها ذخیره می‌گردند. اگر عیب “سیگنال معیوب”، “سیگنال خیلی کم” یا “سیگنال خیلی زیاد” و در حافظه‌ی گسل ذخیره شده باشد، یک دلیل احتمالی ممکن است یک کابل معیوب باشد. در این حالت، می‌توان از مولتی‌متر برای بررسی اتصالات کابل بین سنسورها و واحد کنترل برای تداوم و یک اتصال کوتاه به قاب استفاده کرد. برای شناسایی سنسورها و اتصالات پلاگین و تعیین پین روی واحد کنترل، اطلاعات و نمودارهای مربوط به مدار تولید کننده خاص لازم می‌باشد. در این فرآیند، همیشه از قطع شدن باتری وسیله نقلیه اطمینان داشته باشید و سنسورها و واحد کنترل از سیم‌کشی جدا شده باشند. برای اتصال خطوط تست به کانکتورها از هیچ نوع آداپتور تست “خانگی” استفاده نکنید. آنها می‌توانند به پلاگین آسیب رسانده و باعث بروز خطای جدیدی شوند. استفاده از اتصالات ویژه که در مخاطبین پلاگین قرار می‌گیرند و از برقراری تماس صحیح اطمینان می‌کنند ، معقول‌تر می‌باشد.

دیدگاه خود را بیان کنید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.