با مکانیزم عملکرد کمربند ایمنی آشنا شوید!

به گزارش پایگاه خبری جوان خودرو؛

آیا می‌دانید هنگامی‌که با اتومبیل تصادف می‌کنید، احتمال مرگ شما از ۱ در ۸۴ وجود دارد؟ با استناد به گزارش ادارهٔ ملی ایمنی بزرگراه‌های آمریکا (NHTSA) استفاده از کمربند ایمنی احتمال مرگ‌ومیر سرنشینان جلو خودرو را به ۵۰ درصد کاهش می‌‌دهد. باتوجه‌به این آمار همیشه سعی کنید به هنگام رانندگی و یا سوارشدن وسیله نقلیه از کمربند ایمنی استفاده کنید.

کمربند ایمنی ماشین قطعه ای از ماشین است که شما می توانید به وسیله آن در هنگام تصادفات شدید و یا در زمانی که ماشین شما به شدت ترمز می کند در امان باشید.

در سال ها ابتدایی ساخت خودرو در کشور آلمان تعدادی از ماشین هایی که دارای موتور های بنزینی بودند می توانستند تا سرعت 60 کیلومتر در ساعت هم حرکت کنند که برای آن زمان واقعا دست آورد بزرگی بود که در آینده بسیار نزدیک از آن زمان شما می توانستید سرعت های بالاتری را هم تجربه کنید . در هر صورت تصادفات بسیار زیادی رخ داد .

عده ای در ماشین با ضرباتی که قطعات داخلی در کابین به سر و صورتشان برخورد می کرد مجروح می شدند و در مواردی کشته می شدند این مورد باعث شد تا طراحان زیادی برای این موضوع به فکر فرو بروند که در نهایت یک مهندس مکانیک اتریشی این مورد را رفع کرد و کمربند ایمنی را طراحی و تولید کرد و به بنز فروخت . بعد از آن کمپانی های دیگر نیز از این امکان استفاده کردند.

ایده اولیه کمربند ایمنی بسیار ساده است: این خودرو شما را از بیرون پرت شدن از طریق شیشه جلو و یا برخورد به داشبورد خودرو در هنگام توقف ناگهانی نجات می دهد. اما چرا در وهله اول این اتفاق می افتد؟ به طور خلاصه، به دلیل اینرسی.

اینرسی تمایل یک جسم به حرکت است تا زمانی که چیز دیگری بر خلاف این حرکت عمل کند. به عبارت دیگر، اینرسی مقاومت هر جسم در برابر تغییر سرعت و جهت حرکت است. همه چیز به طور طبیعی می خواهد ادامه پیدا کند.

کمربند ایمنی چگونه کار می کند ؟

در یک سیستم کمربند معمولی، قلاب کمربند به مکانیزم جمع کننده وصل می شود. عنصر مرکزی در جمع کننده یک قرقره است که به یک سر تسمه کمربند متصل شده است. در داخل کشنده، یک فنر نیروی چرخشی یا گشتاور را به قرقره وارد می کند. این کار باعث چرخاندن قرقره می شود تا قلاب کمربند و کمربند به آرامی همیشه در حال بسته باشد.

هنگامی که قلاب کمربند را بیرون می آورید، قرقره در جهت عقربه های ساعت می چرخد، که فنر متصل شده را در همان جهت می چرخاند. به طور موثر، قرقره دوار برای بازکردن فنر عمل می کند. فنر می خواهد به حالت جمع شدن خود بازگردد، بنابراین در برابر این حرکت پیچشی مقاومت می کند. اگر تسمه کمربند را رها کنید، فنر سفت می شود و حالا سعی کنید به آرامی کمربند را در جهت فشردن شما به صندلی حرکت دهید تا شل بودن احتمالی گرفته شود.

جمع کننده دارای یک مکانیزم قفل شدن است که از چرخاندن قرقره در هنگام برخورد خودرو با یکدیگر جلوگیری می کند. امروزه از دو نوع سیستم قفل استفاده می شود:

1. سیستم هایی که توسط حرکت خودرو ایجاد می شوند
2. سیستم هایی که توسط حرکت کمربند ایجاد می شوند

اولین نوع سیستم هنگامی که خودرو سرعت خود را به سرعت کاهش می دهد (به عنوان مثال هنگامی که به چیزی برخورد می کند) قرقره را قفل می کند.

عنصر اصلی عملکرد در این مکانیزم یک پاندول وزنی است. وقتی خودرو به طور ناگهانی متوقف می شود، اینرسی باعث می شود که پاندول به جلو حرکت کند. پنجه ای در انتهای دیگر پاندول، یک دنده چنگال شکل دنده خورشیدی را به قرقره متصل است، می گیرد. با گرفتن چنگال روی یکی از دندانه ها، چرخ دنده نمی تواند خلاف جهت عقربه های ساعت بچرخد و همچنین قرقره متصل نیز نمی تواند بچرخد.

هنگامی که تسمه کمربند مجدداً پس از تصادف شل می شود، چرخ دنده در جهت عقربه های ساعت می چرخد و پنجه باز می شود.

نوع دوم سیستم هنگامی که چیزی تار کمربند را تکان می دهد، قرقره را قفل می کند. نیروی فعال کننده در بیشتر طرحها سرعت چرخاندن قرقره است.

عنصر اصلی عملکرد در این طرح یک کلاچ گریز از مرکز است؛ یک اهرم محوری وزنی که روی قرقره چرخان نصب شده است. وقتی قرقره به آهستگی می چرخد، اهرم به هیچ وجه نمی چرخد. یک فنر آن را در موقعیت خود نگه می دارد.

اما وقتی چیزی تسمه کمربند را می کشد، قرقره را سریعتر می چرخاند، نیروی گریز از مرکز انتهای وزنه دار اهرم را به سمت بیرون می راند.

اهرم باز شده یک قطعه بادامک را که روی محفظه جمع کننده نصب شده است، هل می دهد. بادامک با یک پین کشویی به یک پنجه محوری متصل می شود. هنگامی که بادامک به سمت چپ حرکت می کند، پین در امتداد شیار در پنجه حرکت می کند. با این کار، پنجه را به داخل چرخ دنده چرخان متصل به قرقره می کشانید.

پنجه در دندان های چرخ دنده قفل می شود و از چرخش خلاف جهت عقربه های ساعت جلوگیری می کند.

در برخی از سیستم های کمربند ایمنی جدیدتر، یک پیش کشنده نیز برای محکم کردن تسمه کمربند کار می کند. در قسمت بعدی نحوه عملکرد این دستگاه ها را خواهیم دید.

ایده پیش کشنده این است که در صورت تصادف هرگونه شل شدن در تسمه کمربند را محکم کند. در حالی که مکانیسم قفل معمولی در یک جمع کننده باعث می شود که کمربند بیشتر از این کش پیدا نکند، پیش کشنده در واقع کمربند را به داخل محفظه بر می گرداند. این نیرو به مسافر کمک می کند تا در هنگام تصادف، در صندلی خود حرکت نکند. معمولاً کمربند های مجهز به پیش کشنده با مکانیسم های قفل معمولی کار می کنند، نه به جای آنها.

تعدادی از سیستم های پیش کشنده مختلف در بازار وجود دارد. برخی از پیش کشنده ها کل مکانیسم جمع کننده را به عقب می کشند و برخی دیگر خود قرقره را می چرخانند. به طور کلی، پیش فشارها به همان کامپیوتر کیسه هوا(ایربگ) متصل می شوند که کیسه های هوای خودرو را فعال می کند.

سنسورهای حرکتی مکانیکی یا الکترونیکی به کاهش ناگهانی سرعت یا ضربه واکنش نشان می دهند، این واکنش بوسیله سیگنال به کامپیوتر کیسه هوا(ایربگ) ارسال می شود. هنگامی که ضربه ای تشخیص داده می شود، کامپیوتر کیسه هوا(ایربگ) با اختلاف چندین ده هزارم ثانیه، پیش کشنده ها و سپس کیسه های هوا را فعال می کند.

برخی از پیش کشنده ها در اطراف موتورهای برقی یا شیر برقی ساخته شده اند، اما امروزه در متداول ترین طرح ها از مواد پیروتکنیکی(انفجاری) برای کشیدن تسمه کمربند استفاده شده است. نمودار زیر یک مدل نماینده را نشان می دهد.

عنصر اصلی در این پیش کشنده یک محفظه گاز قابل احتراق است. داخل محفظه، یک محفظه کوچکتر با مواد احتراق کننده قابل انفجار وجود دارد. این محفظه کوچکتر مجهز به دو الکترود است که به پردازنده مرکزی متصل می شوند.

هنگامی که پردازنده برخورد را تشخیص می دهد، بلافاصله یک جریان الکتریکی را روی الکترودها اعمال می کند. جرقه الکترودها مواد جرقه زن را مشتعل می کند که برای احتراق گاز در محفظه احتراق می کند. گاز سوزان فشار زیادی را به خارج ایجاد می کند. فشار بر روی پیستونی که در محفظه قرار دارد فشار می آورد و آن را با سرعت بالا به سمت بالا هدایت می کند.

یک چرخ دنده به یک طرف پیستون بسته می شود. هنگامی که پیستون بالا می رود، چرخ دنده یک دنده متصل به مکانیزم قرقره جمع کننده را درگیر می کند. قفسه سرعت گیر قرقره را به شدت می چرخاند و هرگونه تسمه کمربند سست را می بندد.

در طول این سالها ثابت شده است که کمربند ایمنی مهمترین وسیله ایمنی در اتومبیلها و کامیونها است. با این حال، آنها به هیچ وجه خطاناپذیر نیستند و مهندسان ایمنی خودرو در بهبود طراحی امروز فضای زیادی برای پیشرفت می بینند. در آینده ، خودروها مجهز به کمربندهای بهتر، کیسه های هوای بهتر و به احتمال زیاد، فناوری ایمنی کاملاً جدید خواهند بود.