درود بر همراهان پارس تیونینگ


مهندس بابک وفایی: احتمالاً تا به حال در مقاله های مختلف با عبارت های «کمربند پیشکشنده» و «کمربند با محدودکننده نیرو» برخورد کرده اید. این دو سیستم در حقیقت به عنوان سیستم های ایمنی کمکی در کنار کمربند ایمنی وظیفه حفاظت از جان راننده و سرنشین را بر عهده دارند. این دو سیستم در چند سال اخیر به طور گسترده از سوی خودروسازان مختلف مورد استفاده قرار گرفتهاند و توانستهاند به خوبی وظیفه خود در افزایش ایمنی خودروها را بازی کنند. این هفته قصد داریم تأثیر این دو سیستم را در زمان وقوع تصادف ارزیابی کنیم. بررسی ساختار عملکردی این دو سیستم نیاز به فضای بیشتری دارد و به همین دلیل در شمارههای آینده مورد بررسی قرار خواهد گرفت. //
هر چند این روزها وجود کمربند ایمنی در خودروها امری عادی است اما این وسیله ایمنی تا چند دهه پیش چندان جدی گرفته نمیشد تا آنجا که زمانی به عنوان یک آپشن بر روی خودروها نصب میشد و جالبتر آنکه به عنوان آپشن هم استقبال از آن چندان زیاد نبود!
ایده اولیه نصب کمربند ایمنی در وسایل نقلیه به اواخر قرن نوزدهم باز میگردد هر چند در آن زمان هنوز مفهوم خودرو بسیار جوان بود. خودروهای اولیه آنقدر مشکلات ایمنی داشتند که بود و نبود کمربند ایمنی نمیتوانست درد زیادی از آنها را دوا کند. به علاوه تا چندین سال پس از تولید خودرو، مفاهیم ایمنی در خودروها رایج نبود و آنچه اهمیت داشت سرعت و قدرت و در نهایت قیمت خودرو بود و با این دیدگاه نمیتوان انتظار داشت در آن زمان کمربند ایمنی را در خودروها ببینیم. نخستین نشانهها از نصب کمربند ایمنی در خودروها، به سال 1949 باز میگردد و شرکت آمریکایی ناش این وسیله را به عنوان یک آپشن بر روی خودروهایش نصب کرد. به دنبال آن فورد نیز در 1955 کمربند ایمنی را بر روی خودروهای خود نصب کرد و در همین سال بود که ولوو نصب آن را به صورت استاندارد در آورد.
کمربندهای ایمنی اولیه دو نقطهای بودند و مدتی طول کشید تا کمربندهای سه نقطهای رایج شد ضمن آنکه کمربندهای اولیه برخلاف سیستمهای امروزی ثابت بودند به این معنی که با بستن آنها آزادی عمل از راننده گرفته میشود اما به مرور سیستمهای جمعکننده کمربند ایمنی نیز معرفی شد.
اساس کار کمربند ایمنی بر محدود کردن حرکت بدن راننده و سرنشین در لحظه وقوع تصادف استوار است. در زمان وقوع تصادف، بدن سرنشینان به دلیل اینرسی، تمایل دارد همچنان رو به جلو حرکت کند در حالی که خودرو به دلیل برخورد به مانع به صورت لحظهای متوقف شده است مجموع این عوامل باعث میشود بدن سرنشینان در زمان تصادف رو به جلو حرکت کند که حاصل آن برای راننده و سرنشین کناری برخورد سر به داشبورد، شیشه و فرمان است که میتواند کشنده باشد.
کمربندهای رایج در خودروها به گونهای طراحی شدهاند که با اعمال کشش ناگهانی، از طریق یک زبانه که در بخش پایینی آنها نصب شده است قفل میشوند و به این ترتیب مانع از حرکت بدن راننده و سرنشینان به جلو میشود.
این سیستم هر چند سالها کارآیی مطلوب خود را در تصادفات نشان داده اما مشکلاتی نیز دارد که میتواند آسیبرسان باشد چرا که شدت ضربه حاصل از توقف کمربند در تصادفات شدید، فشار بالایی به بدن افراد به ویژه در ناحیه کتف، قفسه سینه و حتی گردن وارد میکند. البته در نظر داشته باشید بستن کمربند با وجود این مشکلات قطعاً بسیار مفیدتر از نبستن کمربند است اما خودروسازان در پی راه حلی بودند که بتواند مشکلات کمربندهای ایمنی رایج را بر طرف کند.

کمربند ایمنی پیشکشنده
کمربند پیشکشنده یاPretensioner همانگونه که از نام آن پیدا است، وظیفه دارد پیش از کشش اصلی کمربند، کششی را به بدن راننده وارد کند. بدن راننده و سرنشینان حتی با وجود بستن کمربند، همواره اندکی با صندلیها فاصله دارد و به طور طبیعی هیچ فردی خود را در حالی که به صندلی فشرده شده است بر روی صندلی قرار نمیدهد! همین فاصله آزاد باعث میشود در لحظه وقوع تصادف و قفل شدن کمربند پس از آن، بدن فرد تحرک زیادی داشته باشد و این مسئله میتواند فشار وارد به بدن را افزایش دهد.
کمربندهای پیشکشنده، درست در لحظه وقوع تصادف، کششی را بر روی تسمه کمربند ایجاد میکنند که باعث میشود فرد کاملاً به صندلی بچسبد و بدن او آزادی حرکت نداشته باشد.
این سیستم بلافاصله پس از ایجاد این کشش آزاد شده و اجازه میدهد کمربند کار عادی خود را انجام دهد و به این ترتیب به دلیل آزادی حرکتی کمتر در لحظه وقوع تصادف، بدن فرد با شدت کمتری به کمربند قفل شده فشار وارد میکند و حرکت به سمت ایربگهای خودرو کنترل شدهتر خواهد بود و از این طریق ایربگ هم میتواند حفاظت بیشتری از راننده به عمل آورد.
سیستم کمربند پیشکشنده در خودروهای مدرن وقوع تصادف را از طریق سنسورهای نصب شده در خودرو تشخیص میدهد و به این ترتیب میتواند در کسری از ثانیه، وارد عمل شده و راننده و سرنشین را به صورت کنترل شده به سمت ایربگ هدایت کند.
در نظر داشته باشید تمام این وقایع (فعال شدن سیستم، غیر فعال شدن سیستم، قفل شدن کمربند و باز شدن ایربگها) در چند میلی ثانیه انجام میشود. به این ترتیب وقتی بدن راننده در لحظه وقوع تصادف رو به عقب کشیده میشود، بخشی از انرژی جنبشی بدن راننده که قرار بود باعث حرکت رو به جلوی بدن شود، مستهلک شده و بدن فرد با انرژی کمتری رو به جلو حرکت میکند.
در بعضی از انواع خودروها، سیستم کمربند پیشکشنده، به عنوان بخشی از سیستم جلوگیری از تصادف عمل میکند به این معنی که سیستم از طریق رادار یا سنسورهایی در جلوی خودرو، فاصله با خودروی جلویی را تشخیص میدهد و در صورت تشخیص نزدیک شدن به خودروی جلویی با سرعت زیاد، علاوه بر ترمزگیری، کمربند را نیز سفت میکنند بدون آنکه تصادفی رخ داده باشد.

کمربند ایمنی محدودکننده نیرو
با وجود کمربند ایمنی مجهز به پیشکشنده، در ابتدا بدن راننده به سمت صندلی کشیده میشود و بلافاصله این نیرو از بدن فرد برداشته شده و بدن فرد به سمت جلو حرکت میکند. در این مرحله کمربند قفل شده و بدن راننده را از حرکت بیشتر به جلو باز میدارد. این سیستم هر چند میتواند بخشی از انرژی جنبشی را مستهلک کند اما هنوز هم انرژی جنبشی بدن راننده در حدی است که قفل شدن کمربند میتواند باعث فشار به بدن شود.
این مسئله شاید برای افرادی با بدن قوی در نهایت تنها منجر به یک کوفتگی خفیف شود اما برای نوجوانان و افراد با سن بالا میتواند آسیبرسان باشد. به همین دلیل در ادامه ارتقاء سیستم کمربند ایمنی، سیستم محدودکننده نیرو یا به عبارت صحیحتر محدود کننده بار (Load Limiter) بر روی خودروها نصب شد.
در این سیستم کمربند ایمنی به صورت لحظهای قفل نمیشود بلکه براساس میزان فشاری که به کمربند وارد میشود، تسمه کمربند میتواند پیش از رسیدن به انتهای طول خود اندکی حرکت کنترل شده داشته باشد. البته این حرکت آزادانه نیست چرا که در این صورت بدن ضربه به بدن راننده در زمان قفل شدن بیشتر خواهد شد.
در این سیستم، پس از تشخیص وقوع تصادف، سیستم محدودکننده نیرو که در قرقره کمربند نصب شده است فعال میشود و در مقابل حرکت کمربند مقاومت میکند.
این مقاومت در حدی نیست که مانع از حرکت کمربند شود اما در عین حال آنقدر هم کم نیست که کمربند بتواند آزادانه به جلو برود. به این ترتیب این سیستم میتواند بخشی از نیرو را مستهلک کند و در عین حال حرکت کنترلشدهای را ایجاد میکند که در نهایت بدن و سر فرد را به سمت ایربگ هدایت میکند در حالی که در شرایط عادی به دلیل آنکه کمربند ایمنی قفل میشود، علاوه بر ایجاد فشار بر بدن فرد، حتی احتمال دارد سر او تا ایربگ باز شده هم نرسد و این به معنی آن است که ایربگ هیچ نقشی در حفاظت بازی نکرده است و بدن به ناچار تمام فشار را متحمل شده است.


منبع