هر آنچه باید درباره کیسه هوا خودرو بدانید

میلاد عباسی:  ایمنی ترافیک و کاهش مرگ‌ومیر در تصادفات جزو اصلی‌ترین چالش‌های حال حاضر ایران می‌باشد. بنا بر آمار رسمی، تصادفات خودرویی در رتبه دوم علل مرگ‌ومیر در کشور قرار دارند. این در حالی است که کشور ایران با بیش از ۵۰ نفر تلفات سالانه به ازای هر ۱۰۰ هزار خودرو یکی از بالاترین نرخ‌های مرگ‌ومیر جاده‌ای در سطح جهان را به خود اختصاص داده است. هرچند همواره از ترکیب “راننده”، “جاده” و “خودرو” به‌عنوان عوامل اصلی دخیل در وقوع تصادفات یاد می‌گردد، اما دراین‌بین نقش محوری “ایمنی خودرو” در پیشگیری از تلفات جاده‌ای غیر قابل انکار بوده تا جایی که شرکت خودروسازی ولوو (یکی از پیشتازان حوزه ایمنی خودروهای سواری) مرگ‌ومیر صفر در تصادفات را در آینده نزدیک (فارغ از نقش راننده و جاده) هدف‌گذاری کرده است.

به‌طورکلی سامانه‌های ایمنی خودرو به دو زیرگروه اصلی سامانه‌های ایمنی فعال و سامانه‌های ایمنی غیر فعال دسته‌بندی می‌شوند. در سامانه‌های ایمنی فعال (نظیر ترمز ضد قفل و سامانه کنترل پایداری) هدف پیشگیری از وقوع تصادف بوده و در صورت بروز تصادف این سامانه‌ها نقشی در حفاظت از جان سرنشینان نخواهند داشت. در مقابل سامانه‌های ایمنی غیرفعال صرفاً در صورت وقوع تصادف نقش حفاظت از سرنشینان را به عهده دارند که کمربند ایمنی و کیسه هوا خودرو در این دسته‌بندی گنجانده می‌شوند. از این میان کیسه‌های هوا به‌عنوان مکمل کمربندهای ایمنی در تصادفات شدید به‌صورت بالشتک‌های حائل بین سرنشینان و بدنه خودرو می‌شوند در زمره اصلی‌ترین تجهیزات ایمنی خودرو بشمار می‌روند.

در زمان تصادف، به علت توقف یا کاهش سرعت ناگهانی خودرو در حال حرکت، سرنشینان بشدت با اجزای داخلی بدنه (شیشه، داشبورد، فرمان و …) برخورد می‌نمایند که ممکن است آسیب‌های جدی و یا حتی مرگ‌ومیر را به دنبال داشته باشد. در صورت وقوع تصادف، در وهله نخست سازه بدنه خودرو در خط مقدم، نقش حفاظت از جان سرنشینان را به عهده دارد. بدنه خودرو می‌بایست تا حدی محکم باشد که از نفوذ جسم خارجی به ناحیه استقرار سرنشینان ممانعت به عمل آورد، و از سوی دیگر،‌ می‌بایست انعطاف‌پذیری لازم به‌منظور جذب حداکثری انرژی تصادف را داشته باشد. تجمیع دو خاصیت متضاد ذکر شده (انعطاف‌پذیری به‌منظور جذب حداکثری انرژی تصادف از یک سو و استحکام کافی جهت مقاومت در قبال نفوذ اجزای خارجی به محل استقرار سرنشینان از سوی دیگر) در زمره چالش‌های اصلی در طراحی و ساخت سازه بدنه خودرو قرار دارد. اساساً آسیب وارده به بدن انسان در تصادفات خودرویی ناشی از دو عامل “ضربه شوک” و “نفوذ اجسام سخت” می‌باشد که عملکرد سامانه‌های حفاظت از سرنشین (کیسه‌های هوا و کمربند ایمنی) در مهار عامل نخست مؤثر بوده و در صورت اعوجاج و تخریب کامل سازه خودرو و نفوذ بیش از حد اجزا سخت به محل استقرار سرنشینان، سامانه‌های حفاظت از سرنشینان (کمربند ایمنی و کیسه‌های هوا) عملاً کارایی چندانی نخواهند داشت.

بر اساس برآوردهای صورت گرفته نصب کیسه‌های هوا به‌طور میانگین به افزایش ۴۰ درصدی ایمنی سرنشینان در تصادفات منتهی خواهد گردید. از این رو تجهیز خودروها به کیسه هوا در بسیاری از کشورها به‌صورت صریح و با ذکر حداقل تعداد کیسه هوا (معمولاً تعداد دو کیسه هوا) و یا ضمنی و بدون اشاره مستقیم به کیسه هوا و صرفاً با تکیه بر نتایج آزمون‌های ایمنی خودرو (با توجه به اینکه کسب امتیاز قبولی در آزمون‌های استاندارد ایمنی بدون کیسه هوا عملاً امکان‌پذیر نیست) الزامی می‌باشد. در کشور ایران هم بر اساس مصوبه شورای عالی استاندارد، شرکت‌های خودروسازی داخلی از ابتدای سال ۱۳۹۰ (و البته پس از یک مرحله تمدید) می‌بایست تولیدات خود را حداقل با دو کیسه هوا به بازار عرضه نمایند.

انواع کیسه‌های هوا خودرو (ایربگ)

از ابتدای معرفی کیسه‌های هوا خودرو این سامانه‌ها دستخوش تکامل و ارتقا بسیاری شده‌اند که این روند کماکان ادامه دارد. در اکثر خودروهای سواری حداقل دو کیسه ‌هوا برای راننده و سرنشین جلو در فرمان و داشبورد تعبیه شده است. این در حالی است که در خودروهای جدیدتر تعداد بیشتری کیسه هوا در قسمت‌های مختلف بدنه خودرو قرار گرفته‌اند. در اکثر خودروهای امروزی علاوه بر کیسه‌های هوای سرنشینان جلو، کیسه‌های هوای جانبی (مستقر در درب‌های خودرو برای تصادفاتی که از طرفین اتفاق می‌افتد)،‌ کیسه‌های هوای پرده‌ای (با هدف ممانعت از برخورد سرنشینان با تکه‌ شیشه‌های شکسته شده، سقف و ستون خودرو) و کیسه هوای محافظت از زانوی راننده (قرار گرفته در قسمت تحتانی غربیلک فرمان برای راننده و زیر داشبورد برای سرنشین) نیز تعبیه شده است.

البته باید مد نظر داشت که هرچند افزایش تعداد کیسه‌های هوا از منظر استانداردهای بین‌المللی تولید خودرو اجباری نیست، اما اخذ حداکثر امتیاز ممکن از آزمون‌های رده‌بندی ایمنی خودروها (اصطلاحاً دریافت پنج ستاره ایمنی) در تست‌های تصادف عملاً بدون وجود کیسه‌های هوای جانبی،‌ پرده‌ای و … غیر ممکن می‌باشد. از این رو خودروسازان به‌منظور جا نماندن از عرصه رقابت در ارتقای حداکثری ایمنی و به‌تبع آن جذب مشتری بیشتر، ناگزیر به کاربرد گسترده سامانه‌های متعدد ایمنی و در سطحی فراتر از استانداردهای اجباری می‌باشند.

اخیراً تحقیقاتی در خصوص به‌کارگیری کیسه‌های هوا در سطح بیرونی بدنه خودروها به‌منظور حفاظت از جان عابران پیاده و راکبین دوچرخه و موتورسیکلت انجام گرفته است. علاوه بر این، کمربندهای ایمنی باد شونده و کیسه‌های هوای موتورسیکلت نیز جزو نوآوری‌های اخیر در حوزه ایمنی غیر فعال خودرو بوده که انتظار می‌رود در سال‌های پیش رو شاهد به‌کارگیری آن به ‌شکلی گسترده در انواع خودروها مختلف باشیم.

با توجه به اینکه باز شدن کیسه هوا معمولاً با یک ضربه شدید به بدن سرنشین همراه می‌باشد که آسیب‌های بدنی مانند شکستگی بینی و پارگی صورت از شایع‌ترین عوارض آن گزارش شده، تلاش شده که تا جای ممکن از فعال شدن کیسه هوا در شرایط غیرضروری و تصادفات با سرعت پایین (کمتر از ۲۵ کیلومتر در ساعت) جلوگیری به عمل آید. در اکثر خودروهای جدید از کیسه‌های هوا نوع SRS یا سامانه محدود کننده مکمل استفاده می‌شود که با تشخیص فشار وارده به سرنشین از طرف کمربند ایمنی، صرفاً در صورت شدت بالای تصادف، کیسه هوا فعال خواهد شد. در انواع پیشرفته‌تر کیسه‌های هوا موسوم به SRP یا سامانه حفاظت و محدود کننده مکمل، میزان انبساط کیسه ‌هوا متناسب با شدت برخورد می‌باشد. البته باید در نظر داشت که کیسه‌های هوا SRS و SRP صرفاً در خودروهای پیشرفته وجود دارند و علاوه بر این در خصوص به‌کارگیری آن قسمت‌های مختلف بدنه خودرو محدودیت‌هایی وجود دارد.

اجزا و عملکرد کیسه‌های هوا

کیسه باد شونده،‌ حسگر و واحد باد کننده سه جزء اصلی یک سامانه کیسه هوا را تشکیل می‌دهند. کیسه هوا از جنس مواد پلیمری به‌صورت فشرده و تا شده بوده و در قسمت‌های مختلف بدنه خودرو (غربیلک فرمان،‌ داشبورد و …) به‌صورت مخفی قرار داده‌شده است. سطوح خارجی لایه‌های کیسه‌های هوا در حالت جمع و فشرده با مواد سیلیکونی پوشانده شده تا در زمان باز شدن از چسبندگی آن‌ها به هم جلوگیری گردد. حسگرهای ضربه نیز به‌تناسب هر کیسه هوا در قسمت‌های مختلف سازه خودرو به‌منظور تشخیص وقوع تصادف قرار گرفته‌اند. در صورت تشخیص برخورد شدید توسط حسگر، یک پیام الکترونیکی به سامانه پردازش مرکزی خودرو ارسال خواهد شد که در این صورت واحد باد کننده متعاقب دریافت فرمان از سامانه پردازش مرکزی خودرو در کسری از ثانیه کیسه هوا را به حداکثر حجم ممکن منبسط خواهد نمود. مکانیزم باد شدن کیسه هوا با ارسال پیام به چاشنی واحد باد کننده و تولید جرقه آغاز می‌شود. در این شرایط یک جرقه کوچک منجر به انفجار قرص‌های تولید گاز (مستقر در محفظه واحد بادکننده) شده و در پی آن مقداری زیادی گاز (عمدتاً نیتروژن) آزاد شده و کیسه هوا را در مدت زمان کوتاهی به حداکثر حجم ممکن منبسط خواهد کرد. فرآیند انبساط یک کیسه هوا اندازه متوسط به‌طور میانگین شامل آزادسازی ۲۵ لیتر گاز در مدت زمان ۲۵ هزارم ثانیه است. پس از باز شدن کامل کیسه هوا،‌ گازهای آن به‌تدریج از سوراخ‌های تعبیه شده در کیسه تخلیه می‌گردد تا روند خروج سرنشینان از خودرو پس از تصادف مختل نشود.

هرچند بازشدن غیرضروری کیسه هوا خسارات مالی و آسیب‌های جسمی سطحی را به دنبال دارد؛ اما عمل نکردن آن در شرایط ضرورت می‌تواند به‌سادگی به خسارات جبران‌ناپذیری جانی منجر شود. نقص در مدار الکترونیک علت اصلی باز نشدن کیسه هوا در تصادفات است که جهت پیشگیری یک چراغ هشدار در صفحه کیلومتر خودرو به‌منظور اطلاع‌رسانی بروز نقص فنی تعبیه شده است. باید مدنظر داشت که مجموعه مدارهای الکترونیکی کیسه هوا بشدت پیچیده و حساس هستند به‌نحوی‌که در جریان وقوع تصادف، حسگرها تنها ۱۵ تا ۲۰ هزارم ثانیه برای تصمیم‌گیری در خصوص فعال‌سازی یا عدم فعال‌سازی کیسه هوا فرصت خواهند داشت.

جدای از نقص فنی، تحت شرایطی ممکن است حتی باوجود تصادف سنگین هم کیسه هوا خودرو باز نشود. باید مد نظر داشت که اعمال ضربه به محل استقرار حسگر کیسه هوا شرط لازم (و نه کافی) عمل نمودن کیسه هوا است. در صورت برخورد خودرو از روبرو با زاویه بیشتر از ۳۰ درجه کیسه‌های هوا جلو عمل نخواهند کرد. علاوه بر این در صورت اعمال فشار متمرکز در یک قسمت از بدنه خودرو (مشابه تصادف با تیر چراغ برق) که خارج از محدوده تشخیص حسگر کیسه هوا است و یا اعمال ضربه در موقعیتی که خودرو فاقد حسگر تصادف باشد (نظیر واژگونی خودرو و یا ضربه از طرفین یا عقب در خودروهایی که فقط به کیسه هوا جلو مجهز باشند)، کیسه هوا حتی باوجود شدت بالای تصادف عمل نخواهد نمود. یکی دیگر از موارد شایع عمل ننمودن کیسه هوا در تصادف دو وسیله نقلیه با ارتفاع کابین متفاوت (مثل تصادف سواری با تریلی) است که حتی درصورتی‌که بخش زیادی از سازه خودرو سواری تخریب شود، با توجه به اینکه به موقعیت قرارگیری حسگرهای کیسه هوا ضربه‌ای وارد نشده، کیسه هوا عمل نخواهد کرد.

الزامات ایمنی در به‌کارگیری کیسه‌های هوا

اگرچه کیسه‌های هوا خودرو تاکنون جان افراد بسیاری را در تصادفات نجات داده‌اند، اما به‌مثابه یک چاقوی جراحی که در دست پزشک نجات‌بخش و در دست مجرم مرگ‌آفرین است، در صورت عدم رعایت الزامات کاربردی و بی‌توجهی به شرایط عملکرد می‌توانند بسیار خطرناک و کشنده باشند. در صورت نبستن کمربند ایمنی، بازشدن کیسه هوا تحت هر شرایطی ممکن است به آسیب‌های جسمی شدید اعم از نابینایی کامل، شکستگی جمجمه و حتی مرگ آنی منتهی گردد. قرار دادن هرگونه شی‌ء تیز،‌‌ برنده یا سنگین بر روی محل قرارگیری کیسه هوا خودرو نیز در صورت وقوع تصادف به اصابت شدید آن اشیا به اندام‌های حیاتی سرنشینان با سرعتی به‌مراتب بیشتر از سرعت وقوع تصادف منجر خواهد شد. در بسیاری از خودروهای پیشرفته امروزی در صورت نبستن کمربند ایمنی توسط سرنشینان،‌ کیسه هوا در تصادف عمل نخواهد نمود چراکه ممکن است آسیب ناشی از برخورد ناگهانی کیسه با سرنشین از آسیب تصادف به‌مراتب بیشتر باشد. علاوه بر این برخورد کیسه‌های هوای صندلی‌های جلو خودرو به کودکان و نوجوانان (تا سن ۱۲ سال) حتی باوجود بستن کمربند ایمنی نیز به آسیب‌های شدید جسمی منتهی خواهد شد. بازشدن کیسه‌های هوا جلو خودرو برای خانم‌های باردار نیز بشدت خطرناک بوده و خطر جدی سقط جنین و مرگ نوزاد را به دنبال خواهد داشت. هرچند که در خودروهای پیشرفته حسگرهای ویژه‌ای در صندلی جلو برای تشخیص سرنشین خردسال یا باردار به‌منظور ممانعت از بازشدن کیسه‌ هوا تعبیه شده است، با این وجود این ویژگی در اکثر خودروها وجود نداشته و اساساً نشستن سرنشین کودک و خانم‌های باردار در صندلی جلو خودروهای مجهز به کیسه هوا یک اقدام کاملاً غیراصولی و بسیار خطرآفرین بوده و می‌بایست مشمول شدیدترین جریمه‌های ممکن قرار گیرد که به نظر می‌رسد در قوانین و مقررات رانندگی کشور مغفول مانده است.

در صورت استقرار صندلی ایمنی کودک بخصوص در نمونه رو به پشت (گروه صفر و یک) در صندلی سرنشین جلو، بازشدن کیسه هوا مرگ آنی کودک را در پی خواهد داشت. به‌منظور جلوگیری از این فاجعه یک کلید برای خاموش نمودن کیسه هوای سرنشین جلو در اکثر خودروها تعبیه شده است اما به نظر می‌رسد که در خصوص توجیه رانندگان به لزوم غیرفعال نمودن کیسه هوا در این شرایط، فرهنگ‌سازی و اطلاع‌رسانی لازم صورت نگرفته است. این در شرایطی است که بهترین موقعیت قرارگیری صندلی ایمنی کودک با توجه به لزوم تمرکز حواس فرد راننده به کودک، صندلی جلو می‌باشد. لازم به یادآوری است که باوجود اهمیت فراوان ایمنی سرنشینان خردسال، متأسفانه اجرایی نمودن مقررات مربوط به الزام به‌کارگیری صندلی ایمنی کودک در خودروها (لایحه اصلاح ماده ۱۹ رسیدگی به تخلفات رانندگی) تاکنون به دلایل مختلف مورد اهمال واقع شده و مسکوت مانده است.

باوجودآنکه معمولاً عمر مفیدی برای کیسه‌های هوا در نظر گرفته نشده است و انتظار می‌رود که یک کیسه هوا تا پایان عمر مفید خودرو کارایی خود را حفظ کند، اما در صورت روشن شدن چراغ هشدار کیسه هوا، می‌بایست در اسرع زمان ممکن به نمایندگی مجاز برای رفع اساسی عیب (و نه صرفاً پاک نمودن خطا به‌وسیله دستگاه دیاگ) مراجعه نمود. کیسه‌های هوا اساساً یک‌بارمصرف هستند و بعد از فعال شدن در تصادف الزاماً باید در نمایندگی‌های مجاز به‌طور کامل تعویض شوند. تعویض کیسه هوا در نمایندگی‌های متفرقه و با برندهای غیر معتبر ممکن است عوارض جانی قابل‌ملاحظه‌ای را اعم از باز شدن ناگهانی بدون وقوع تصادف، پرتاب ذرات فلزی و … به دنبال داشته باشد. از این رو، به‌طور ویژه در زمان خرید خودروهای کارکرده می‌بایست از اصالت کیسه هوا اطمینان یافت. خصوصاً در خرید خودروهایی که آثار اعمال ضربه به شاسی‌ها وجود دارد، می‌بایست مدارک و مستندات تأییدکننده تعویض کیسه هوا در نمایندگی مجاز از مالک قبلی مطالبه گردد و در غیر این صورت از خرید خودرو اجتناب کرد.

جمع‌بندی و ارائه پیشنهاد

سابقه کاربرد کیسه‌های هوا در صنعت خودروسازی به دهه‌های قبل برمی‌گردد،‌ با این وجود، به علت وضعیت حاکم بر بازار داخلی و نیز سهم ناچیز خودروهای وارداتی،‌ تجربه ‌زیادی از نحوه کارکرد و الزامات مربوط به عملکرد کیسه‌های هوا وجود نداشته و خلأ آموزش و قانون‌گذاری در این زمینه مشهود است. با گسترش کاربرد کیسه‌های هوا در محصولات خودروسازان داخلی انتظار می‌رود که مباحثی نظیر ممنوعیت سوار شدن سرنشینان کودک و نوجوان و خانم‌های باردار در صندلی جلو و نیز لزوم خاموش نمودن کیسه هوا صندلی سرنشین در صورت استقرار صندلی ایمنی کودک (در جانمایی رو به پشت) در اسرع زمان ممکن در قوانین و مقررات رانندگی کشور گنجانده شده و آموزش و فرهنگ‌سازی لازم در این خصوص به عمل آید تا خدای نکرده کسب تجربه و اصلاح وضعیت موجود در این زمینه به بهای جان هم‌وطنان عزیز تمام نگردد.

در حادثه تصادف زنجیره‌ای ۵۹ دستگاه خودرو در محور بهبهان – رامهرمز در دی‌ماه سال ۱۴۰۰ به نقل از رئیس پلیس راهور کیسه هوا هیچ‌کدام از خودروها عمل ننمود. البته به گفته دبیر انجمن خودروسازان فقط یک کیسه هوا در جریان تصادف زنجیره‌ای باز شده و در سایر خودروهای مجهز به کیسه هوا، به علت آنچه برخورد از جهت نامناسب (برخورد از عقب یا برخورد از جلو با زاویه نامناسب) عنوان گردید، کیسه هوا عمل نکرده است. لازم به ذکر است که نقص فنی و بروز اشکال در نحوه عملکرد کیسه هوا تاکنون در سطح جهان مناقشات بسیاری را بین خودروسازان، قطعه سازان (تولیدکنندگان کیسه‌های ایمنی هوا) و نهادهای قانون‌گذاری به دنبال داشته است. در یکی از بزرگ‌ترین فراخوانی‌های تاریخ صنعت خودروسازی، بیش از ۴۰ میلیون دستگاه اتومبیل تولید شده در بازه سال‌های ۲۰۰۲ تا ۲۰۱۵ توسط ۲۰ شرکت خودروسازی به‌منظور تعویض کیسه‌های هوای ساخت شرکت ژاپنی تاکادا به نمایندگی‌های مجاز ارجاع داده شدند.

در بررسی‌های به عمل آمده مشخص گردید که واحد بادکننده تعداد محدودی از کیسه‌های هوا تولید شرکت تاکادا تحت اثر گرما یا رطوبت به‌طور ناخواسته باز شده و بخشی از اجزای داخلی کیسه هوا را به‌صورت ترکش‌های فلزی به سمت سرنشینان پرتاب کرده است. این نقص فنی تا زمان تنظیم گزارش نهاد بررسی‌کننده منجر به وارد آمدن آسیب جسمی به حدود ۴۰۰ نفر شده بود که از این میان دست‌کم ۲۷ نفر کشته شدند. عواقب ناشی از این نقص فنی به ورشکستگی کامل یکی از معتبرترین و بزرگ‌ترین سازندگان کیسه هوا خودرو در سطح جهان، که تأمین‌کننده یک‌پنجم از کل کیسه‌های هوا موجود در بازارهای جهانی (تا پیش از بروز شکایات از نقص فنی) بود، منتهی گردید. در خصوص مناقشه اخیر باز نشدن کیسه هوای خودروهای داخلی در تصادفات هم اگرچه قضاوت در این خصوص نیازمند‌ بررسی موشکافانه‌تری بوده و صرفاً با استناد به تصاویر منتشرشده در رسانه‌های عمومی امکان‌پذیر نیست؛ درهرصورت با مروری بر سوابق موارد مشابه ایرادات عمده و برجسته در تولیدات خودروسازان داخلی (نظیر آنچه در جریان آتش‌سوزی سریالی خودروهای پژو ۴۰۵ در گذشته شاهد بودیم)، نمی‌توان برخوردی شایسته و در کلاس جهانی را از خودروسازان وطنی انتظار داشت.

 

اساساً به نظر می‌رسد که تلقی موجود نسبت به امکان تعمیم شرایط حاکم در بازارهای آزاد جهانی مبتنی بر رقابت شرکت خصوصی و نظارت سازمان‌های غیرانتفاعی و مستقل به وضعیت خودروسازی کشور نادرست بوده و تکرار رویه فعلی در آینده نیز به نتایج چندان متفاوتی با آنچه تاکنون شاهد آن بوده‌ایم، منتهی نخواهد گردید. در این خصوص پیشنهاد می‌گردد که با تجربه‌اندوزی از روند چند دهه اخیر با واقع‌بینی و پرهیز از یک‌جانبه‌گرایی، دست‌کم در مقوله‌های حساس و حیاتی نظیر ایمنی و آلایندگی خودروهای تولید داخل، بجای احاله موضوع به سازمان‌های موازی دولتی، خلأهای ناشی از بازار غیررقابتی با تفویض اختیارات قانونی بیشتر به نهادهای تخصصی، صاحب صلاحیت و مستقل نظیر معاونت مهندسی پلیس راهور و شورای عالی کارشناسان رسمی دادگستری جبران گردد.

میلاد عباسی : دانشجوی مقطع دکترا مهندسی خودرو دانشگاه علم و صنعت – کارشناس رسمی دادگستری در رشته خودرو و ماشین آلات