kimia63
کاربر فعال تالار مهندسی مکانیک ,
هدف کلی از کاربرد کمربندهای ایمنی بسیارساده می باشد . کمربندهای ایمنی از حرکت سرنشینان خودرو و برخورد آنها به داشبورد و شیشه جلوی خودرو ، در هنگام ترمزهای ناگهانی ، جلوگیری می نمایند . حرکت سرنشینان خودرو در هنگام ترمزهای ناگهانی به علت وجود قانون اینرسی می باشد .
به عبارت دیگر ، اینرسی عبارتست از تمایل اجسام به حرکت تا زمانی که یک جسم خارجی از حرکت آن جلوگیری نماید .
اگر سرعت حرکت خودرو برابر 50 کیلومتر در ساعت باشد ، نیروی اینرسی مایل به حرکت خودرو با سرعت 50 کیلومتر در ساعت و در یک جهت می باشد .
مقاومت هوا و جود اصطکاک با سطح جاده ، این سرعت را کاهش می دهد ولی نیروی حاصل از کارکرد موتور ، این کاهش انرژی را جبران می کند .
تمامی اشیاء داخل خودرو که شامل راننده و سرنشینان می باشد ، دارای اینرسی منحصر به فرد خود جدای از اینرسی خودرو می باشند .خودرو ، به اشیاء داخل آن تا سرعت حرکت خودرو ، شتاب می دهد ، به عبارت دیگر سرعت خودرو و اشیاء داخل آن با هم برابر می باشد . در هنگام برخورد خودرو به یک مانع و یا اعمال ترمز ناگهانی ، نیروی اینرسی سرنشینان داخل و خودرو ، بطور کاملاَ مجزا می باشد ، بطوریکه نیر و ی حاصل از برخورد یا ترمز ، حرکت خودرو را متوقف کرده ، در حالیکه سرنشینان داخل خودرو ، همچنان به
حرکت خود با همان سرعت قبلی ادامه خواهند داد . بدون استفاده از کمربند ایمنی ، برخورد سرنشینان داخل خودرو به غربیلک فرمان و یا شیشه جلوی خودرو با همان سرعت قبل ا ز توقف خودرو ، اتفاق خواهد افتاد .
http://www.www.www.iran-eng.ir/kamar-band1.gif
همانگونه که نیروی حاصل از برخورد با مانع یا ترمز ناگهانی ، سرعت برخورد را کاهش می دهد ، برخورد با غربیلک فرمان ، شیشه جلو و داشبورد نیز حرکت سرنشینان داخل خودرو را کاهش خواهدداد که باعث بروز آسیب دیدگیهای جدی به سرنشینان می شود.
کمربندهای ایمنی با اعمال نیروی توقفی به سرنشینان خودر و ، باعث کاهش لطمات و آسیب دیدگیهای ناشی از برخوردهای ناگهانی خودرو می شوند.
کمربندها شامل یک تسمه مورب که برروی قسمت بالائی لگن و نیز تسمه هایی که برروی شانه وسینه قرارمی گیرند ، می باشند. دوقسمت کمربند به طور کاملاً محکم به اتاق خودرو متصل گردیده اند تا سرنشینان خودرورا درمحل خود نگهدارن د ، درصورت بسته شدن صحیح کمربند ، قسمت اعظم نیروی نگهدارنده توسط کمربند به قفسه سینه و بالای ران وارد می شود که قسمتهای قوسی بدن محسوب می گردند و به همین علت درهنگام اعمال نیروی نگهدارنده ، به هیچ قسمت از بدن آسیبی وارد نمی گردد.
تسمه های کمربند ایمنی ، از پارچه ای ضخیم و فوق العاده ق ا بل انعطاف ساخته شده است وبصورت تدریجی تحت کشش قرارمی گیرد تا اعمال نیروی توقفی بطور ناگهانی به شخص وارد نشو د . قسمت جلوئی خودرو به شکلی طراحی شده است که درهنگام تصادفات شدیدو برخوردها ، انرژی ضربه را جذب می کند. کمربندهای ایمنی استفاده شده در خودروها ، دا ر ای قابلیت انبساط و جمع شدگی فوق العاده می باشند ، درعین حالیکه درهنگام بروز ضربه و ترمزهای ناگهانی ، بطور کامل جمع شده و سرنشینان را درمحل خود نگه میدارند .
نحوه صحیح استفاده از کمربند ایمنی
http://www.www.www.iran-eng.ir/kamar-band2.gif
باز شدن و جمع شدن کمربند
درسیستم های معمول کمربند ، تسمه کمربند متصل به یک مکانیزم جمع کننده می باشد. قطعه اصلی درسیستم جمع کننده کمربند، قطعه ای می باشد که همانند قرقره عمل کرده و به انتهای تسمه کمربند متصل شده است .درداخل سیستم جمع کننده ، یک فنر وجود دارد که وظیفه اعمال نیروی چرخشی به قرقره را به عهده دارد که توسط این نیرو ، عمل چرخاندن تسمه کمربند انجام می گیرد.
هنگامی که تسمه کمربند کشیده می شود ، قرقره در خلاف جهت حرکت عقربه های ساعت شروع به دوران کرده و فنر متصل به خودرا در همان جهت به گردش در می آورد و به عبارتی آن را باز می کند. درهمین حال ، فنر مایل به برگشت به حالت اولیه خود می باشد و درمقابل پیچش مقاومت می کند
هنگامی که کمربند آزاد می شود ، فنر دوباره فشرده و جمع می شود و قرقره درجهت حرکت عقربه های ساعت تا زمانیکه تسمه کمربند بطور کامل باز شود شروع به چرخش خواهد کرد. سیستم جمع کننده دارای یک سیستم قفل کننده میباشد که در هنگام بروز تصادف ، مانع از چرخش قرقره سیستم کمربند می شود.
دونوع از سیستم های قفلی مورد استفاده درکمربندها عبارتند از :
1 _ سیستمهای فعال شونده با حرکت خودرو
نوع اول سیستمهای قفل کننده، حرکت قرقره کمربند را درهنگام کاهش شتاب ناگهانی خودرو متوقف می کنند ( بطور مثال در هنگام برخورد با مانع ).این سیستمها دارای یک پاندول وزنی می باشند که درزمانیکه خودرو به طور ناگهانی متوقف میشود ، نیروی اینرسی موجب می شود که پاندول به سمت جلو حرکت
کند میله گردانی که درانتهای دیگر پاندول قراردارد ، به دندانه های متصل به قرقره وصل شده وازحرکت دندانه های قرقره در خلاف جهت حرکت عقربه های ساعت جلوگیری می کند. هنگامی که پس از برخورد یا تصادف ، کمربندها دوباره آزاد می شوند ، دندانه ها درجهت حرکت عقربه های ساعت دوران کرده و میله گردان نیز آزاد می شود
http://www.www.www.iran-eng.ir/kamar-band3.gif
http://www.www.www.iran-eng.ir/kamar-band4.gif
1
http://www.www.www.iran-eng.ir/kamar-band5.gif
2
_ 2سیستمهای فعال شونده با حرکت کمربند
در سیستم های قفل کننده نوع دوم ، قرقره کمربندها در هنگام حرکت شدید و ناگهانی تسمه کمربند قفل می شود .نیروی فعال کننده در این سیستم ها از سرعت چرخشی دورانی قرقره حاصل می شود .
قطعه اصلی در این طراحی ، یک کلاچ گریز از مرکز می باشد که به قرقره دوار متصل می باشد.
هنگامی که قرقره به آرامی در حال چرخش می باشد ، اهرم( کلاچ ) در حال چرخش نمی باشد و فنری آن را بصورت ثابت نگهداشته است ، هنگامی که عنصری کمربند را به حرکت وا می دارد( تکان تند و شدید ) ، قرقره به سرعت شروع به چرخش کرده و نیروی گریز از مرکز ، انتهای اهرم ( کلاچ ) را به سمت بیرون به حرکت وامی دارد .اهرم کشیده شده ، بادامک متصل به پوسته جمع کننده را به داخل فشار می دهد . بادامک توسط یک پین لغزشی به اهرم لولایی شکلی وصل شده است . اهرم در بین دندانه های قفل شده و از چرخش در خلاف جهت حرکت ساعت جلوگیری می کند .
http://www.www.www.iran-eng.ir/kamar-band6.gif
اصول کارکرد سیستم های کشنده ، بدین منوال است که در هنگام بروز تصادف و برخوردهای ناگهانی ، کمربندها را بصورت کاملا محکم در محل خود ثابت نگه می دارد .در سیستم های معمول کمربند ایمنی ، سیستم قفل کننده از باز شدن بیش از حد کمربند جلوگیری می کند ، در حالیکه در سیستم های کشنده انفجاری ، این عمل با کشش کمربند به سمت داخل و سفت کردن آن انجام می گیرد . این نیرو موجب می شود که سرنشین خودرو در هنگام تصادفات در دورترین موقعیت نسبت به شیشه جلو ، داشبورد و فرمان
خودرو بر روی صندلی قرار گیرد . سیستم های کشنده انفجاری ، همراه با سیستم مکانیزم قفل کننده در یک کمربند عمل می کند . سیستم های مختلف انفجاری کمربند وجود دارد که برخی از آنها ، کل مکانیزم جمع کننده را به سمت عقب می کشند و برخی دیگر فقط قرقره متصل به کمربند را می چرخانند. بطور
کلی سیستم های انفجاری کمربند ، دارای سیم کشی مشابه به واحد مرکزی کنترل کیسه هوا در خودرو می باشند . هنگامی که توسط سنسورهای ضربه ، وجود ضربه در خودرو تشخیص داده می شود ، واحد کنترل ابتدا سیستم انفجاری کمربند و سپس کیسه هوا را فعال می کند . برخی از سیستم های انفجاری کمربند از یک موتور الکتریکی و یا سولونوئیدی استفاده می کنند ، ولی اکثر این سیستم ها از تکنیک انفجار ، جهت کشیدن کمربند بهره مند هستند . عنصر اصلی در این سیستم ها ، یک محفظه از گاز قابل احتراق می باشد . در داخل محفظه ، یک فضای کوچکتر به همراه جرقه زدن Igniter وجود دارد . این محفظه کوچکتر مجهز به دو الکترود می باشد که متصل به واحد کنترل مرکزی می باشند .
هنگامی که واحد کنترل مرکزی ، وقوع ضربه را تشخیص می دهد ، بلافاصله جریانی را به الکترودها ارسال کرده و باعث فعال شدن سیستم جرقه زنی شده و در نهایت گاز داخل محفظه منفجر می شود . فشار
حاصل از انفجار گاز باعث حرکت روبه بالای پیستون در داخل محفظه شده و دندانه های متصل به پیستون با دندانه های مکانیزم قرقره درگیر شده و باعث چرخش بسیار سریع قرقره و در نتیجه بسته شدن و کشیده شدن سریع کمربند می شود .
منبع : سایپا یدک
به عبارت دیگر ، اینرسی عبارتست از تمایل اجسام به حرکت تا زمانی که یک جسم خارجی از حرکت آن جلوگیری نماید .
اگر سرعت حرکت خودرو برابر 50 کیلومتر در ساعت باشد ، نیروی اینرسی مایل به حرکت خودرو با سرعت 50 کیلومتر در ساعت و در یک جهت می باشد .
مقاومت هوا و جود اصطکاک با سطح جاده ، این سرعت را کاهش می دهد ولی نیروی حاصل از کارکرد موتور ، این کاهش انرژی را جبران می کند .
تمامی اشیاء داخل خودرو که شامل راننده و سرنشینان می باشد ، دارای اینرسی منحصر به فرد خود جدای از اینرسی خودرو می باشند .خودرو ، به اشیاء داخل آن تا سرعت حرکت خودرو ، شتاب می دهد ، به عبارت دیگر سرعت خودرو و اشیاء داخل آن با هم برابر می باشد . در هنگام برخورد خودرو به یک مانع و یا اعمال ترمز ناگهانی ، نیروی اینرسی سرنشینان داخل و خودرو ، بطور کاملاَ مجزا می باشد ، بطوریکه نیر و ی حاصل از برخورد یا ترمز ، حرکت خودرو را متوقف کرده ، در حالیکه سرنشینان داخل خودرو ، همچنان به
حرکت خود با همان سرعت قبلی ادامه خواهند داد . بدون استفاده از کمربند ایمنی ، برخورد سرنشینان داخل خودرو به غربیلک فرمان و یا شیشه جلوی خودرو با همان سرعت قبل ا ز توقف خودرو ، اتفاق خواهد افتاد .
http://www.www.www.iran-eng.ir/kamar-band1.gif
همانگونه که نیروی حاصل از برخورد با مانع یا ترمز ناگهانی ، سرعت برخورد را کاهش می دهد ، برخورد با غربیلک فرمان ، شیشه جلو و داشبورد نیز حرکت سرنشینان داخل خودرو را کاهش خواهدداد که باعث بروز آسیب دیدگیهای جدی به سرنشینان می شود.
کمربندهای ایمنی با اعمال نیروی توقفی به سرنشینان خودر و ، باعث کاهش لطمات و آسیب دیدگیهای ناشی از برخوردهای ناگهانی خودرو می شوند.
کمربندها شامل یک تسمه مورب که برروی قسمت بالائی لگن و نیز تسمه هایی که برروی شانه وسینه قرارمی گیرند ، می باشند. دوقسمت کمربند به طور کاملاً محکم به اتاق خودرو متصل گردیده اند تا سرنشینان خودرورا درمحل خود نگهدارن د ، درصورت بسته شدن صحیح کمربند ، قسمت اعظم نیروی نگهدارنده توسط کمربند به قفسه سینه و بالای ران وارد می شود که قسمتهای قوسی بدن محسوب می گردند و به همین علت درهنگام اعمال نیروی نگهدارنده ، به هیچ قسمت از بدن آسیبی وارد نمی گردد.
تسمه های کمربند ایمنی ، از پارچه ای ضخیم و فوق العاده ق ا بل انعطاف ساخته شده است وبصورت تدریجی تحت کشش قرارمی گیرد تا اعمال نیروی توقفی بطور ناگهانی به شخص وارد نشو د . قسمت جلوئی خودرو به شکلی طراحی شده است که درهنگام تصادفات شدیدو برخوردها ، انرژی ضربه را جذب می کند. کمربندهای ایمنی استفاده شده در خودروها ، دا ر ای قابلیت انبساط و جمع شدگی فوق العاده می باشند ، درعین حالیکه درهنگام بروز ضربه و ترمزهای ناگهانی ، بطور کامل جمع شده و سرنشینان را درمحل خود نگه میدارند .
نحوه صحیح استفاده از کمربند ایمنی
http://www.www.www.iran-eng.ir/kamar-band2.gif
باز شدن و جمع شدن کمربند
درسیستم های معمول کمربند ، تسمه کمربند متصل به یک مکانیزم جمع کننده می باشد. قطعه اصلی درسیستم جمع کننده کمربند، قطعه ای می باشد که همانند قرقره عمل کرده و به انتهای تسمه کمربند متصل شده است .درداخل سیستم جمع کننده ، یک فنر وجود دارد که وظیفه اعمال نیروی چرخشی به قرقره را به عهده دارد که توسط این نیرو ، عمل چرخاندن تسمه کمربند انجام می گیرد.
هنگامی که تسمه کمربند کشیده می شود ، قرقره در خلاف جهت حرکت عقربه های ساعت شروع به دوران کرده و فنر متصل به خودرا در همان جهت به گردش در می آورد و به عبارتی آن را باز می کند. درهمین حال ، فنر مایل به برگشت به حالت اولیه خود می باشد و درمقابل پیچش مقاومت می کند
هنگامی که کمربند آزاد می شود ، فنر دوباره فشرده و جمع می شود و قرقره درجهت حرکت عقربه های ساعت تا زمانیکه تسمه کمربند بطور کامل باز شود شروع به چرخش خواهد کرد. سیستم جمع کننده دارای یک سیستم قفل کننده میباشد که در هنگام بروز تصادف ، مانع از چرخش قرقره سیستم کمربند می شود.
دونوع از سیستم های قفلی مورد استفاده درکمربندها عبارتند از :
1 _ سیستمهای فعال شونده با حرکت خودرو
نوع اول سیستمهای قفل کننده، حرکت قرقره کمربند را درهنگام کاهش شتاب ناگهانی خودرو متوقف می کنند ( بطور مثال در هنگام برخورد با مانع ).این سیستمها دارای یک پاندول وزنی می باشند که درزمانیکه خودرو به طور ناگهانی متوقف میشود ، نیروی اینرسی موجب می شود که پاندول به سمت جلو حرکت
کند میله گردانی که درانتهای دیگر پاندول قراردارد ، به دندانه های متصل به قرقره وصل شده وازحرکت دندانه های قرقره در خلاف جهت حرکت عقربه های ساعت جلوگیری می کند. هنگامی که پس از برخورد یا تصادف ، کمربندها دوباره آزاد می شوند ، دندانه ها درجهت حرکت عقربه های ساعت دوران کرده و میله گردان نیز آزاد می شود
http://www.www.www.iran-eng.ir/kamar-band3.gif
http://www.www.www.iran-eng.ir/kamar-band4.gif
1
http://www.www.www.iran-eng.ir/kamar-band5.gif
2
_ 2سیستمهای فعال شونده با حرکت کمربند
در سیستم های قفل کننده نوع دوم ، قرقره کمربندها در هنگام حرکت شدید و ناگهانی تسمه کمربند قفل می شود .نیروی فعال کننده در این سیستم ها از سرعت چرخشی دورانی قرقره حاصل می شود .
قطعه اصلی در این طراحی ، یک کلاچ گریز از مرکز می باشد که به قرقره دوار متصل می باشد.
هنگامی که قرقره به آرامی در حال چرخش می باشد ، اهرم( کلاچ ) در حال چرخش نمی باشد و فنری آن را بصورت ثابت نگهداشته است ، هنگامی که عنصری کمربند را به حرکت وا می دارد( تکان تند و شدید ) ، قرقره به سرعت شروع به چرخش کرده و نیروی گریز از مرکز ، انتهای اهرم ( کلاچ ) را به سمت بیرون به حرکت وامی دارد .اهرم کشیده شده ، بادامک متصل به پوسته جمع کننده را به داخل فشار می دهد . بادامک توسط یک پین لغزشی به اهرم لولایی شکلی وصل شده است . اهرم در بین دندانه های قفل شده و از چرخش در خلاف جهت حرکت ساعت جلوگیری می کند .
http://www.www.www.iran-eng.ir/kamar-band6.gif
اصول کارکرد سیستم های کشنده ، بدین منوال است که در هنگام بروز تصادف و برخوردهای ناگهانی ، کمربندها را بصورت کاملا محکم در محل خود ثابت نگه می دارد .در سیستم های معمول کمربند ایمنی ، سیستم قفل کننده از باز شدن بیش از حد کمربند جلوگیری می کند ، در حالیکه در سیستم های کشنده انفجاری ، این عمل با کشش کمربند به سمت داخل و سفت کردن آن انجام می گیرد . این نیرو موجب می شود که سرنشین خودرو در هنگام تصادفات در دورترین موقعیت نسبت به شیشه جلو ، داشبورد و فرمان
خودرو بر روی صندلی قرار گیرد . سیستم های کشنده انفجاری ، همراه با سیستم مکانیزم قفل کننده در یک کمربند عمل می کند . سیستم های مختلف انفجاری کمربند وجود دارد که برخی از آنها ، کل مکانیزم جمع کننده را به سمت عقب می کشند و برخی دیگر فقط قرقره متصل به کمربند را می چرخانند. بطور
کلی سیستم های انفجاری کمربند ، دارای سیم کشی مشابه به واحد مرکزی کنترل کیسه هوا در خودرو می باشند . هنگامی که توسط سنسورهای ضربه ، وجود ضربه در خودرو تشخیص داده می شود ، واحد کنترل ابتدا سیستم انفجاری کمربند و سپس کیسه هوا را فعال می کند . برخی از سیستم های انفجاری کمربند از یک موتور الکتریکی و یا سولونوئیدی استفاده می کنند ، ولی اکثر این سیستم ها از تکنیک انفجار ، جهت کشیدن کمربند بهره مند هستند . عنصر اصلی در این سیستم ها ، یک محفظه از گاز قابل احتراق می باشد . در داخل محفظه ، یک فضای کوچکتر به همراه جرقه زدن Igniter وجود دارد . این محفظه کوچکتر مجهز به دو الکترود می باشد که متصل به واحد کنترل مرکزی می باشند .
هنگامی که واحد کنترل مرکزی ، وقوع ضربه را تشخیص می دهد ، بلافاصله جریانی را به الکترودها ارسال کرده و باعث فعال شدن سیستم جرقه زنی شده و در نهایت گاز داخل محفظه منفجر می شود . فشار
حاصل از انفجار گاز باعث حرکت روبه بالای پیستون در داخل محفظه شده و دندانه های متصل به پیستون با دندانه های مکانیزم قرقره درگیر شده و باعث چرخش بسیار سریع قرقره و در نتیجه بسته شدن و کشیده شدن سریع کمربند می شود .
منبع : سایپا یدک
