Emniyet Kəməri Əngərgisi Boşluğu İlk Millisaniyələrdə Necə Toplayır?

Ön gergici, çarpışmanın ilk milisaniyelerində kəmərdəki boşluğu toplayaraq sərnişini oturacağa bağlayan, piroteknik yanacaqla işləyən kiçik amma kritik bir təhlükəsizlik komponentidir. Döş yükünü məhdudlaşdıran qüvvə məhdudlaşdırıcı ilə birlikdə işləyir; ikisi birlikdə kəmərin ölüm riskini avtomobillərdə orta hesabla %12,8 nisbətində daha da azaldır.

Təhlükəsizlik kəməri dedikdə hər zaman ağlımıza eyni şey gəlir: makaradan asılan, tokaya taxılan, kəmər dedirdən o məşhur lent. Amma kəməri həqiqətən kəmərə çevirən şeyin makara içində saxlandığını neçəmiz bilir? Mən bura qədər hər şeyi bildiyimi sanırdım ki, ön gergicini (pretensioner) öyrənəndə təhlükəsizlik kəmərinə baxışım tamamilə dəyişdi. Təsəvvür et: zərbə baş verən kimi, 20-30 santimlik boş kəmər saniyənin yüzdəkindən daha qısa müddətdə sənə yapışır. Bu sehr necə baş verir? Gəlin növbə ilə açaq.

Ön gergici nədir və nəyə lazımdır?

Belə düşün: qələmin ucundakı rezin silgini kağıza basmazdan əvvəl rezinlə kağıt arasında boşluq olsa silgi işə yarayarmı? Yarayar, amma çox daha pis. Təhlükəsizlik kəməri üçün də vəziyyət eynidir. Gündəlik sürüşdə kəmər bir az boş qalır - çiyinlər arasında genişlənmə, qalın paltar, oturma mövqeyi deyərkən asanlıqla 20-30 santimlik boşluq (buna slack deyilir) yaranır. Zərbə anında bədənin o boşluğu sərbəst qət etməsi demək, kəmər səni tutana qədər çox daha yüksək sürətə çatmağın deməkdir. O kiçik boşluq belə bədəninə düşən qüvvələri dramatik şəkildə artıra bilər.

Məhz bu nöqtədə ön gergici işə düşür. Makara içində gizlədilən kiçik bir piroteknik mexanizm, zərbə aşkarlandığı anda kəmərdəki artıq uzunluğu toplayıb səni oturacağa yapışdırır. Yəni gergici əslində kəməri "ilk təmas anından" etibarən vəzifəli hala gətirir. Kiçik amma super kritik bir iş.

Milisaniyələr içində işləyən sistem necə tetiklənir?

Prosesi addım-addım danım, çünkü buradakı vaxtlama işin əns kəsən hissəsidir:

1. Avtomobilin zərbə sensorları ani yavaşlamanı aşkarlayır və bu informasiyanı hava yastığı idarəetmə vahidinə göndərir.
2. Siqnal müəyyən güc həddini aşanda idarəetmə vahidi gergicidəki kiçik piroteknik yanacağı işə salır.
3. Yaranan qaz təzyiqi polad kürələri və ya pistoni sürətləndirir, bu da kəməri milisaniyələr içində 15 santimə qədər sıxır.
4. Bütün bu iş 10–15 milisaniyədə bitir; sistemlər zərbə aşkarlanmasından sonra 15–30 ms içində yerləşib hava yastığından əvvəl sərnişini doğru mövqeyə gətirir.

Buradakı təəccüblü detal budur: gergicinin aktivasiya həddi hava yastığından aşağıdır. Yəni hava yastığı işə düşmədən gergici işə düşə bilər. Təxminən 15–25 km/h sürətində sabit baryerə çırpılmada tarayıcı işə düşürsə də, hava yastığı (25–50 km/h həddi ilə) adətən atılmır. Orta şiddətli bir çırpılmada kəmərin səni oturacağa bağladığını, amma yastığın şişmədiyini öyrənsən, panikə ehtiyac yoxdur; sistem tam olacağı kimi işləyir deməkdir.

Tarayıcı növləri: fırlanma, tokalı və elektronik

Hamısı eyni işi görmür, üç fərqli yanaşma var. Fırlanma (rotational) tarayıcı, B-dayağı daxilindəki çarx dişlisini polad kürələrlə döndərərək kəməri sarır; ən geniş yayılmış növ budur. Tokalı tip tarayıcı isə oturacağın altında işləyir: pist, tokanın çəkilməsini təmin edərək kəməri altdan gərginləşdirir. Üçüncü tip bir az fərqlidir - elektronik tarayıcı (məsələn, Mercedes-in PRE-SAFE sistemi) elektrik mühərriki ilə kəməri təhlükədən əvvəl çəkə və çırpılma olmasa onu yumşalda bilir. Yəni geri qaytarılabilirdir. Buna qarşı pirotexniki tarayıcı tək istifadəlikdir; atıldımı, işi bitdi.

Kəmər sıxdıqdan sonra nə edir: qüvvə məhdudlaşdırıcının rolu

İndi işin əksinə dönən hissəsi var, ilk oxuduğumda "dayan, bu məntiqlidirmi?" demişdim. Tarayıcı səni möhkəm tutur, amma çırpılma davam edir və bədənin irəli doğru impulsunu kəmərə yükləyir. Halbuki qəfəsə sonsuz qüvvə yükləsən, kəmər səni qorumaq istəyərkən özü yaralanmaya səbəb ola bilər. Bəs həll nədir? Kəmərə bir az yol vermək!

Bu mərhələdə qüvvə məhdudlaşdırıcı (load limiter) işə düşür. Çiyin kəməri üzərindəki qüvvə əvvəlcədən müəyyən edilmiş səviyyəni aşanda, çarx nəzarətlı şəkildə bir az daha kəmər buraxır. Amma bu bir xəta ya da qorunma itkisi deyil; əksinə, bu bir zərbə uducu kimi işləyir. Sənin irəli atılma impulsunu yumşaldır, enerjini zaman və məsafə boyunca paylayır. Tarayıcının fazasında çiyində təxminən 2 kN (təxminən 200 kq) qüvvə tətbiq olunarkən, məhdudlaşdırıcı sonrasında döşə yüklənən yükü 4–6 kN aralığında saxlamağa çalışır.

Yəni iki komponentin əks istiqamətli, amma tamamlayıcı vəzifələri var: biri sıxır, digəri nəzarətlı şəkildə yumşaldır. Eyni kəmər üzərində növbə ilə işləyirlər. Tarayıcı çırpılmanın çox erkən mərhələsində boşluğu aradan qaldırarkən, məhdudlaşdırıcı daha sonra, sərnişin kəmərə yüklənməyə başlayanda işə düşür. Baş yerinə bədənə düşən zərbəni azaltmaq kimi düşünə bilərsən; bir yumruq yesən, səni itələyən əl xeyli az zərər verir. Qüvvəni artırıb yaymaq hər zaman yaxşıdır.

Döş qəfəsinə düşən yük niyə məhdudlaşdırılmalıdır?

Ön (ön toqquşma) qəzalarda çiyin kəmərindən qaynaqlanan döş yükü, ciddi döş (torakal) xəsarət riskini bədənin digər bölgələrinə nisbətən daha çox artırır. Kəmər döşə vurduğu qüvvə ilə qabırğalarda əyilmə (defleksiya) və sınıq riski yaradır; xəsarət riskinin əsasən kəmərin zirvə yükü ilə müəyyən olunduğu göstərilmişdir. Buna görə mühəndislər döş defleksiyasını müəyyən millimetrik həddə saxlamağa çalışırlar - məsələn, defleksiyanı 34 mm-lə məhdudlaşdıran yanaşmanın ön toqquşmalarda kəmərli yolçularda ciddi döş xəsarətini %16-24 azaldacağı irəli sürülmüşdür.

Buradakı tarazlıq əslində çox insandır: həm səni saxlamalı, həm də səni əzməməlidir. Buna görə yük məhdudlaşdırıcı bir lüks deyil, qorunmanın bir hissəsidir. Məhdudlaşdırıcının həmçinin bədənin və başın geri tullanmasını (rebund) nəzarət etməyə də kömək etdiyi düşünülür; yəni səni irəli doğru yaxaladıqdan sonra daha az silkələyir.

Bu texnologiya həqiqətən işləyir?

İndi isə əsas suala gəlin. NHTSA-nın (ABD Nəqliyyat Nazirliyinə bağlı yol təhlükəsizliyi qurumu) 1986-2011 arasındakı qəzaları araşdıran geniş təhlili, avtomobil, CUV və minivan sinfində ön gərginlikləyici və qüvvə məhdudlaşdırıcısı olan kəmər taxan sürücü və ön yolçularda ölüm riskinin %12,8 daha aşağı olduğunu göstərmişdir. Yəni təkcə kəməri bağlamaqla kifayətlənməyib bu texnologiyaya malik avtomobillərə minmək, kəmər effektivliyinə təqribən 5-7 xal əlavə töhfə verir. Bu rəqəm etibar intervalı baxımından geniş olduğundan effektivlik hələ çox dəqiq ölçülməmiş deyil; ağır pikap tipli avtomobillərdə (pikap, karkas SUV, tam ölçülü ven) əhəmiyyətli bir təsir hələ göstərilə bilməyib.

Həmçinin baş xəsarəti kriteriyasında (HIC) və döş sürətlənməsində də yaxşılaşma görülmüşdür: gərginlikləyici və məhdudlaşdırıcı kombinasiyasının orta hesabla 6,6 g döş sürətlənməsini azaltdığı və HIC-ni 232 xal endirdiyi təxmin edilir. Euro NCAP kimi toqquşma testi qurumları da kəmər yük məhdudlaşdırıcısı kimi xüsusiyyətləri qiymətləndirmələrinə daxil edir. Qısacası bu bir marketinq fəndi deyil; test protokollarının da izlədiyi, ölçülə bilən bir mühəndislik qazancıdır.

Kiçik bir tarix turu ataq: gərginlikləyicilər ilk dəfə 1981-ci ildə bəzi avtomobillərdə görünərkən, qüvvə məhdudlaşdırıcılar 1995-ci ildə səhnəyə çıxdı. Sənaye miqyasında yayılması 1998-ci il ətrafında başladı və 2008 model ilinə qədər ABD-də bütün yeni avtomobillərdə sürücü və ön yolçu oturacağında standart halına gəldi. NHTSA bu texnologiyaları heç vaxt məcburi etmədi, amma broşürlərdə siyahıya almağa davam edərək istehsalçıları həvəsləndirdi.

Tez-tez verilən suallar: atəşləndikdən sonra nə olur?

Bu hissədə maraq doğuran bir neçə praktik sualı yığacam, çünkü hamısı həqiqətən işinə yarayan şeylərdir:

• Boş oturacaqda işləyirmi? Xeyr. Oturacaq dolu və kəmər taxılı şərtləri təmin edilməsə, gərginlikləyici atəşlənmir.
• Atəşləndikdən sonra istifadə oluna bilərmi? Pirotexniki gərginlikləyici tək istifadəlikdir və tamamilə dəyişdirilməlidir. Kəmər əllə taxıla bilər amma sıxma funksiyası artıq yoxdur; həmçinin hava yastığı xəbərdarlıq işığı daim yanır və toqquşma məlumatı idarəetmə vahidinə qeyd olunur.
• Yan çarpmada devreyə girərmi? Şiddətdən və modeldən asılıdır. İdarəetmə vahidi sensor məlumatına əsasən hansı komponentlərin işə düşəcəyinə özü qərar verir.
• Zamanla köhnələn bir hissədirmi? Xeyr. Məhdud ömrü yoxdur; yalnız aktivasiyadan sonra dəyişdirilməsi lazımdır.
• Gərginlikverən zərər verərmi? Düzgün istifadədə təxminən 2 kN gücü adətən qançır və ya yüngül cızıq səviyyəsində qalır; bu cür ciddi yan təsirlər nadirdir.

Elektron və piroteknik gərginlikverən birlikdə istifadə olunurmu?

Bəli, müasir avtomobillərdə hər ikisi adətən birlikdə olur. Elektron gərginlikverən qabaqlayıcı təbəqə kimi işləyir: sistem təhlükə gördükdə elektrik motoru ilə kəməri çəkir, təhlükə keçərsə geri yumşaldır. Amma real qəlama düşərsə geri qaytarıla bilən bu sistem kifayət etmir; o nöqtədə piroteknik gərginlikverənin bir atışlıq, çox daha güclü sıxması işə düşür. Yəni biri xəbərdarlıq və hazırlıq, digəri son xilasetmə addımı kimi düşünə bilərsən.

Bütün bu mənzərəyə baxanda təhlükəəmələgətirən kəmərin bizim düşündüyümüzdən çok daha ağıllı bir sistem olduğunu qəbul etmək lazımdır. Sadəcə bir kəmər deyil; sensorlar, idarəetmə vahidi, piroteknik itələyicidən və mexaniki enerji idarəçisindən ibarət, ilk millisaniyələrdən son ana qədər planlı işləyən bir müdafiə xəttidir. Növbəti dəfə kəmər taxarkən makaraya bir "təşəkkür" deməyi unutma - o kiçik qutu, sən fərq etmədən həyatının ən kritik on beş millisaniyəsini idarə edə bilər.

Mənbələr

• Təhlükəsizlik kəmərlərinin ölüm hallarının azalmasına təsirini artırmaqda gərginlik vericilərin və yük məhdudlaşdırıcıların səmərəliliyi (NHTSA DOT HS 811 835)
• Gərginlik vericilər və yük məhdudlaşdırıcılar ilə NCAP test təkmilləşdirmələri (NHTSA 809562)
• Təhlükəsizlik kəməri gərginlik vericisi nə vaxt aktivləşir?
• Təhlükəsizlik kəməri gərginlik vericisinin məqsədi nədir?
• Yük məhdudlaşdırıcılar - Təhlükəsizlik kəmərləri necə işləyir
• US20060017276A1 - Təhlükəsizlik kəməri gərginlik vericisi
• Euro NCAP lüğəti