یکی از اصلی‌ترین مواردی که از همان اولین سال‌های ساخت خودروهای سواری احتراقی مورد توجه بوده و هر روز بیش از پیش به دغدغه خودروسازان و طراحان این صنعت تبدیل می‌شود، تأمین ایمنی هرچه بیشتر راننده و سرنشینان است. در واقع این دغدغه با پیشرفت تکنولوژی، پیشرفت صنعت خودروسازی، افزایش تعداد خودروها در جهان، بیشتر شدن سرعت و شتاب آن‌ها و در کل افزایش خطرات رانندگی جدی‌تر شد. در نتیجه طراحان مشغول در صنعت خودروسازی، همواره سعی می‌کنند از تکنولوژی‌ها و ابزارهای جدیدتری برای رسیدن به خودرویی ایمن‌تر استفاده کنند. استفاده از کمربند ایمنی یکی از همین تلاش‌ها است که از اولین روز ورودش به این صنعت تاکنون تحولات بسیاری به خود دیده است. امروز قصد داریم درباره این قطعه که در بین اجزای سیستم تجهیزات ایمنی خودرو قرار می‌گیرد بیشتر صحبت کرده و از انواع و تاریخچه آن بیشتر بدانیم. با ما همراه شوید.
عناوین این مطلب
کمربند ایمنی خودرو چیست و چه تاریخچه‌ای دارد؟
بسیاری کمربند ایمنی را اولین اختراع بشر در زمینه ایمن‌سازی خودروها می‌دانند. این قطعه، وسیله یا جزء از خودرو را می‌توان مؤثرترین بخش از تجهیزات ایمنی خودروها دانست که سالانه جان میلیون‌ها انسان را نجات می‌دهد. به‌طوری‌که برای مثال اگر حتی هنگام تصادف رانندگی ایربگ باز شود اما کمربند ایمنی بسته نباشد باز هم ایمنی سرنشین تأمین نمی‌شود.
ایده استفاده از این ابزار در اواخر قرن ۱۹ میلادی در هواپیماها شکل گرفت که از نوع دو نقطه‌ای بود. به کار گرفتن این ایده در خودروسازی تا اواسط قرن بیستم، گاهی دیده می‌شد اما از آنجا که کارایی چندانی نداشت، مورد استقبال قرار نمی‌گرفت. از نیمه قرن بیستم یعنی سال ۱۹۵۸، با اختراع کمربند ایمنی سه نقطه‌ای استفاده از آن در خودروها رواج یافت. کمربندهای دو نقطه‌ای که کمربند ران نیز نامیده می‌شدند، چیزی شبیه به کمربندهای ردیف عقب خودروها و کمربندهای امروزی هواپیماها بودند. استفاده از این کمربند اولین‌بار توسط فورد به‌عنوان بسته امنیتی ثابت و استاندارد در تمامی محصولات این کمپانی برای خریداران در نظر گرفته شد.
استفاده از کمربند سه نقطه‌ای ابتدا توسط کمپانی ساب صورت گرفت و کمتر از یک سال بعد یعنی در سال ۱۹۵۹ به‌عنوان اختراع ثبت‌شده به کار گرفته شد و در بین تجهیزات استاندارد این خودروسازی قرار گرفت. کمربندهای ایمنی سه نقطه‌ای همان چیزی هستند که امروزه در ردیف جلوی تمامی خودروها شاهد هستیم.
اجزای کمربند ایمنی خودرو
کمربندهای ایمنی سه نقطه‌ای در واقع در سه نقطه به خودرو وصل می‌شوند. در دو نقطه که روی دیواره کنار سرنشین و بالا و پایین هم قرار دارند از غلتک‌های مخصوص استفاده می‌شود و در نقطه‌ای که سمت مقابل است و نزدیک به کنسول میانی، کمربند به ضامن خود قفل می‌شود.
خود کمربند نیز تسمه‌ای بافته شده از الیاف مصنوعی است که بافت آن به بسیار متراکم و فشرده صورت می‌گیرد. یکی از غلتک‌ها یا قرره‌ها نیز به مکانیزم پیش‌کشنده مجهز است که این مکانیزم از طریق فنر پیچشی موجود در غلتک عمل می‌کند. این همان بخشی است که شما را مجبور می‌کند هنگام استفاده از کمربند آن را بکشید و پس از قفل کردن آن، بخش اضافه کشیده شده بر جای خود بازگردد و کمربند همواره با طول بهینه و محکم شدن روی بدن از شما محافظت کند. این غلتک همچنین توسط یک چرخ دندانه‌دار در مواقع اضطراری قفل می‌شود تا حرکت سرنشین را محدود نماید.
فرآیند عملکرد کمربند ایمنی جمع شونده
همان‌طور که در توضیحات اجزای کمربند گفته شد، تسمه اصلی این وسیله ایمنی خودرو، در ساده‌ترین نوع هم به یک مکانیزم جمع کننده خودکار متصل است. این مکانیزم که با غلتک یا چرخ‌دنده مخصوص و یک فنر پیچشی تکمیل می‌شود، نیروی لازم برای حرکت خود را با شارژ این فنر به دست می‌آورد. به این ترتیب که وقتی تسمه توسط شما کشیده می‌شود، این چرخ‌دنده (غلتک) که تسمه به دور آن پیچیده است در جهت خلاف حرکت عقربه‌های ساعت می‌چرخد و فنر پیچشی آن نیز در همین جهت جمع شده و به نوعی شارژ می‌شود.
وقتی شما تسمه را رها می‌کنید، فنر در راستای خالی کردن انرژی ذخیره شده‌اش، در جهت حرکت عقربه‌های ساعت باز شده و غلتک را نیز به حرکت در می‌آورد. به این ترتیب اضافه تسمه با چرخ‌دنده مجدد جمع شده و کمربند روی بدن شما محکم می‌شود. اما اگر رها شدن تسمه با کشیدن آن به همین راحتی امکان پذیر باشد، کمربند ایمنی خودرو کارایی خود را از دست خواهد داد. چرا که با حرکت رو به جلوی بدن سرنشین هنگام تصادف کمربند نیز آزاد شده و همراه او می‌رود. بنابراین کمربند ایمنی خودروها علاوه بر این مکانیزم جمع شونده به یک مکانیزم قفل شونده با محدود کننده نیز مجهز هستند که در مواقع تصادف وارد عمل می‌شود. این مکانیزم به دو دلیل وارد مدار می‌شود:
- حرکت و کشش ناگهانی تسمه
- حرکت و تکان شدید خودرو
احتمالا پیش آمده که هنگام کشیدن کمربند ایمنی خودرو، متوجه قفل شدن آن شده باشید. بله، در صورتی که تسمه کمربند با شتاب و ناگهانی از روی غلتک کشیده شود، مکانیزم قفل شونده آن وارد مدار می‌شود. در ادامه بیشتر این دو حالت را توضیح می‌دهیم.
حرکت و کشش ناگهانی تسمه
در این حالت، فنر تسمه به یک اهرم مخصوص متصل است. این اهرم که به قرقره وصل شده، در حالت حرکت عادی مانع از فعالیت فنر یا غلتک نمی‌شود. اما سرعت حرکت برای این اهرم و فنر از پیش مشخص شده است و در صورت افزایش ناگهانی این سرعت، نیروی وارده به فنز موجب می‌شود تا اهرم یا زبانه از جای خود خارج شده در برابر دندانه چرخ‌دنده قرار بگیرد و مانع حرکت آن شود. به این ترتیب تسمه قفل می‌شود.
۵ عادت رانندگی با خودروهای دنده‌ای که به ضررتان تمام می‌شود
حرکت و تکان شدید خودرو
در این حالت، یک وزنه به شکل پاندول به یک ضامن وصل است. این زمان نیز در حالت غیر فعال تنها در نزدیکی چرخ‌دنده تسمه قرار دارد. با حرکت وزنه مذکور، ضامن فعال شده و وارد مدار می‌شود، در برابر چرخ‌دنده قرار گرفته با دنده‌های آن درگیر می‌شود و از حرکت بیشتر آن‌ها ممانعت می‌کند. به این ترتیب تسمه قفل می‌شود. حرکت این وزنه پاندولی، در اثر حرکت شدید خودرو تنش وارده به بدنه اتفاق می‌افتد.
نحوه عملکرد کمربندهای ایمنی پیش‌کشنده
آنچه در مورد کمربندهای ایمنی جمع‌شونده شرح داده شد، درباره نسل قبلی کمربندهای ایمنی خودروها بود. اما با پیشرفت تکنولوژی در صنعت خودروسازی و در راستای هرچه ایمن‌تر کردن خودروها، کمربندهای ایمنی جدید از نوع پیش‌کشنده وارد بازار شدند.
این کمربندها که به جهت تأمین هرچه بیشتر ایمنی سرنشینان ابداع شدند، مکانیزمی دقیق‌تر و کامل‌تر را اجرا می‌کنند تا تسمه کمربند با دقت بیشتری روی بدن سرنشین محکم شود و محدوده حرکت بدن را حین تصادف بیش از پیش محدود کند. این سیستم که اولین‌بار توسط مرسدس بنز مورد استفاده قرار گرفت، به کمک یک موتور الکتریکی سلونوئیدی یا مواد پیروتکنیک هدایت می‌شود. این موتور به یک پردازنده مرکزی متصل است که فعالیت ایربگ‌ها را نیز کنترل می‌کند. این پردازشگر با دریافت اطلاعات حسگرها یا سنسورهای حساس به حرکت و سرعت که به کار تشخیص تصادف رانندگی می‌پردازند، ابتدا پیش‌کشنده و سپس ایربگ‌ها را فعال می‌کند. با فعال شدن موتور سلونوئیدی یا انفجار مواد پیروتکنیک، نوار کمربند متوقف شده و مانع از حرکت بدن سرنشین می‌شود.
فرایند محدودکننده نیرو
پیشتر با وارد مدار شدن پیش‌کشنده‌ها و قفل‌کننده‌ها هنگام تصادف‌ها، شدت حرکت بدن رو به جلو، موجب وارد آمدن فشار شدید بر سرنشین و گاهی آسیب‌های خیلی جدی به او می‌شد. این آسیب‌ها که معمولا با کوفتگی، کبودی، شکستگی و گاهی حتی مرگ همراه می‌شد، به دلیل محکم شدن بیش از حد تسمه و اینرسی بالای بدن بود.
به این ترتیب طراحان خودروساز، بر آن شدند تا از سیستمی برای محدود کردن این نیرو استفاده کنند. این عمل با بلندتر شدن طول کمربند هنگام قفل شدن آن ممکن بود. اما فرآیند قفل شدن و آزادتر شدن تسمه در تضاد بودند. همچنین این افزایش طول و آزادسازی باید در حد بسیار محدودی صورت می‌گرفت. بنابراین بخشی از تسمه، به نحوی روی هم تا شده و دوخته شد. این دوخت به نوعی صورت گرفت که با اعمال فشار باز و کمربند کمی رها شود. همچنین این دوخت تنها زمانی باز می‌شود که فشار وارده به تسمه خیلی زیاد باشد. یعنی وقتی که احتمال آسیب رسیدن به سرنشین به میان می‌آید.
البته مکانیزم جدیدتری نیز برای ایجاد این محدودیت به کار گرفته می‌شود که در آن از یک میله مخصوص در مکانیزم پیش کشنده استفاده می‌شود. این میله با وارد شدن فشار بسیار زیاد به تسمه وارد عمل شده، اهرم را برای مدت کمی (در حد یک ثانیه) رها می‌کند تا کمی تسمه آزاد شود.
انواع کمربند ایمنی خودرو
علاوه بر کمربندهای ایمنی دو نقطه‌ای که استفاده از آن‌ها سال‌ها پیش منسوخ شده و کمربندهای سه نقطه‌ای قفل‌شونده و پیش‌کشنده، انواع دیگری از کمربندهای ایمنی در خودروها به کار گرفته می‌شود که تا حد زیادی به مدل خودرو و کارایی آن بستگی دارد. با هم این مدل‌ها را بررسی می‌کنیم.
۱. کمربند اتوماتیک
استفاده از این نوع کمربند اولین‌بار در سال ۱۹۷۵ و در فولکس واگن اتفاق افتاد. اما در ادامه، بین برخی خودروسازان دیگر نیز رایج شد. هرچند این کمربندها برای کودکان مناسب نبود. استفاده از کمربند ایمنی اتوماتیک با رواج استفاده از کیسه هوا منسوخ شد. این کمربندها که شامل یک بخش مورب بودند، با سوار شدن سرنشین و روشن شدن خودرو به صورت اتوماتیک جلو می‌آمدند تا از سرنشین محافظت کنند. البته کمربند اتوماتیک شامل دو تکه بود. یک تکه مورب و خودکار که روی بدن و تنه می‌نشست و بخش ران که روی پا به صورت دستی بسته می‌شد.
۲. کمربند ایمنی چسبیده به صندلی
این نوع کمربند نیز از ابتکارات مرسدس بنز است. در این نوع کمربند، بخشی که روی تنه می‌نشیند در ازای ستون بدنه، روی صندلی وصل می‌شود و غلتک‌ها درون صندلی کار گذاشته می‌شوند. درصد ایمنی و محافظت این نوع کمربند نسبت به مدل ستونی، بیشتر است.
آیا ایمن‌ترین خودروها در بازار ایران را می‌شناسید؟
۳. کمربند چهار نقطه‌ای
این کمربند نیز از نوع متصل به صندلی است و استفاده از آن چندان رایج نیست. معمولا برای خودروهای اسپرت و سرعتی به کار می‌رود.
۴. کمربند ایمنی پنج نقطه‌ای
کمربندهای ایمنی پنج نقطه‌ای که از محافظت بسیار بالایی برخوردارند، محدودیت زیادی نیز برای راننده و سرنشین ایجاد می‌کنند. به همین دلیل در صندلی کودک و در خودروهای مسابقه‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند. این نوع کمربند دارای دو تسمه شانه‌ای و یک تسمه اضافه رانی است. این تسمه اضافه یک اتصال را بین ران‌ها ایجاد می‌کند.
۵. کمربند ایمنی شش نقطه‌ای
این نوع کمربند ساختاری شبیه به کمربند پنج نقطه‌ای دارد و اتصالات آن روی بدنه است. با این تفاوت که به جای کمربند اضافی بین دو پا، از دو تسمه استفاده می‌شود که روی هر پا به صورت مجزا می‌نشیند. استفاده از این نوع کمربند به دلیل برخی حوادث در مسابقات اتومبیل‌رانی در خودروهای رالی رایج شد.
البته باید گفت موارد ذکر شده تنها انواع کمربند ایمنی مورد استفاده در صنعت خودروسازی است و ممکن است در جایی با عنوان دیگری مانند کمربندهای ایمنی هفت‌نقطه‌ای نیز مواجه شوید که هنوز در این صنعت جایی ندارد.
سخن آخر
در این مقاله با انواع کمربند و ویژگی‌های هرکدام آشنا شدیم. با توجه به مطلبی که مطالعه کردید، فکر می‌کنید کمربند خودروی شما چه نوع کمربندی است؟ به نظرتان بستن کمربند واقعا از شما در برابر اتفاقات ناخواسته رانندگی حفاظت می‌کند یا به‌خاطر ترس از جریمه شدن کمربند می‌بندید؟ لطفا دیدگاهتان را برایمان بنویسید. مشتاقانه منتظریم ببینیم نظرتان چیست.