汽車安全氣囊的發(fā)展與應(yīng)用《畢業(yè)論文》.doc

濱海職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文濱海職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文汽車安全氣囊的發(fā)展與應(yīng)用姓 名： 指導(dǎo)教師： 專 業(yè)： 班 級(jí)： 20XX年XX月XX日目 錄摘要.2前言.31.安全氣囊的國(guó)內(nèi)外發(fā)展史.41.1國(guó)外安全氣囊的發(fā)展.41.2安全氣囊的國(guó)內(nèi)發(fā)展史.52.安全氣囊的重要組成.63.安全氣囊的分類.73.1駕駛員用安全氣囊.73.2前排成員用安全氣囊.73.3側(cè)撞安全氣囊.73.4排座成員用安全氣囊.74.安全氣囊的工作原理.75.使用安全氣囊的注意事項(xiàng).95.1安全操作規(guī)范.95.2啟爆后安全氣囊處理.105.3對(duì)事故中沒(méi)有啟爆的氣囊的檢查.106.安全氣囊的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì).11參考文獻(xiàn).13致 謝.14摘 要現(xiàn)在，隨著汽車技術(shù)的進(jìn)步和道路條件的改善，汽車行駛的速度越來(lái)越快，車流量也越來(lái)越大，安全隱患也越來(lái)越嚴(yán)重，交通事故逐年遞增。因此，確保汽車行駛的安全性，解決乘車人員的安全越來(lái)越受到人們的重視。而在汽車上裝配安全氣囊就是一種有效的解決方法。本文主要對(duì)汽車安全氣囊的發(fā)展與應(yīng)用進(jìn)行概述。關(guān)鍵詞： 汽車 技術(shù) 安全前 言 汽車安全系統(tǒng)是汽車電子領(lǐng)域增長(zhǎng)最快的一部分。汽車的安全設(shè)計(jì)在整車設(shè)計(jì)中所占的比例也越來(lái)越大。汽車安全性分為主動(dòng)安全和被動(dòng)安全兩種，主動(dòng)安全系統(tǒng)旨在提高車輛行駛的穩(wěn)定性，防范事故于未然。被動(dòng)安全系統(tǒng)是事故發(fā)生后開(kāi)始起作用，以減緩事故嚴(yán)重程度。汽車安全氣囊屬于被動(dòng)安全系統(tǒng)。我國(guó) 2000 年實(shí)施了 CMVDR 294 關(guān)于正面碰撞乘員保護(hù)的設(shè)計(jì)規(guī)則，該法規(guī)等效于歐洲 ECER94 法規(guī)。最近，我國(guó)的側(cè)面碰撞法規(guī)已經(jīng)開(kāi)始實(shí)施，這將對(duì)我國(guó)車輛的碰撞安全性能和駕乘人員保護(hù)系統(tǒng)提出更高的要求。汽車安全法規(guī)體系的不斷完善，將帶動(dòng)中國(guó)汽車電子市場(chǎng)的發(fā)展。1.安全氣囊的國(guó)內(nèi)外發(fā)展史1.1國(guó)外安全氣囊的發(fā)展安全氣囊的雛形是美國(guó)人 Jhon.W.Hetrick 發(fā)明的安全氣墊。1952 年 Hetrick 發(fā)明了他自己之稱為“汽車安全氣墊”的裝置，用來(lái)減輕急剎車或正面碰撞帶來(lái)的嚴(yán)重傷害。這是一種純機(jī)械裝置。用于使氣囊膨脹的壓縮空氣貯存在一個(gè)壓力容器中，連接著彈簧的質(zhì)量塊用來(lái)感應(yīng)汽車的減速度。當(dāng)質(zhì)量塊產(chǎn)生位移時(shí)，能打開(kāi)一個(gè)閥使壓力空氣從壓力容器中沖出來(lái)，以使氣囊膨脹。氣囊可裝在方向盤中、手套箱門上、儀表板上部以及前排座椅的靠背。 早期的空氣囊主要用于與其它安全裝置一起防止飛機(jī)著陸時(shí)與地面的碰撞。1960 年，安全氣囊技術(shù)開(kāi)始在原有的基礎(chǔ)上研制并轉(zhuǎn)為民用。 60年代末, 美國(guó)高速公路交通安全委員會(huì)(NHTSA)開(kāi)始建議制定一個(gè)可選擇的安全氣囊法則, 鼓勵(lì)汽車廠商去發(fā)展安全氣囊。 70 年代, 美國(guó)通用、福特, 德國(guó)奔馳，日本豐田等汽車公司以及美國(guó) MORTON 公司、TRW 公司、德國(guó) TEMIC 公司、ICT 研究院、日本 DAICEL 公司、瑞典 AUTOLIV 公司等均開(kāi)始投入大量資金和人力研究與發(fā)展安全氣囊, 其中 1971 年 5 月德國(guó)的一個(gè)研究小組成功地將火箭推進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于汽車安全氣囊。這些綜合力量使安全氣囊的研究與發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)全新的發(fā)展階段。1984 年, 美國(guó)高速公路交通安全委員會(huì)(NHTSA) 在著名的“聯(lián)邦汽車安全標(biāo)準(zhǔn)”中的 208 條款乘員碰撞保護(hù)(Federal MotorVehicl Safety Standard208, 簡(jiǎn)稱 FMVSS208) 中增加了安裝氣囊的要求, 這為安全氣囊的發(fā)展和使用提供了一個(gè)明確的法則及指導(dǎo)方向。FMVSS208 條款是汽車安全氣囊發(fā)展史上的一個(gè)重要的里程碑。此后, 歐洲也頒布了 ECER94 法規(guī), 緊接著日本豐田、本田, 美國(guó)福特、克萊斯勒, 德國(guó)寶馬, 瑞典富豪等汽車公司紛紛開(kāi)始銷售配有安全氣囊的汽車。 20 世紀(jì) 90 年代后期, 美國(guó)、歐共體、日本已正式立法在汽車上配置安全氣囊, 雙氣囊已成為絕大多數(shù)主流轎車的標(biāo)準(zhǔn)件。 安全氣囊由美國(guó)人約翰赫特里特（JohnHotrich ）發(fā)明。他是一位自學(xué)成才的阿賓夕法尼亞州工程師。1952 年，在遭遇一次事故后，他萌發(fā)了設(shè)計(jì)撞車安全裝置的想法。在這次事故中，約翰為躲避一個(gè)障礙物而猛打方向盤進(jìn)行制動(dòng)，他和妻子都用手臂本能地保護(hù)坐在前座中間位置上的女兒。這次事故后他意識(shí)到必須要有一個(gè)良好的方法來(lái)保護(hù)乘員，兩周之后他繪好了設(shè)計(jì)圖紙交給了代理人，這份圖紙確定了今天安全氣囊的雛型。1953 年 8 月 18 日，他獲得了 汽車緩沖安全裝置 的美國(guó)專利。 安全氣囊從 1952 年就取得了專利，但在應(yīng)用推廣中經(jīng)歷了幾上幾下的波折，足足走過(guò)了 30 多年的漫長(zhǎng)路途。直至 1984 年，汽車碰撞安全標(biāo)準(zhǔn)(FMVSS208) 在美國(guó)經(jīng)多次被廢除后又重新被認(rèn)可并開(kāi)始實(shí)施，其中規(guī)定從 1995 年 9 月 1 日以后制造的轎車前排座前均應(yīng)裝備安全氣囊，同時(shí)還要求 1998 年以后的新轎車都裝備駕駛者和乘客用的安全氣囊，自此才確認(rèn)了安全氣囊的作用。如今，這個(gè)在當(dāng)年頗具創(chuàng)意性的發(fā)明已轉(zhuǎn)為千百萬(wàn)個(gè)產(chǎn)品，種類也發(fā)展為正面氣囊、側(cè)面氣囊、安全氣簾等等。各國(guó)生產(chǎn)的中高級(jí)轎車，大多數(shù)都裝有安全氣囊，有些轎車已將安全氣囊列入必裝件。在國(guó)內(nèi)，隨著 CMVDR294 碰撞安全法規(guī)的開(kāi)始實(shí)施，國(guó)內(nèi)消費(fèi)者對(duì)汽車被動(dòng)安全性能的要求也越來(lái)越高，但目前除了極少數(shù)高級(jí)車裝備了側(cè)面氣囊之外，大部分車型還只是安裝了正面氣囊。 安全氣囊在近幾年得到了飛速的發(fā)展，價(jià)格大幅度下降，裝備了安全氣囊的轎車也從過(guò)去的中高級(jí)轎車向中低級(jí)轎車發(fā)展。同時(shí)，有些轎車前排安裝了乘客用的安全氣囊（即雙安全氣囊規(guī)格），乘客用的安全氣囊與駕車者用的安全氣囊相似，只是氣囊的體積要大些，所需的氣體也多一些而已。進(jìn)入 90 年代以來(lái)，安全氣囊的安全性能已被人們普遍接受，并被視為一種現(xiàn)代化和高檔次的安全裝置。了解安全氣囊的工作原理及注意事宜對(duì)我們更好的保護(hù)自己有很重要的作用，但對(duì)于駕駛員來(lái)說(shuō)，安全駕駛才是第一位的，這是任何先進(jìn)的安全裝置都無(wú)法替代的。 1.2安全氣囊的國(guó)內(nèi)發(fā)展史我國(guó)對(duì)汽車安全氣囊的研究起步較晚。上個(gè)世紀(jì) 80 年代末我國(guó)的一些汽車碰撞安全和軍工專家才開(kāi)始關(guān)注汽車安全氣囊的研究和發(fā)展。 隨著世界汽車進(jìn)軍我國(guó)，我國(guó)的汽車工業(yè)迎來(lái)了前所未有的發(fā)展契機(jī)。1992 年，我過(guò)自行研制的 FS-01 安全氣囊通過(guò)撞車試驗(yàn)。我國(guó)的政策法規(guī)也對(duì)我國(guó)汽車工業(yè)的發(fā)展提供了良好的發(fā)展空間。在我國(guó)“九五”規(guī)劃期間和“十五”規(guī)劃中, 國(guó)家經(jīng)貿(mào)委和汽車行業(yè)將安全氣囊列為我國(guó)汽車零配件三大重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目( 電子噴油系統(tǒng)、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)和安全氣囊系統(tǒng)) 之一, 尤其是在 1999 年 1 0 月 28 日, 國(guó)家機(jī)械工業(yè)局發(fā)布關(guān)于正面碰撞乘員保護(hù)的設(shè)計(jì)規(guī)則( CMVDR294) 。這個(gè)設(shè)計(jì)規(guī)則明確提出對(duì)汽車乘員在發(fā)生汽車碰撞時(shí)的安全標(biāo)準(zhǔn)。所述的安全要求。CMVDR294 的發(fā)布間接地對(duì)汽車配置安全氣囊提出了新的要求, 這無(wú)疑是中國(guó)安全氣囊發(fā)展史上的一個(gè)進(jìn)步, 同時(shí)也對(duì)安全氣囊的研究與發(fā)展指明了正確的方向和注入了新的活力。 在十多年的研究與發(fā)展過(guò)程中, 國(guó)內(nèi)許多大學(xué)與事業(yè)公司的研究與產(chǎn)品已初具基礎(chǔ), 其中部分研究與技術(shù)已接近國(guó)際水平。清華大學(xué)的黃世霖等人在汽車碰撞實(shí)驗(yàn)研究中, 系統(tǒng)地研究了多種國(guó)產(chǎn)汽車中安全氣囊的匹配技術(shù)對(duì)汽車安全氣囊的點(diǎn)火控制模擬、汽車碰撞的過(guò)程模擬和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證以及有關(guān)軟件在汽車安全氣囊系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用等方面作了大量工作, 對(duì)國(guó)內(nèi)的汽車安全氣囊研究具有重要的指導(dǎo)作用。坐落在錦州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)的錦恒公司是國(guó)內(nèi)唯一一家具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的汽車安全氣囊生產(chǎn)企業(yè)，其生產(chǎn)能力和所占市場(chǎng)份額在國(guó)內(nèi)最大。錦恒公司建有國(guó)內(nèi)一流的研發(fā)中心，實(shí)驗(yàn)室通過(guò)了國(guó)家 CNAL 認(rèn)證，具有正面碰撞、角度碰撞、柱撞、側(cè)面撞等實(shí)車碰撞試驗(yàn)?zāi)芰团_(tái)車試驗(yàn)?zāi)芰?。公司的主要碰撞、檢測(cè)設(shè)備和組裝生產(chǎn)線均由國(guó)外引進(jìn)，技術(shù)裝備水平國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。他們通過(guò)引進(jìn)美國(guó)公司的安全氣囊生產(chǎn)技術(shù)，開(kāi)發(fā)出填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白的機(jī)械式安全氣囊產(chǎn)品；與一汽汽研所共同承擔(dān)了國(guó)家 “九五”汽車電子產(chǎn)品攻關(guān)計(jì)劃，開(kāi)發(fā)出具有獨(dú)立知 識(shí)產(chǎn)權(quán)的電子式安全氣囊產(chǎn)品。目前，該公司共為國(guó)內(nèi) 20 多個(gè)汽車生產(chǎn)廠家的 30 多個(gè)車型研發(fā)、配套安全氣囊，已形成單班年產(chǎn) 20 萬(wàn)套安全氣囊總成、120 萬(wàn)只氣囊、15 萬(wàn)只飾蓋的生產(chǎn)能力，是國(guó)內(nèi)同行業(yè)中首家實(shí)現(xiàn)為整車配套的企業(yè)。近年，他們還與國(guó)際著名的安全氣囊供應(yīng)商簽訂加工安全氣囊零部件的協(xié)議，產(chǎn)品將走向歐洲、北美等國(guó)家。 2000 年以來(lái)，我國(guó)安全氣囊市場(chǎng)需求平均每年都有超過(guò) 200% 的速度在增長(zhǎng)，到 2004 年我國(guó)安全氣囊市場(chǎng)總配套量接近 400 萬(wàn)套。目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)安全氣囊企業(yè)有近 20 家，2004 年產(chǎn)量超過(guò) 200 萬(wàn)套，安全氣囊的國(guó)產(chǎn)化率超過(guò) 50% 。國(guó)內(nèi)安全企業(yè)的生產(chǎn)和配套市場(chǎng)基本上分外資企業(yè)和國(guó)產(chǎn)企業(yè)兩大陣營(yíng)。外資企業(yè)主要以 Autoliv 、Plast、T akawa、Mobis 等為代表，國(guó)內(nèi) 80% 以上的安全氣囊由他們生產(chǎn)，外資企業(yè)占據(jù)著我國(guó)安全氣囊的中高端配套市場(chǎng)。國(guó)產(chǎn)企業(yè)主要是以錦州錦恒、東方久樂(lè)、上海比亞迪等為代表，他們國(guó)內(nèi)安全氣囊的產(chǎn)量只占 15% 左右，主要在一些國(guó)產(chǎn)化的經(jīng)濟(jì)型乘用車有所配套。我國(guó)安全氣囊在經(jīng)歷安全氣囊的進(jìn)口高峰后，進(jìn)口安全氣囊的高速增長(zhǎng)是勢(shì)頭已經(jīng)跌落，2005 年上半年已經(jīng)出現(xiàn)進(jìn)口負(fù)增長(zhǎng)。目前，進(jìn)口安全氣囊在國(guó)內(nèi)配套市場(chǎng)所占比重不到一半。2004 年底開(kāi)始，跨國(guó)安全氣囊企業(yè)相繼在中國(guó)投資氣囊組件的生產(chǎn)，加強(qiáng)了安全氣囊上游零部件本地化供應(yīng)配套的能力。到 2 007 年，我國(guó) 80% 以上的安全氣囊組件將實(shí)現(xiàn)本地化生產(chǎn)。目前，我國(guó)安全氣囊零部件 ECU 、氣體發(fā)生器、氣袋、布料的國(guó)內(nèi)采購(gòu)率只有 5% 左右，氣囊組件配套還有很大的發(fā)展空間。 2.安全氣囊的重要組成駕駛員處的安全氣囊是存放在方向盤襯墊內(nèi)，因此，當(dāng)您看見(jiàn)方向盤上標(biāo)有SRS 或Airbag字樣，就可知此車裝有安全氣囊。安全氣囊系統(tǒng)主要由傳感器、微處理器、氣體發(fā)生器和氣囊等主要部件組成。傳感器和微處理器用以判斷撞車程度，傳遞及發(fā)送信號(hào)；氣體發(fā)生器根據(jù)信號(hào)指示產(chǎn)生點(diǎn)火動(dòng)作，點(diǎn)燃固態(tài)燃料并產(chǎn)生氣體向氣囊充氣，使氣囊迅速膨脹。氣囊裝在方向盤轂內(nèi)緊靠緩沖墊處，其容量約 5 0 至 90 升不等，做氣囊的布料具有很高的抗拉強(qiáng)度，多以尼龍材質(zhì)制成，折疊起來(lái)的表面附有干粉，以防安全氣囊粘著在一起在爆發(fā)時(shí)被沖破；為了防止氣體泄漏，氣囊內(nèi)層涂有密封橡膠；同時(shí)氣囊設(shè)有安全閥，當(dāng)充氣過(guò)量或囊內(nèi)壓力超過(guò)一定值時(shí)會(huì)自動(dòng)泄放部分氣體，避免將乘客擠壓受傷；氣囊中所用的氣體多是氮?dú)狻?Srs 中電控系統(tǒng)中的傳感器，按其功能可分為碰撞強(qiáng)度傳感器和防護(hù)碰撞傳感器；而碰撞強(qiáng)度傳感器按其安置位置又可分為包括左前碰撞傳感器，右前碰撞傳感器和中央碰撞傳感器的前碰撞傳感器和中心碰撞傳感器兩種。 碰撞傳感器和防護(hù)碰撞傳感器串連在一起，其功能都是檢測(cè)車輛發(fā)生碰撞時(shí)的慣性力或減速度值，并把信號(hào)傳輸給 srs 的 e cu。所不同的是，碰撞強(qiáng)度傳感器是用來(lái)檢測(cè)車輛發(fā)生碰撞時(shí)所受碰撞的激烈程度，其信號(hào)是供系統(tǒng)的控制單元判斷是否引爆點(diǎn)火劑 而使氣體發(fā)生劑給氣囊充氣；而防護(hù)碰撞傳感器則是防治碰撞強(qiáng)度傳感器短路而導(dǎo)致安全氣囊誤膨開(kāi)，其信號(hào)是供控制單元判斷是否發(fā)生碰撞。ECU為一獨(dú)立安裝的控制系統(tǒng)，它不與其他系統(tǒng)的控制單元合用，其功能是接受個(gè)傳感器發(fā)來(lái)的信號(hào)并判斷是否引爆使氣囊膨開(kāi)。3.安全氣囊的分類 安全氣囊系統(tǒng)可分為駕駛員用安全氣囊，前排成員安全氣囊，防側(cè)撞安全氣囊和后座成員用安全氣囊。 3.1駕駛員用安全氣囊 駕駛員用安全氣囊是汽車最廣泛采用的安全氣囊，他在車輛發(fā)生碰撞時(shí)對(duì)駕駛員起保護(hù)作用。這種氣囊分為美式和歐式兩種，并安裝在轉(zhuǎn)向盤中。 美式安全氣囊的設(shè)計(jì)原則是嘉定駕駛員未系座椅安全帶時(shí)車輛發(fā)生碰撞，為了更好的保護(hù)駕駛員，所以氣囊體積較大，約 6 0 升。歐式安全氣囊則是假定駕駛員系上安全帶時(shí)車輛發(fā)生碰撞，這時(shí)由于安全帶已起保護(hù)作用，所以其體積較小，通常約為 40 升。 3.2前排成員用安全氣囊 前排成員用安全氣囊也分為歐式，美式兩種。由于前排成員在車內(nèi)的位置不固定，所以設(shè)計(jì)的安全氣囊的體積也較大，以保證在發(fā)生撞車時(shí)成員免受傷害。通常美式前排成員用安全氣囊體積約為 160 升，歐式前排成員安全氣囊設(shè)計(jì)約為 75 升。 3.3側(cè)撞安全氣囊 根據(jù)使用要求的不同，防側(cè)撞安全氣囊可以安裝在車門上橫梁中，車門內(nèi)板中或座椅側(cè)面。安裝在車門上橫梁中的防側(cè)撞安全氣囊，用以保護(hù)乘員的頭部，安裝在車門板內(nèi)的防側(cè)撞安全氣囊和安裝在座椅側(cè)面的防側(cè)撞安全氣囊，用以保護(hù)乘員的胸部和心，肺臟等重要器官。由于空間的限制，通常防側(cè)撞安全氣囊的體積都較小，安裝在車門板內(nèi)的 安全氣囊體積通常為 3540 升，而安裝在座椅側(cè)面的安全氣囊體積僅為 12 升左右。3.4排座成員用安全氣囊 近年來(lái)，由于對(duì)后排座成員的安全防護(hù)的重視，所以在后排座椅上不僅安裝了安全帶，而且還在前排座椅的后面安裝了保護(hù)后排座成員的安全氣囊。 后排座成員安全氣囊在結(jié)構(gòu)上同其他安全氣囊基本相同，其體積通?？蛇_(dá) 100 升。在車輛發(fā)生碰撞并引爆后，安全氣囊 便在后排座乘員與前排座椅間形成一個(gè)防護(hù)氣墊，從而達(dá)到對(duì)后排座成員的保護(hù)作用。4.安全氣囊的工作原理當(dāng)車輛發(fā)生碰撞時(shí)，安全氣囊控樹(shù)模塊快速對(duì)信號(hào)做出處理，確認(rèn)發(fā)生碰撞的嚴(yán)重程度已超出安全帶的保護(hù)能力，便迅速釋放氣囊，使乘員的頭、胸部直接與較為柔軟有彈性的氣囊接觸，從而通過(guò)氣囊的緩：中作用減輕乘員的傷害。一般說(shuō)來(lái)，輕微的碰撞不會(huì)打開(kāi)安全氣囊，只有在車輛正面一定角度范圍內(nèi)才是打開(kāi)安全氣囊的有效碰撞范圍，后碰、側(cè)碰、翻轉(zhuǎn)都不會(huì)引發(fā)安全氣囊打開(kāi)。需要強(qiáng)調(diào)的是，安全氣囊只是輔助，在不系安全帶的狀況下，安全氣囊不但不能對(duì)乘員起到防護(hù)作用，還會(huì)對(duì)乘員有嚴(yán)重的殺傷力。安全氣囊的爆發(fā)力是驚人的，足以擊斷駕駛者的頸椎。因此，系好安全帶是安全氣囊發(fā)揮保護(hù)作用的一個(gè)重要條件。 早期的安全氣囊為機(jī)械式安全氣囊系統(tǒng)，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外氣囊廠家主要采用的是電子式安全氣囊系統(tǒng)?；拘桶踩珰饽蚁到y(tǒng)包含了駕駛員、乘員正面保護(hù)安全氣囊及安全帶預(yù)緊裝置。 電子式安全氣囊系統(tǒng)特點(diǎn)是由傳感器感知車輛運(yùn)動(dòng)情況，由 MCU 監(jiān)控并作出判斷，判斷當(dāng)前的事件是否是嚴(yán)重碰撞事件，如果是嚴(yán)重碰撞事件則驅(qū)動(dòng)氣囊展開(kāi)，保護(hù)駕乘人員的安全。安全氣囊作用過(guò)程為：碰撞發(fā)生后 0 20ms 內(nèi)傳感將信號(hào)輸送到中央電子控制器（ECU ），ECU 判斷6后確認(rèn)是嚴(yán)重碰撞則引發(fā)氣體發(fā)生器，在 20 60ms 內(nèi)高溫、高壓氣體（氮?dú)猓┙?jīng)過(guò)濾冷卻進(jìn)入氣袋，氣袋張開(kāi)形成氣墊，將乘員與車內(nèi)裝備隔開(kāi)，60 100ms 后氣袋排氣孔打開(kāi)，氣囊泄氣并收縮。氣體的阻尼作用吸收了碰撞的能量，緩解了氣囊對(duì)乘員頭部和臉部的壓力，乘員陷入較柔軟的氣囊中，使得乘員得到保護(hù)。最后氣體全部從排氣孔排出，氣囊癟下。為安全氣囊系統(tǒng)基本裝車形式，圖中 DAB 是駕駛員氣囊，PAB 是乘員氣囊，PSB 是安全帶預(yù)緊裝置。 由于安全氣囊系統(tǒng)屬于汽車安全部件，它所采用的電子器件均有較高的特殊性能要求，需要精度高、可靠性好、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。 常規(guī)安全氣囊的電子控制系統(tǒng)包括加速度傳感器和 MCU 等。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外氣囊廠家常用的安全氣囊傳感器為微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）傳感器，MEMS 傳感器的感應(yīng)范圍比較寬，可以感應(yīng) 1G 到 100G 值的加速度，感應(yīng)方向可從單軸向到三軸向，在正面、側(cè)面、垂直三個(gè)方向感應(yīng)汽車碰撞過(guò)程中的加速度變化，并輸出模擬信號(hào)。安全氣囊控制要求 MCU 運(yùn)算能力強(qiáng)、I/O 口充足等，從可靠性角度考慮，需要使用汽車級(jí)的具有一些特殊功能模塊的 MCU 。根據(jù)系統(tǒng)性能的不同要求使用的 MCU 有 8 位、16 位，對(duì)于更復(fù)雜的系統(tǒng)，許多氣囊系統(tǒng)供應(yīng)商已經(jīng)采用了 32 位的高性能。 現(xiàn)代安全氣囊系統(tǒng)由碰撞傳感器，緩沖氣囊，氣體發(fā)生器及控制塊等組成。氣體發(fā)生器。安全氣囊系統(tǒng)要求氣體發(fā)生器能夠在較短的時(shí)間內(nèi)（30 ms 左右）產(chǎn)生大量的氣體充滿氣囊，產(chǎn)生的氣體必須對(duì)人體無(wú)害，且不能溫度太高，同時(shí)要求氣體發(fā)生器有很高的可靠性和穩(wěn)定性。氣體發(fā)生器主要有：壓縮氣體式、煙火式和混合式三種型式?；旌鲜綒怏w發(fā)生器是壓縮氣體式和煙火式相結(jié)合的發(fā)生器，也是目前廣泛應(yīng)用一種 氣體發(fā)生器?？刂蒲b置。一般集成在微計(jì)算機(jī)中。當(dāng)汽車發(fā)生碰撞事故時(shí)，電控裝置接收多個(gè)傳感器傳來(lái)的車身不同位置的減速信號(hào)，經(jīng)過(guò)反復(fù)不斷的分 析、比較、計(jì)算，決定是否發(fā)出點(diǎn)火信號(hào)。要求控制裝置能夠在復(fù)雜的碰撞情況下作出非常準(zhǔn)確的判斷，點(diǎn)火時(shí)刻也必須精確控制。雖然安全氣囊在結(jié)構(gòu)上會(huì)有所不同，但其工作原理基本一致。汽車行駛過(guò)程中，傳感器系統(tǒng)不斷向控制裝置發(fā)送速度變化（或加速度）信息，由控制裝置（中央控制器）對(duì)這些信息加以分析判斷，如果所測(cè)的加速度、速度變化量或其它指標(biāo)超過(guò)預(yù)定值（即真正發(fā)生了碰撞），則控制裝置向氣體發(fā)體發(fā)生器發(fā)出點(diǎn)火命令或傳感器直接控制點(diǎn)火，點(diǎn)火后發(fā)生爆炸反應(yīng)，產(chǎn)生 N2 或?qū)?chǔ)氣罐中壓縮氫氣釋放出來(lái)充滿碰撞氣袋。乘員與氣袋接觸時(shí)，通過(guò)氣袋上排氣孔的阻尼吸收碰撞能量，達(dá)到保護(hù)乘員的目的。 安全氣囊根據(jù)安裝的位置及保護(hù)對(duì)象不同，主要分為：對(duì)駕駛員進(jìn)行保護(hù)的氣囊，裝在方向盤內(nèi)，防止駕駛員與轉(zhuǎn)向盤、儀表板及前擋風(fēng)玻璃發(fā)生碰撞；對(duì)前排乘員進(jìn)行保護(hù)的氣囊，裝在儀表板內(nèi)，防止乘員與儀表板、前擋風(fēng)玻璃發(fā)生碰撞；對(duì)后 排乘員進(jìn)行保護(hù)的氣囊，一般安裝在前排座椅的靠背上后部或頭枕內(nèi)部，防止乘員與前排座椅發(fā)生碰撞。由于后排乘員受到的傷害程度較輕，后座椅安全氣囊一般只在高級(jí)轎車上使用。汽車的安全氣囊內(nèi)有疊氮化鈉、或硝酸銨等物質(zhì)。當(dāng)汽車在高速行駛中受到猛烈撞擊時(shí)，這些物質(zhì)會(huì)迅速發(fā)生分解反應(yīng)，產(chǎn)生大量氣體，充滿氣囊。 新型安全氣囊加入了可分級(jí)充氣或釋放壓力的裝置，以防止一次突然點(diǎn)爆產(chǎn)生的巨大壓力對(duì)人頭部產(chǎn)生的傷害，特別在乘客未佩戴安全帶的時(shí)候，可導(dǎo)致生命危險(xiǎn)。具體形式有： 一分級(jí)點(diǎn)爆裝置，即氣體發(fā)生器分兩級(jí)點(diǎn)爆，第一級(jí)產(chǎn)生約 40%的氣體容積，遠(yuǎn)低于最大壓力，對(duì)人頭部移動(dòng)產(chǎn)生緩沖作用，第二級(jí)點(diǎn)爆產(chǎn)生剩余氣體，并且達(dá)到最大壓力?？偟膩?lái)說(shuō)，兩級(jí)點(diǎn)爆的最大壓力小于單級(jí)點(diǎn)爆。這種形式，壓力逐步增加。 二分級(jí)釋放壓力方式，囊袋上開(kāi)有泄壓孔或可調(diào)節(jié)壓力的孔，分為完全憑借氣體壓力頂開(kāi)的方式或電腦控制的拉片 Tether。這種方式，一開(kāi)始?jí)毫_(dá)到設(shè)定極限，然后瞬時(shí)釋放壓力，以避免過(guò)大傷害。5.使用安全氣囊的注意事項(xiàng)5.1安全操作規(guī)范不正當(dāng)?shù)牟僮?、?chǔ)存、拆卸、安裝或移動(dòng)SRS-40安全氣囊系統(tǒng)都可能會(huì)造成不應(yīng)有的啟爆，這樣會(huì)對(duì)操作者造成傷害或?qū)ο到y(tǒng)產(chǎn)生不良的影響，為了避免維修人員和乘員受傷害，必須遵守以下安全操作規(guī)范：一當(dāng)拆裝發(fā)生器-傳感器和組件時(shí)，應(yīng)站在氣囊展開(kāi)的軌跡之外，并且穿戴好防火手套和防護(hù)鏡，這是一個(gè)預(yù)防措施以防止發(fā)生器-傳感器意外突然啟爆。在此類事故中，熱氣會(huì)從發(fā)生器中產(chǎn)生，發(fā)生器的底座會(huì)變得很熱；二如果發(fā)生器-傳感器總成從0.9m或更高的地方掉下或已被損壞，此發(fā)生器-傳感器就不能再用；三發(fā)生器-傳感器不應(yīng)在溫度超過(guò)52的地方儲(chǔ)存；四. 如果必須要移動(dòng)這個(gè)發(fā)生器-傳感器總成時(shí)，必須從底部凸緣部分抓??；五不要將發(fā)生器-傳感器放入沒(méi)有固定緊的方向盤里，也不要觸動(dòng)發(fā)生器-傳感器或旋轉(zhuǎn)底部的D形孔，以免造成意外的誤啟爆；六維修裝有安全氣囊的轉(zhuǎn)向柱之前，應(yīng)先把發(fā)生器傳感器拆下，因?yàn)閷?duì)轉(zhuǎn)向柱、方向盤或發(fā)生器一個(gè)突然有力的沖擊會(huì)造成系統(tǒng)的損害或誤啟爆；七安裝新的發(fā)生器-傳感器和組件之前，不要將發(fā)生器-傳感器和或組件外部的包裝拆開(kāi)，以免落入異物；八不要撞擊或解剖發(fā)生器-傳感器，它應(yīng)該是密封的以防止同其他化學(xué)藥品接觸。如果發(fā)生器打開(kāi)或金屬容器破裂，里面的化學(xué)藥品就會(huì)泄漏出來(lái)，這些化學(xué)藥品對(duì)人的身體是有害的、易燃的和具有潛在的危險(xiǎn)。如果接觸到產(chǎn)生的氣體并感到皮膚或眼睛在洗完后仍有刺激感，你應(yīng)該盡快請(qǐng)醫(yī)生診治。5.2啟爆后安全氣囊處理在氣囊啟爆之后，SRS系統(tǒng)的金屬件將會(huì)變得非常熱，并且含有殘余的、有刺激的化學(xué)藥品。為避免受到傷害，要帶上手套和防護(hù)鏡而且要等待系統(tǒng)冷卻之后才能觸摸。拆卸已報(bào)廢的SRS系統(tǒng)元件，在處理完啟爆的氣囊之后，要用肥皂和清水清洗雙手和暴露在外的皮膚，并按維修手冊(cè)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)修理汽車，更換SRS安全氣囊系統(tǒng)。5.3對(duì)事故中沒(méi)有啟爆的氣囊的檢查如果SRS系統(tǒng)沒(méi)有啟爆，那么就必須檢查整個(gè)轉(zhuǎn)向柱以保證這些元件符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。如果轉(zhuǎn)向柱、方向盤松動(dòng)，并且方向盤嚴(yán)重受損，這個(gè)氣囊就可能啟爆，這樣可能會(huì)造成非常嚴(yán)重的傷害。做這一步時(shí)，應(yīng)該保證站在氣囊啟爆展開(kāi)軌跡的外面。車輛在發(fā)生碰撞事故之后應(yīng)對(duì)保險(xiǎn)杠、車身覆蓋件、車身骨架以及轉(zhuǎn)向柱等進(jìn)行檢查并修復(fù)。特別值得注意的是：按維修手冊(cè)規(guī)定的程序檢查轉(zhuǎn)向柱，以保證方向柱傳動(dòng)軸和支架沒(méi)有任何變形或收縮。在任何撞擊后，無(wú)論安全氣囊是否啟爆，都要對(duì)SRS系統(tǒng)和下列約束系統(tǒng)元件進(jìn)行檢查：一 儀表板、轉(zhuǎn)向柱固定支架：檢查是否變形、彎曲、裂開(kāi)或其他損傷。二 方向盤：如果SRS-40方向盤彎曲，就要更換一個(gè)全新的SRS-40系統(tǒng)。三 汽車前部保險(xiǎn)杠和車身前部骨架都要按照維修手冊(cè)要求來(lái)修復(fù)6.安全氣囊的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì) 汽車安全系統(tǒng)是汽車電子領(lǐng)域增長(zhǎng)最快的一部分。汽車的安全設(shè)計(jì)在整車設(shè)計(jì)中所占的比例也越來(lái)越大。汽車安全性分為主動(dòng)安全和被動(dòng)安全兩種，主動(dòng)安全系統(tǒng)旨在提高車輛行駛的穩(wěn)定性，防范事故于未然。被動(dòng)安全系統(tǒng)是事故發(fā)生后開(kāi)始起作用，以減緩事故嚴(yán)重程度。汽車安全氣囊屬于被動(dòng)安全系統(tǒng)。我國(guó) 2000 年實(shí)施了 CMVDR 294 關(guān)于正面碰撞乘員保護(hù)的設(shè)計(jì)規(guī)則，該法規(guī)等效于歐洲ECER94 法規(guī)。最近，我國(guó)的側(cè)面碰撞法規(guī)已經(jīng)開(kāi)始實(shí)施，這將對(duì)我國(guó)車輛的碰撞安全性能和駕乘人員保護(hù)系統(tǒng)提出更高的要求。汽車安全法規(guī)體系的不斷完善，將帶動(dòng)中國(guó)汽車電子市場(chǎng)的發(fā)展。據(jù)預(yù)測(cè)，2009 年前排乘客側(cè)面保護(hù)氣囊的安裝率將會(huì)是 2006 年的 2 倍，側(cè)氣簾的安裝率將是 2006 年的 4 倍。隨著科技的發(fā)展和人們對(duì)汽車安全重視程度的提高，汽車安全技術(shù)中的安全氣囊技術(shù)近年來(lái)也發(fā)展得很快，智能化、多安全氣囊是今后整體安全氣囊系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。 新的技術(shù)可以更好地識(shí)別乘客類型，采取不同的保護(hù)措施。系統(tǒng)采用重量、紅外、超聲波等傳感器來(lái)判斷乘客與儀表板遠(yuǎn)近、重量、身高等因素，進(jìn)而在碰撞時(shí)判斷是否點(diǎn)爆氣囊、采用 1 級(jí)點(diǎn)火還是多級(jí)點(diǎn)火、點(diǎn)爆力有多大，并與安全帶形成總體控制。通過(guò)傳感器，氣囊系統(tǒng)還可以判斷出車輛當(dāng)前經(jīng)歷的碰撞形式，是正面碰撞還是角度碰撞，側(cè)面碰撞還是整車的翻滾運(yùn)動(dòng)，以便驅(qū)動(dòng)車身不同位置的氣囊，形成對(duì)乘客的最佳保護(hù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用也是安全氣囊系統(tǒng)的發(fā)展方向。在汽車網(wǎng)絡(luò)中，有一種應(yīng)用面比較窄，但是非常重要的網(wǎng)絡(luò)即 Safe-By-Wire 。 Safe-By-Wire 是專門用于汽車安全氣囊系統(tǒng)的總線，Safe-By-Wire 技術(shù)旨在通過(guò)綜合運(yùn)用多個(gè)傳感器和控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)安全氣囊系統(tǒng)的細(xì)微控制。 Safe-By-Wire Plus 總線標(biāo)準(zhǔn)是由汽車電子供應(yīng)商和部件供應(yīng)商如飛利浦、德?tīng)柛５裙咎岢?。與整車系統(tǒng)常用的 CAN 、FlexRay 等總線相比，Safe-By-Wire 的優(yōu)勢(shì)在于它是專門面向安全氣囊系統(tǒng)的汽車 LAN 接口標(biāo)準(zhǔn)。為了保證系統(tǒng)在汽車出事故時(shí)也不受破壞，Safe-By-Wire 中嵌入有多重保護(hù)功能。比如說(shuō)，即使線路發(fā)生短路，安全氣囊系統(tǒng)也不會(huì)因出錯(cuò)而起動(dòng)。Safe-By-Wire 技術(shù)將會(huì)在汽車安全氣囊系統(tǒng)中獲得廣泛的應(yīng)用。 汽車安全氣囊作為一種設(shè)想提出來(lái)后到今天成為必需的安全裝備在汽車上廣泛應(yīng)用已經(jīng)過(guò)了整整半個(gè)世紀(jì)的歷程。安全氣囊有效地減小了在汽車碰撞事故中乘員的傷亡，它的保護(hù)效果在汽車安全研究領(lǐng)域得到廣泛的認(rèn)識(shí)和高度重視。隨著汽車安全氣囊的普遍推廣應(yīng)用，安全氣囊系統(tǒng)的各關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)均成為汽車安全研究領(lǐng)域的重點(diǎn)。 當(dāng)前安全氣囊新技術(shù)的開(kāi)發(fā)研究可以概括為向著氣囊的智能化、小型化、多樣化、無(wú)污染的方向發(fā)展。 一全氣囊的智能化 傳統(tǒng)的正面碰撞安全氣囊系統(tǒng)是根據(jù)前座乘員的常規(guī)乘座位置和氣囊的理想點(diǎn)火時(shí)刻為原則設(shè)計(jì)的。但是在實(shí)際的汽車碰撞事故中，影響氣