安全氣囊的應(yīng)用與發(fā)展

1、安全氣囊的發(fā)展與應(yīng)用摘要：隨著汽車技術(shù)的的進步和道路條件的改善，汽車行駛的速度是越來越快，車流量也越來越大，它帶給我們的安全隱患也越來越嚴重，每年的交通事故都在遞增。要想確保行車過程中的安全性，解決行車過程中的人員安全越來也受到了我們的重視。在汽車的裝備安全氣囊是現(xiàn)在的一種有效的解決方法，那它的發(fā)展與應(yīng)用怎么樣呢？本文就主要對汽車的安全氣囊的發(fā)展與應(yīng)用進行概述。關(guān)鍵詞：汽車安全氣囊 發(fā)展 應(yīng)用第 8 頁 共 8 頁目 錄 引言6 一、汽車安全氣囊的發(fā)展6 1.國內(nèi)外安全氣囊的發(fā)展62. 國內(nèi)外安全氣囊的評價6 3.汽車安全氣囊的發(fā)展趨勢7二、汽車安全氣囊的結(jié)構(gòu)與工作原理 71.汽車安全氣囊的組

2、成7 2.汽車安全氣囊的種類73安全氣囊的工作原理7三、汽車安全氣囊的應(yīng)用81.安全氣囊打開所需要的條件82.安全氣囊的安全性83.安全氣囊的使用和缺點94.對現(xiàn)在安全氣囊的改進9結(jié)論10參考文獻11引 言近幾年來，人們生活水平的不斷提高，汽車越來越成為人們生活中不可缺少的一部分。在人們都開始有了汽車，公路也不斷完善，汽車在行駛過程中的速度越來越快，加上汽車技術(shù)的不斷發(fā)展，車速，車流量都是一個問題，從而引發(fā)了安全的隱患，而這安全隱患如何能去預(yù)防？在人們對技術(shù)的發(fā)展，有了安全氣囊，它可以保護人在汽車發(fā)生事故所引發(fā)的安全問題，而汽車安全氣囊它在今天又如何的去發(fā)展和應(yīng)用呢？ 一、汽車安全氣囊的發(fā)展

3、（一）安全氣囊國內(nèi)外的發(fā)展 使用安全氣囊來保護汽車乘員的想法最先產(chǎn)生于美國，在1952年美國汽車生產(chǎn)者聯(lián)合會在理論上闡述了這樣一種汽車安全系統(tǒng)的必要性。幾乎同時，這種系統(tǒng)的原理圖也繪制了出來。1953年，第一個氣囊的專利就誕生了。但是由于那時技術(shù)的的限制，還不能把這種想法或?qū)＠M行實現(xiàn)，到了1980年的德國開始實現(xiàn)了這個設(shè)想并在汽車安裝了安全氣囊。從此在美國的市場汽車上都出現(xiàn)了這樣的安全系統(tǒng)，隨后又出現(xiàn)了一系列保護乘員頭部軀干和膝部作用的安全氣囊。在我國，對汽車安全氣囊的研究起步較晚。上個世紀 80 年代末我國的一些汽車碰撞安全和軍工專家才開始關(guān)注汽車安全氣囊的研究和發(fā)展。 隨著世界汽車進軍我

4、國，我國的汽車工業(yè)迎來了前所未有的發(fā)展契機。1992 年，我過自行研制的 FS-01 安全氣囊通過撞車試驗。我國的政策法規(guī)也對我國汽車工業(yè)的發(fā)展提供了良好的發(fā)展空間。在十多年的研究與發(fā)展過程中, 國內(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)已接近國際水平。清華大學(xué)的黃世霖等人在汽車碰撞實驗研究中, 系統(tǒng)地研究了多種國產(chǎn)汽車中安全氣囊的匹配技術(shù)對汽車安全氣囊的點火控制模擬、汽車碰撞的過程模擬和實驗驗證以及有關(guān)軟件在汽車安全氣囊系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用等方面作了大量工作, 對國內(nèi)的汽車安全氣囊研究具有重要的指導(dǎo)作用。2000 年以來，我國安全氣囊市場需求平均每年都有超過 200% 的

5、速度在增長，到 2004 年我國安全氣囊市場總配套量接近 400 萬套。目前，國內(nèi)生產(chǎn)安全氣囊企業(yè)有近 20 家，2004 年產(chǎn)量超過 200 萬套，安全氣囊的國產(chǎn)化率超過 50%，到 2 007 年，我國 80% 以上的安全氣囊組件將實現(xiàn)本地化生產(chǎn)。目前，我國安全氣囊零部件 ECU 、氣體發(fā)生器、氣袋、布料的國內(nèi)采購率只有 5% 左右，氣囊組件配套還有很大的發(fā)展空間。 二、國內(nèi)外對安全氣囊的評價 盡管國內(nèi)國外都對安全氣囊的研究與發(fā)展都有一定的基礎(chǔ)和規(guī)模，但是對含有安全氣囊法規(guī)、撞車實驗系統(tǒng)、安全氣囊的設(shè)計、制造和測試等方面還是有待去加強，雖然國內(nèi)外的安全氣囊的研究到了技術(shù)要求，但還是有些不足

6、，比如它的自主權(quán)，傳感器、氣體發(fā)生器和氣囊的技術(shù)規(guī)范及檢測還未達到一個令人滿意的狀態(tài)，因此我們安全氣囊的業(yè)內(nèi)人士還要付出巨大的努力！三、安全氣囊的發(fā)展趨勢汽車安全氣囊作為一種設(shè)想提出來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)過了 整整半個世紀的歷程。安全氣囊有效地減小了在汽車碰撞事故中乘員的傷亡，它的保護效果 在汽車安全研究領(lǐng)域得到廣泛的認識和高度重視。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。當前安全氣囊新技術(shù)的開發(fā)研究可以概括為向著氣囊的智能化、小型化、多樣化、無污染的 方向發(fā)展。(1)安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)

7、前座乘 員的常 規(guī)乘座位置和氣囊的理想點火時刻為原則設(shè)計的。但是在實際的汽車碰撞事故中，影響氣囊 保護性能的因素很多，例如乘員的身高和體重、乘員相對于方向盤或儀表板的位置、碰撞的 劇烈程度等等。不同的碰撞條件及乘員和乘員的位置的變化會導(dǎo)致乘員不是在最佳時刻與氣 囊接觸，從而降低對乘員的保護效果。為了充分發(fā)揮安全氣囊的保護效果，自適應(yīng)式或稱為 智能型安全氣囊的概念也就應(yīng)運而生。近年來，智能型安全氣囊的研究致力于開發(fā)一種能夠最大限度地保護乘員的安全氣囊系統(tǒng)。 這種氣囊系統(tǒng)能夠在汽車碰撞的一瞬間根據(jù)碰撞條件和乘員狀況來調(diào)節(jié)氣囊的工作性能。智能 型氣囊的關(guān)鍵技術(shù)之一是先進的傳感系統(tǒng)和電子運算系統(tǒng)，它們

8、在事故發(fā)生的短暫時刻內(nèi)能 夠提供可靠的碰撞環(huán)境的信息。這些信息包括汽車碰撞的劇烈程度，碰撞的方位，乘員的身 材、體重、位置，乘員是否系有安全帶。智能氣囊系統(tǒng)根據(jù)原有探測的信息作出判決怎樣調(diào) 節(jié)和控制氣囊的工作性能，使氣囊能充分發(fā)揮其保護效果。(2)安全氣囊的小型化縮小安全氣囊總成的體積是當前發(fā)展的趨勢 之一。 新型發(fā)生器工作時，壓縮氣體從氣罐中噴出充滿氣袋。這種發(fā)生器氣體產(chǎn)生率高，因而尺寸 小，便于安裝布置。(3)環(huán)境保護型安全氣囊采用壓縮氣體的氣體發(fā)生器對人體無毒害 ，且易于回收處理，沒有環(huán)境污染的問題。(4)安全氣囊的多樣化駕駛員和前座乘員安全氣囊已成為轎車生產(chǎn) 中的標 準設(shè)備，作為正碰撞

9、事故中的安全措施。側(cè)面碰撞氣囊正在迅速發(fā)展。不同設(shè)計形式的側(cè)碰 撞氣囊可分別安裝在坐椅靠背外側(cè)、車門中部、車身中立柱、車身頂部與車門交界部位。這 些安裝在不同部位的側(cè)碰撞氣囊可分別起到保護乘員頭部、胸部和臀部的作用。四、汽車安全氣囊的結(jié)構(gòu)與工作原理（一）安全氣囊的的組成安全氣囊系統(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；氣體發(fā)生器根據(jù)信號指示產(chǎn)生點火動作，點燃固態(tài)燃料并產(chǎn)生氣體向氣囊充氣，使氣囊迅速膨脹。為了防止氣體泄漏，氣囊內(nèi)層涂有密封橡膠；同時氣囊設(shè)有安全閥，當充氣過量或囊內(nèi)壓力超過一定值時會自動泄放部分氣體，避免將乘客擠壓

10、受傷；氣囊中所用的氣體多是氮氣。 （二）安全氣囊的分類按安全氣囊數(shù)量分類可分為單安全系統(tǒng)，雙安全氣囊系統(tǒng)和多安全氣囊系統(tǒng)： （1）單安全氣囊系統(tǒng)，只是在駕駛員側(cè)的轉(zhuǎn)向盤中安裝拉一個安全氣囊。 （2）雙安全氣囊系統(tǒng)近幾年生產(chǎn)的轎車大多都采用拉雙安全氣囊系統(tǒng)，即在駕駛員側(cè)和前座乘員側(cè)各安裝了一個安全氣囊，如本田雅閣，市民，豐田佳美，馬自達 626,929，福特林肯城市及國產(chǎn)的奧迪 a6 等轎車均采用的是雙安全氣囊系統(tǒng)。（3）多安全氣囊系統(tǒng)多安全系統(tǒng)是指在車上安裝了 3 個或 3 個以上的安全氣囊。例如，瑞典沃爾沃 850,960，通用的別克，上海大眾帕薩特轎車等。（三）安全氣囊的工作原理當車輛發(fā)生

11、碰撞時，安全氣囊控樹模塊快速對信號做出處理，確認發(fā)生碰撞的嚴重程度已超出安全帶的保護能力，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，從而通過氣囊的緩：中作用減輕乘員的傷害?，F(xiàn)在國內(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、乘員正面保護安全氣囊及安全帶預(yù)緊裝置?，F(xiàn)在國內(nèi)外電子式安全氣囊系統(tǒng)特點是由傳感器感知車輛運動情況，由 MCU 監(jiān)控并作出判斷，判斷當前的事件是否是嚴重碰撞事件，如果是嚴重碰撞事件則驅(qū)動氣囊展開，保護駕乘人員的安全。安全氣囊作用過程為：碰撞發(fā)生后 0 20ms 內(nèi)傳感器將信號輸送到中央電子控制器（ECU ），ECU 判斷后確

12、認是嚴重碰撞則引發(fā)氣體發(fā)生器，在 20 60ms 內(nèi)高溫、高壓氣體（氮氣）經(jīng)過濾冷卻進入氣袋，氣袋張開形成氣墊，將乘員與車內(nèi)裝備隔開，60 100ms 后氣袋排氣孔打開，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。最后氣體全部從排氣孔排出，氣囊癟下。下圖中是安全氣囊的工作原理圖：二、汽車安全氣囊的應(yīng)用1.安全氣囊打開所需要的條件安全氣囊打開需要合適的速度和碰撞角度。從理論上講，只有車輛的正前方左右大約60之間位置撞擊在固定的物體上，速度高于30 kmh，這時安全氣囊才可能打開。這里所說的速度不是我們通常意義上所理解

13、的車速，而是在試驗室中車輛相對剛性固定障礙物碰撞的速度，實際碰撞中汽車的速度高于試驗速度氣囊才能打開。下圖是正確引爆安全氣囊的有效范圍圖：2、安全氣囊的安全性安全氣囊可將撞擊力均勻地分布在頭部和胸部，防止脆弱的乘客肉體與車身產(chǎn)生直接碰撞，大大減少受傷的可能性。安全氣囊對于在遭受正面撞擊時，的確能有效保護乘客，即使未系上安全帶，防撞安全氣囊仍足以有效減低傷害。據(jù)統(tǒng)計，配備安全氣囊的車發(fā)生正面碰撞時，可降低乘客受傷的程度高達64，甚至在其中有80的乘客未系上安全帶！至于來自側(cè)方及后座的碰撞，則仍有賴于安全帶的功能。 此外，氣囊爆發(fā)時的音量大約只有130分貝，在人體可忍受的范圍；氣囊中78的氣體是氮

14、氣，十分安定且不含毒性，對人體無害；爆出時帶出的粉末是維持氣囊在折疊狀態(tài)下不粘在一起的潤滑粉末，對人體亦無害。 3、安全氣囊的使用和缺點 安全氣囊分布在車內(nèi)前方（正副駕駛位），側(cè)方（車內(nèi)前排和后排）和車外三個方向。在正駕駛位的氣囊裝在方向盤的中間位置，副駕駛位的安全氣囊安裝在正前方的平臺內(nèi)部，在意外發(fā)生的瞬間可以有效的保護駕駛員和副駕駛位乘員的頭部和胸部，因為正面發(fā)生的猛烈碰撞會導(dǎo)致車輛前方大幅度的變形，而車內(nèi)乘員會隨著這股猛烈的慣性向前俯沖，造成跟車內(nèi)構(gòu)件的相互撞擊，另外車內(nèi)正駕駛位置的安全氣囊可以有效的防止在發(fā)生碰撞時方向盤頂?shù)今{駛者的胸部，避免致命的傷害。側(cè)面氣囊系統(tǒng)是保護汽車遭側(cè)面碰撞

15、以及車輛翻滾時乘員的安全一般安裝于車門上，在車輛遭到側(cè)面碰撞會導(dǎo)致車門嚴重變形，以至于無法開啟車門，車內(nèi)乘員被困于車內(nèi)，側(cè)面安全氣囊可以有效的保護車內(nèi)駕乘人員來自側(cè)面撞擊導(dǎo)致的腰部，腹部，胸部外側(cè)，以及胳膊的傷害，保證身體上肢的活動能力和逃生能力。安全氣囊的缺點：（1）是在低速碰撞不致命情況下,由于氣囊起爆使一些近視眼帶眼鏡的人眼睛受到傷害甚至失明.（2）由于氣囊是按大人身高匹配,而對于孩子來說是致命的,曾經(jīng)發(fā)生過多起氣囊在碰撞起爆后將孩子頸椎折斷致死案例,為此國外已立法禁止前排乘座幼童.（3）氣囊必須配合安全帶使用,否則在氣囊作用下人有被甩到車外可能.4、對現(xiàn)有安全氣囊的改進從安全氣囊在使用

16、過程中存在的缺陷可知，現(xiàn)有安全氣囊的基本設(shè)計目標是用來對付嚴重交通事故的，但在一些不太嚴重，的事故中，系統(tǒng)反應(yīng)過度，反而會對駕乘人員施加作用過大，適得其反，造成不必要的傷害。 針對實際使用中存在的問題，我們更希望在安全氣囊展開之前，安全氣囊系統(tǒng)能夠精確感應(yīng)汽車發(fā)生的碰撞，并按照程序來判斷碰撞事故的嚴重程度，如果碰撞級別比較低的話，只需將安全帶的預(yù)緊機構(gòu)拉緊即可；如果碰撞級別比較高，需要啟動安全氣囊，則將點燃氣囊的指令傳遞給氣囊系統(tǒng)。這也就是要求安全氣囊系統(tǒng)能夠準確地感應(yīng)所發(fā)生的碰撞事故；并且能模仿人腦，根據(jù)實際的碰撞程度來判別安全氣囊是否需要展開，有一定靈活性；并且能夠針對不同體形的乘員適當?shù)恼{(diào)整安全氣囊。 結(jié)論：通過上面對汽車安全氣囊的簡要分析，初步了解了安全氣囊的發(fā)展、工作原理、缺點與其對它的改進，不管有多認為有效的保護乘車人員的安全氣囊，它都不能確切保護我們的安全，要想安全的行駛，最好控制好車速，文明駕駛！致謝感謝老師指導(dǎo)，使論