安全氣囊應(yīng)用發(fā)展[1]

1、摘要2一、引言2一）汽車安全2二）安全氣囊的好處2三）安全帶與安全氣囊關(guān)系3二、安全氣囊的工作原理3三、安全氣囊系統(tǒng)的分類4一）按結(jié)構(gòu)形式41 電子式安全氣囊42 機(jī)械式安全氣囊4二）按保護(hù)對(duì)象和方位51 駕駛員用安全氣囊52防側(cè)撞安全氣囊53 前排座乘員用安全氣囊64 后排座乘員用安全氣囊65.下肢用安全氣囊發(fā)展7四、安全氣囊的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 7一）安全氣囊現(xiàn)狀7二）國(guó)內(nèi)安全氣囊的發(fā)展趨勢(shì) 81 .智能化92 .綠色環(huán)?；?3. 虛擬技術(shù)化94. 小型、輕型化95. 保護(hù)全方位化10五、拆除與報(bào)廢10結(jié)論10參考文獻(xiàn)11摘要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）和車頂三

2、個(gè)方向。在裝有安全氣囊系統(tǒng)的容器外部都印有Supplemental Inflatable Restraint System簡(jiǎn)稱SRS的字樣，直譯成中文，應(yīng)為“輔助可充氣約束系統(tǒng)”。旨在減輕汽車碰撞后，乘員 因慣性發(fā)生二次碰撞時(shí)的傷害程度。做為車身被動(dòng)安全性的輔助配置，日漸受到人們的重視。當(dāng)汽車與障礙物碰撞后，稱為一次碰撞，乘員與車內(nèi)構(gòu)件發(fā)生碰撞，稱為二次 碰撞，氣囊在一次碰撞后、二次碰撞前迅速打開(kāi)一個(gè)充滿氣體的氣墊，使乘員因慣性而 移動(dòng)時(shí)“撲在氣墊上”從而緩和乘員受到的沖擊并吸收碰撞能量，減輕乘員的傷害程 度。關(guān)鍵詞：安全氣囊；被動(dòng)安全；傷害程度。一、引言 一）汽車安全當(dāng)汽車速度在30km/h

3、以上受到正面碰撞（碰撞角度與汽車中軸線成 30°角度之內(nèi) 或側(cè)面碰撞時(shí)，安裝在汽車前部或側(cè)面的碰撞傳感器利用碰撞時(shí)產(chǎn)生的慣性力，檢測(cè)到 碰撞作用的時(shí)間、汽車減速度即碰撞強(qiáng)度。SRSECU將碰撞傳感器送來(lái)的碰撞信號(hào)與ECU內(nèi)儲(chǔ)存的碰撞觸發(fā)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，如果判定碰撞強(qiáng)度達(dá)到或超過(guò)其規(guī)定值，貝U指令 接通安全氣囊引爆管的工作電路，引爆管迅速爆炸燃燒，并引燃?xì)怏w發(fā)生器內(nèi)的氣體發(fā) 生劑。氣體發(fā)生劑的燃燒十分劇烈，在瞬間產(chǎn)生釋放出大量氣體，經(jīng)過(guò)濾冷卻后充入折 疊的安全氣囊，使氣囊在極短的時(shí)間內(nèi)突破襯墊迅速膨脹展開(kāi)成扁球狀。在駕駛員或乘 員頭部、胸部或身體因碰撞時(shí)的反沖力向前或向側(cè)面沖去時(shí)，鼓起的

4、氣囊在駕駛員或乘 員的前部或側(cè)面車身硬件間成彈性緩沖氣墊，利用氣體本身的阻尼作用或氣囊背面排氣 孔排氣節(jié)流的阻尼作用，吸收并分散駕駛員和乘員的沖擊能量。氣囊鼓起后很快就從氣 囊背面的小孔排出部分氣體而變癟，柔軟的氣囊表面就能有效地保護(hù)人體頭部、胸部和 身體其他部分免受沖擊傷害或減輕傷害程度。二）安全氣囊的好處安全保護(hù)范圍對(duì)乘員能夠提供各種碰撞事故和滾翻事故的全方位保護(hù)在汽車發(fā)生嚴(yán)重的正面碰撞和側(cè)面碰撞時(shí)，對(duì)乘員提供頭部和胸部有效的保護(hù)。裝備的可靠性可以隨時(shí)對(duì)系統(tǒng)的零部件故障進(jìn)行檢查依靠診斷裝置進(jìn)行一般故障檢查，但無(wú)法進(jìn)行系統(tǒng)零部件的無(wú)損檢查。裝備的方便性 需要佩帶和解開(kāi)安全帶，即使采用自動(dòng)安全

5、帶，對(duì)乘員的行動(dòng)有很 大的約束，可以防止乘員從座位上甩出，乘員的碰撞范圍較小對(duì)乘員無(wú)任何約束，但在汽車發(fā)生碰撞時(shí)，乘員可能會(huì)甩出座椅，在很大的范圍內(nèi)與車內(nèi)裝備發(fā)生碰 撞。維修的方便性 安裝、維修、更換都很方便維修較復(fù)雜，如零部件出現(xiàn)大的故障，則要更換全套安全氣囊系統(tǒng)。使用的普及性及成本普及容易，成本低廉，不需要提高汽車總造價(jià)正在普及駕駛員和前排座安全氣囊，并作為汽車標(biāo)準(zhǔn)裝備裝車，但造價(jià)高。其他形式的安全氣囊暫 時(shí)為選裝件。三）安全帶與安全氣囊關(guān)系電子控制安全帶預(yù)收緊 與安全氣囊電子控制系統(tǒng)統(tǒng)一控制）多方位、多個(gè)氣囊的電子控制的安全氣囊系統(tǒng)；智能安全氣囊系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)分析中，發(fā)現(xiàn)安全帶對(duì)乘員，特別 對(duì)

6、駕駛員的頭部、胸部以及膝部所能提供的保護(hù)是很薄弱的。而安全氣囊則對(duì)駕駛員頭 部、胸部以及膝部的保護(hù)效果特別明顯，大大地減少了乘員的死亡率和減輕了乘員的損 傷程度。值得指出的是，安全氣囊只是輔助保護(hù)系統(tǒng)，需要佩帶安全帶才能起到預(yù)想的 保護(hù)效果。交通事故統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，“三點(diǎn)式安全帶+安全氣囊”的防護(hù)效果最好，其有效保護(hù)率高達(dá)60% ;僅使用安全帶的情況下，有效保護(hù)率為4349%;而僅使用安全氣囊，有效保護(hù)率急劇下降到 18%。引用上述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)有助于我們消除兩個(gè)誤區(qū)：第一， 安全氣囊不是萬(wàn)能的；第二，佩帶安全帶十分重要?，F(xiàn)在人們的統(tǒng)一認(rèn)識(shí)是：必須通過(guò) 強(qiáng)制措施提高安全帶的佩帶率；在低速碰撞中，安全氣

7、囊的展開(kāi)反而會(huì)增加意外傷害的 可能性而降低保護(hù)效果；在中等或嚴(yán)重程度的碰撞事故中，安全氣囊對(duì)乘員有明顯的保 護(hù)作用。一般說(shuō)來(lái)，車內(nèi)乘員如果未系安全帶的話，在速度為20km/h左右的固定壁障碰撞中就會(huì)受到嚴(yán)重傷害；而系了安全帶的乘員，在30km/h的固定壁障碰撞中才會(huì)受到嚴(yán)重傷害。氣囊內(nèi)部充填的氣體在受到駕駛員或乘員反沖壓迫時(shí)，能緩沖駕駛員或乘員受到的 碰撞沖擊力，避免了駕駛員頭部和身體與汽車零部件的硬碰撞，從而減少駕駛員或乘員 的傷害程度。但如果膨脹后有彈性的安全氣囊在受到駕駛員或乘員的反沖壓迫時(shí)還不放 氣變癟，則有可能因駕乘人員的頭部埋在氣囊中無(wú)法呼吸，憋氣死亡?；騼?nèi)部有壓力氣 體使有很強(qiáng)彈

8、性的氣囊將駕乘人員反彈回去，與汽車上其他零部件產(chǎn)生二次碰撞，造成 駕乘人員的二次傷害。二、安全氣囊的工作原理a. 010ms：在汽車特定的敏感部位處，裝置碰撞傳感器。碰撞傳感器受到足夠的 碰撞沖量作用時(shí)，在10ms的瞬間內(nèi)，將觸發(fā)信號(hào)輸送到中央電子控制器。b. 1020ms：在中央電子控制器中，主要有對(duì)安全氣囊系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制的微處 理器，能夠?qū)鞲衅鬏斎氲挠|發(fā)信號(hào)立即進(jìn)行計(jì)算、比較和判斷。如果碰撞沖量超過(guò)預(yù) 先的設(shè)定值，中央電子控制器立即釋放一個(gè)電脈沖火花，使氣體發(fā)生器中的雷管急速爆 炸。c. 2060ms：雷管的爆炸擊穿裝氣體發(fā)生器的燃料盒，將固定燃料點(diǎn)燃并產(chǎn)生高溫、高壓氣體 氮?dú)猓?，?/p>

9、速地經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾冷卻后沖入安全氣囊。氣囊在2060ms內(nèi)張開(kāi)達(dá)到最大容積，在乘員與車內(nèi)裝備之間形成一個(gè)氣墊。在同一瞬間，乘員因慣性力 的作用，可能向前沖出150200mm，頭部、臉部和胸部正好與迎面而來(lái)的氣囊相接觸。 但高壓氣囊膨脹的能量，會(huì)把乘員“回彈”到座椅上，使得乘員身體受到一定損傷。d . 60100ms：與此同時(shí)，裝在氣囊后面的排氣孔打開(kāi)，氣囊泄氣并收縮。由氣體 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，使乘員陷入較 柔軟的氣囊中。因?yàn)榘踩珰饽覍⒊藛T與車內(nèi)裝備隔開(kāi)，而使得乘員得到保護(hù)。最后氣體 全部從排氣孔排出，氣囊癟下。整個(gè)碰撞 安全氣囊展開(kāi)對(duì)乘員的安全保護(hù)過(guò)

10、程，大 約60100ms。安全氣囊展開(kāi)進(jìn)行護(hù)的過(guò)程，是一種不可逆的過(guò)程，在完成上述過(guò)程后， 必須重新裝置雷管、氣體發(fā)生器和折疊好的氣囊等。每個(gè)氣囊只能使用一次，也就是說(shuō) 氣囊只要引爆就不再有下一次保護(hù)的能力，也不能塞回去再使用，引爆后須回廠換一個(gè) 新的氣囊。汽車碰撞事故發(fā)生時(shí)，安全氣囊引爆管引爆點(diǎn)燃?xì)怏w發(fā)生器的具體點(diǎn)火時(shí)間，是決 定SRS系統(tǒng)性能優(yōu)劣的十分重要的指標(biāo)。如果碰撞事故發(fā)生時(shí)，弓I爆管引爆點(diǎn)火過(guò)早， 則在乘員的頭部和胸部向前沖的同時(shí)，氣囊也迅速膨脹，則有可能導(dǎo)致乘員頭部和胸部 受到高速爆出的氣囊的沖擊，造成乘員傷亡或巨大的傷害。如果引爆管引爆點(diǎn)火過(guò)晚， 則在乘員頭部和胸部已經(jīng)沖撞到轉(zhuǎn)

11、向盤或汽車其他汽車零部件上時(shí)，氣囊尚未膨脹而起 不到保護(hù)作用。引爆管引爆的最佳點(diǎn)火時(shí)間是當(dāng)氣囊充滿氣體膨脹時(shí)，乘員頭部和胸部 正好與膨脹的氣袋接觸。從引燃?xì)怏w發(fā)生劑安全氣囊開(kāi)始膨脹鼓起，到受到駕駛員或乘員反沖壓迫迅速泄氣 變癟的時(shí)間很短，僅有約0.1s。安全氣囊從充滿氣體膨脹到泄氣只有如此短暫的時(shí)間，因 此必須具備極迅速地完成沖氣和放氣動(dòng)作的功能，才能有效保護(hù)駕駛員和乘員的安全。三、安全氣囊系統(tǒng)的分類< 一）按結(jié)構(gòu)形式從結(jié)構(gòu)形式上，安全氣囊可分為電子式和機(jī)械式兩種。無(wú)論是電子式還是機(jī)械式， 工作原理大體相同，所不同的是控制系統(tǒng)的工作方式不一樣。1電子式安全氣囊由電子傳感器、中央電子控制器

12、、氣體發(fā)生器、氣囊等組成。傳感器接到碰撞信號(hào)后，將信號(hào)傳至中央電子控制器<ECU ），信號(hào)經(jīng)過(guò)判斷、確認(rèn)，傳至氣體發(fā)生器，氣體發(fā)生器引發(fā)點(diǎn)火、充氣，氣囊膨脹。電子式安全氣囊可以分 為很多種情況。2 機(jī)械式安全氣囊由機(jī)械式傳感器、氣體發(fā)生器、氣囊組成。氣囊裝于方向盤襯墊內(nèi)，氣體發(fā)生器在 氣囊之下，傳感器在氣體發(fā)生器的下面。當(dāng)傳感器受到設(shè)定 < 以上）的沖量后，傳感器內(nèi)的球體下移，導(dǎo)致?lián)軛U下移并由轉(zhuǎn) 動(dòng)，支塊也隨之移動(dòng)，撥桿的另一端上移，壓迫偏壓彈簧。此時(shí)撞針脫位被彈出撞擊氣 體發(fā)生器內(nèi)的引爆裝置。因?yàn)闅怏w發(fā)生器內(nèi)裝有疊氮化鈉或雙基燃料或高壓氣體，爆發(fā) 后，氣體充斥表面涂膜的氣囊，使之

13、充氣膨脹，形成一個(gè)凸?fàn)顨鈮|，吸收人體的沖擊 力，使人體受傷害的程度減輕。此外，按照氣體發(fā)生器的工作原理，還可分為燃燒式疊氮化鈉等固體燃料爆炸產(chǎn)生大量氮?dú)獬涑獍踩珰饽遥┖蛢?chǔ)氣式 高壓瓶閥門打開(kāi)，放出預(yù)先儲(chǔ)好的高壓氮?dú)饣蚨栊詺?體混合物）。二）按保護(hù)對(duì)象和方位1駕駛員用安全氣囊駕駛員用安全氣囊，這是汽車上最早采用和采用得最廣泛的一種安全氣囊，屬于汽 車在正面碰撞時(shí)對(duì)駕駛員的防護(hù)氣囊。駕駛員用安全氣囊裝置在轉(zhuǎn)向盤的中部，為了減 輕在裝置安全氣囊后轉(zhuǎn)向盤總成的質(zhì)量，并要求保證轉(zhuǎn)向盤的剛度以減少轉(zhuǎn)向盤的振 動(dòng)，轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)軸采用金屬壓鑄件來(lái)制造。駕駛員用安全氣囊系統(tǒng)的氣囊、雷管、氣體發(fā)生器等，全部裝在轉(zhuǎn)向

14、盤中央的安全 氣囊盒中，氣囊襯墊采用網(wǎng)狀尼龍織物制成，當(dāng)安全氣囊膨脹并沖出時(shí)，氣囊襯墊必須 迅速裂開(kāi)，而且不能對(duì)乘員造成傷害。安全氣囊按照一定的方式卷折放在氣囊盒中，膨脹時(shí)沿?fù)躏L(fēng)玻璃方向展開(kāi)后再迅速 脹大。在安全氣囊后面的中部裝置雷管和氣體發(fā)生器等，一旦發(fā)生碰撞事故時(shí)，安全氣 囊就在駕駛員與轉(zhuǎn)向盤之間形成緩沖氣墊。2防側(cè)撞安全氣囊各種碰撞事故統(tǒng)計(jì)資料表明，汽車發(fā)生的正面碰撞事故約占41 %，尾追碰撞事故約占12%，而各種各樣的側(cè)面碰撞事故約占 47%。但從事故的傷亡比例來(lái)看，汽車的側(cè)面 碰撞事故的傷亡率，則遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于汽車正面碰撞和尾追碰撞事故的傷亡率。分析結(jié)果說(shuō)明，汽車的前部為發(fā)動(dòng)機(jī)艙，后部為行

15、李艙，在發(fā)生正面碰撞或尾追碰 撞時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)艙或行李艙結(jié)構(gòu)的變形和結(jié)構(gòu)的損壞，能夠吸收大量的碰撞能量。并且安 全帶和安全氣囊能夠有效地發(fā)揮作用，這就使得乘員的傷亡率大大地降低。但是，汽車車身側(cè)面的結(jié)構(gòu)件，無(wú)論是在強(qiáng)度或是剛度上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上汽車車身縱 向結(jié)構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度。車門的兩側(cè)沒(méi)有足夠的空間布置“緩沖”結(jié)構(gòu)件，來(lái)吸收碰撞 時(shí)的能量。安全帶對(duì)于側(cè)面碰撞的防護(hù)能力也低得多。當(dāng)車門、門柱等受到碰撞時(shí)，就 有可能對(duì)乘員造成直接傷害，使得乘員的傷亡率大大提高。根據(jù)使用要求不同，防側(cè)撞安全氣囊可以裝在車門上橫梁中、車門內(nèi)板中或座椅側(cè) 面。車門上橫梁中防側(cè)撞安全氣囊用來(lái)保護(hù)乘員的頭部。裝在車門內(nèi)板中防側(cè)撞

16、安全氣囊和裝在座椅側(cè)面防側(cè)撞安全氣囊用來(lái)保護(hù)乘員的胸部、心臟、肺臟等重要器官。3前排座乘員用安全氣囊前排座是汽車主要的乘員坐席，前排座的乘員可以是身材高大的男人，也可以是嬰 兒，乘員的乘坐姿勢(shì)也是各種各樣的，并且是否佩帶安全帶有著重要影響。在發(fā)生碰撞 事故時(shí)，前排座的乘員必然會(huì)與儀表板、前風(fēng)窗玻璃、窗框及門框等發(fā)生碰撞，因此， 要求前排座乘員用安全氣囊能夠在較大的范圍內(nèi)，對(duì)前排座的乘員提供安全保護(hù)。前排座乘員用安全氣囊系統(tǒng)的氣囊、雷管、氣體發(fā)生器等，全部藏在儀表板中的安 全氣囊盒中，根據(jù)汽車儀表板的結(jié)構(gòu)不同，其布置方法也有所不同。氣囊襯墊采用嵌入 薄鉛板聚氨脂塑料制成，當(dāng)安全氣囊膨脹并沖出時(shí)，

17、不會(huì)對(duì)前排座乘員造成傷害。前排座乘員用安全氣囊的體積很大，安全氣囊要按照一定的方式卷折放在氣囊盒中 的上支架中。在氣囊盒的下支架上裝置雷管和氣體發(fā)生器等，在發(fā)生碰撞時(shí)，最初氣囊 盒引導(dǎo)安全氣囊沿前風(fēng)窗玻璃方向向上展開(kāi)，然后沿安全氣囊的折印，有序地迅速向前 排座乘員方向擴(kuò)大，適時(shí)地在前排座乘員和儀表板之間形成緩沖氣墊。前排座安全氣囊的體積可達(dá) 170L,但從引爆到安全充氣僅 4080ms的一瞬間，固體 燃料燃燒的高溫、高壓氣體迅速充滿氣囊，在膨脹時(shí)有很大的沖擊力，有可能對(duì)前排座 乘員造成傷害。通常在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，要對(duì)燃料燃燒的速度和氣囊充氣時(shí)的壓力進(jìn)行計(jì)算，使得在氣 囊充氣的初期，能夠控制燃料燃燒

18、的速度，安全氣囊膨脹的速度不會(huì)過(guò)快。當(dāng)安全氣囊開(kāi)始與乘員接觸的瞬間，燃料燃燒能夠急速進(jìn)行，輸出大量氣體，保證 安全氣囊有足夠的壓力，將乘員與儀表板等隔開(kāi)。另外如何在前排座沒(méi)有乘員的情況下，汽車發(fā)生碰撞時(shí)，前排座乘員用安全氣囊不 會(huì)引爆，或者不會(huì)發(fā)生“誤爆”等事故，還需進(jìn)一步解決和完善。有時(shí)在前排座椅上，固定安裝兒童專用座椅。當(dāng)兒童朝前坐時(shí)，前排座乘員用安全 氣囊應(yīng)當(dāng)正常引爆，但必須控制其爆炸力，避免傷害兒童。如果兒童朝后坐，貝愜椅可 以給兒童提供可靠的安全保護(hù) <達(dá)90%以上），這是受宇航員反向乘坐座椅時(shí)，能夠承受 巨大慣性力的啟發(fā)，來(lái)開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)的兒童座椅。因此，在汽車發(fā)生碰撞時(shí)，不必引

19、爆前 排座乘員用安全氣囊，整個(gè)操作都是由智能安全氣囊系統(tǒng)來(lái)控制。展開(kāi)后的前排座乘員 用安全氣囊。4.后排座乘員用安全氣囊通常后排座不設(shè)置安全保護(hù)裝置，但近年來(lái)對(duì)后排座乘員的安全防護(hù)逐漸受到重 視，已較普遍地在后排座上裝置了安全帶，并開(kāi)發(fā)和裝置了后排座乘員用安全氣囊< 包括后排座乘員用防側(cè)撞安全氣囊）。一般后排座到前排座之間有較寬敞的空間，乘員有較大的乘坐空間和擱腳的位置， 因此，后排座乘員用安全氣囊的容積，要比前排座乘員用安全氣囊的容積大50%以上，一般可達(dá)到100L，后排座乘員用安全氣囊系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與其它安全氣囊系統(tǒng)基本相同，大 多數(shù)安裝在前排座椅靠背中，引爆后在后排座乘員與前排座座椅之

20、間形成防護(hù)氣墊。后排座安全氣囊系統(tǒng)中，需要裝置 2個(gè)碰撞傳感器，來(lái)探測(cè)汽車在發(fā)生前、后碰撞時(shí) 的加速度。經(jīng)過(guò)中央電子控制器計(jì)算和判定后，才能引爆后排座的安全氣囊。后排座乘員用安全氣囊的體積很大，引爆時(shí)會(huì)引起車內(nèi)氣壓急劇的變化，產(chǎn)生強(qiáng)烈 的振動(dòng)和噪聲，巨大的噪聲使乘員難以忍受，嚴(yán)重的還會(huì)損傷乘員的耳膜。要求采取有 效措施來(lái)防止。通常將車內(nèi)各個(gè)安全氣囊的引爆時(shí)間錯(cuò)開(kāi)，避免振動(dòng)和噪聲的疊加。5.下肢用安全氣囊發(fā)展美國(guó)莫通國(guó)際公司vMoton International）開(kāi)發(fā)了保護(hù)駕駛員下肢用安全氣囊，它由一 個(gè)13L的安全氣囊氣體發(fā)生器組成，是一種新開(kāi)發(fā)的安全氣囊。在汽車發(fā)生碰撞時(shí)，能 夠有效地防止

21、駕駛員的下肢、小腿和膝部與各種踏板、操縱杠桿等發(fā)生碰撞，對(duì)駕駛員 的下肢、小腿和膝部進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)下肢用安全氣囊打開(kāi)時(shí)，可以使乘員腳前部向上翹起 一定的角度，能夠減少腳跟部的損傷。并防止駕駛員的軀體向前沖，使駕駛員身體保持 在合適的位置上，同時(shí)吸收部分碰撞時(shí)的慣性力，使得駕駛員股骨所受的作用力減少近 33%，約降低到可承受的 5kN左右，并且能夠減輕駕駛員與駕駛員用安全氣囊的沖撞作 用力。下肢用安全氣囊裝置在儀表板下部的前圍板上，其結(jié)構(gòu)與其他安全氣囊系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 基本相似。四、安全氣囊的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)< 一）安全氣囊現(xiàn)狀在美國(guó)，安全氣囊系統(tǒng)要求對(duì)未佩帶安全帶的乘員能提供安全保護(hù)。很明顯，對(duì)于

22、 未佩帶安全帶的乘員來(lái)說(shuō)，即使在轎車較低速時(shí)發(fā)生碰撞，就有可能對(duì)乘員造成傷害。 因此，在設(shè)定氣囊起動(dòng)車速范圍時(shí)，汽車對(duì)固定物碰撞的車速為1820km/h，安全氣囊即能點(diǎn)火起爆。要求車速在1820km/h時(shí)，安全氣囊能夠點(diǎn)火起爆，就要求安全氣囊系統(tǒng)中的傳感 器和中央電子控制器具有對(duì)碰撞性質(zhì)有高度的識(shí)別能力和高度的可靠性。在一些汽車 上，因?yàn)閭鞲衅骱椭醒腚娮涌刂破鲗?duì)汽車在劇烈緊急制動(dòng)或在速度為15km/h以下的輕微碰撞，產(chǎn)生“判斷失誤”，而發(fā)生安全氣囊“誤爆”，使得駕駛員受到突然的驚駭，同 時(shí)鼓起來(lái)的安全氣囊還會(huì)短時(shí)間遮蔽駕駛員的視線，造成因?yàn)閭鞲衅鲗?duì)碰撞性質(zhì)識(shí)別能 力和可靠性的失誤而引起的事故。

23、因此，對(duì)傳感器和中央電子控制器有很高的要求，因?yàn)槲磁鍘О踩珟У某藛T在汽車 發(fā)生碰撞時(shí)，乘員沒(méi)有安全帶的約束和減少慣性力的作用，乘員可能被甩出座椅，并在 更大的范圍與車內(nèi)的裝備發(fā)生猛烈的二次碰撞。因此，這種安全氣囊系統(tǒng)需要更大的氣 囊，在更大范圍內(nèi)將乘員與車內(nèi)的裝備隔開(kāi)。所以，駕駛員用安全氣囊的容積達(dá)到6080L，前排座乘員用安全氣囊的容積達(dá)到 120160L。在歐洲，按照法規(guī)規(guī)定，汽車必須裝配安全帶，并強(qiáng)制所有乘員必須佩帶安全帶， 三點(diǎn)式安全帶完全可以在汽車碰撞速度 30km/h以下時(shí)，為乘員提供良好的束緊和保護(hù)。 但實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在汽車碰撞速度超過(guò) 30km/h時(shí)，安全帶不能對(duì)駕駛員和乘員的

24、頭部、 面部提供有效的保護(hù)。在正確使用三點(diǎn)式安全帶的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了安全氣囊系統(tǒng)來(lái)提高 安全防護(hù)能力。在汽車發(fā)生碰撞事故時(shí)，主要由安全帶來(lái)約束乘員并承受主要的慣性力的作用，安 全氣囊只是用于保護(hù)乘員的頭部和面部。安全氣囊系統(tǒng)氣囊起動(dòng)車速達(dá)到3040km/h，使得安全氣囊產(chǎn)生“誤爆”的可能性較小，危險(xiǎn)性也較小。在這種安全氣囊系統(tǒng)中，可 采用單點(diǎn)式傳感器等裝置來(lái)控制，因而使得其控制系統(tǒng)也更加簡(jiǎn)單一些。因此，在歐洲 的安全氣囊系統(tǒng)中，駕駛員用安全氣囊的容積為2030L，前排座乘員用安全氣囊的容積為6080L，比美國(guó)的安全氣囊系統(tǒng)中的氣囊容積要小得多，可以實(shí)現(xiàn)小型化，更加適合 在裝有安全帶的中、小型汽車

25、上裝備的安全氣囊。由以上對(duì)比可知，美國(guó)和歐洲在安全氣囊系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)上，指導(dǎo)思想是不同的，有著 明顯的差異。歐洲式安全氣囊系統(tǒng)適合裝在裝有安全帶的中小型汽車上，與安全帶共同 組成汽車的安全保護(hù)體系。但在歐洲生產(chǎn)的一些大型豪華汽車上，為了滿足出口與市場(chǎng) 競(jìng)爭(zhēng)的要求，在這些汽車上也裝備了美國(guó)式被動(dòng)安全氣囊系統(tǒng)。美國(guó)和歐洲一些國(guó)家是最早開(kāi)發(fā)和使用安全氣囊的國(guó)家和地區(qū)。安全帶和安全氣囊 共同構(gòu)成了汽車輔助保護(hù)體系。在安全帶和安全氣囊開(kāi)發(fā)的發(fā)展過(guò)程中，圍繞對(duì)安全帶 和安全氣囊在保護(hù)乘員的主、從的作用的關(guān)系上，美國(guó)和歐洲一些國(guó)家之間形成了對(duì)開(kāi) 發(fā)安全氣囊的兩種不同的思想，并且形成了兩種不同的安全氣囊系統(tǒng)一一美

26、國(guó)式安全氣 囊系統(tǒng)和歐洲式安全氣囊系統(tǒng)。這兩種不同的安全氣囊系統(tǒng)的布置方法、傳感器的配 置、中央控制器的性能參數(shù)、氣囊容積和安全氣囊啟動(dòng)時(shí)的汽車速度等方面，都有較大 的差異，如表7所示。但在安全氣囊系統(tǒng)的工作原理上還是基本相同的。二）國(guó)內(nèi)安全氣囊的發(fā)展趨勢(shì)在我國(guó)，汽車安全氣囊的起步較晚，開(kāi)始于八十年代末九十年代初。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。未來(lái)安全氣囊技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，將主要朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展：1智能化隨著電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展，形形色色的智能技術(shù)在汽車上得到推廣應(yīng)用，智能 化安全氣囊就是其中之一。它是在普通安

27、全氣囊的基礎(chǔ)上增設(shè)傳感器和與之相配套的計(jì) 算機(jī)軟件而制成。其重量傳感器能根據(jù)重量感知乘客是大人還是兒童，其紅外線傳感器 能根據(jù)熱量探測(cè)座椅上是人還是物，其超聲波傳感器能探明乘員的存在和位置等。計(jì)算 機(jī)軟件則能根據(jù)乘客的身體、體重、所處位置和是否系安全帶以及汽車碰撞速度及撞擊 程度等，及時(shí)調(diào)整氣囊的膨脹時(shí)機(jī)、速度和程度，使安全氣囊對(duì)乘客提供最合理有效的 保護(hù)。2. 綠色環(huán)?；壳捌嚢踩珰饽抑衅毡槭褂昧说B化鈉。從環(huán)保和人體健康角度講，迭氮化鈉是 一種有毒物質(zhì)，其毒性是砷的近 30倍。此外，從安全角度講，迭氮化鈉在被激活后釋放 的氣體沖起氣囊的同時(shí)，還會(huì)生成固態(tài)的鈉，鈉的化學(xué)性質(zhì)非?；顫?，特別是

28、在與水接 觸時(shí)可以直接燃燒。因而，避免使用有潛在危險(xiǎn)和有毒性的含鈉物質(zhì)，采用新型氣體發(fā) 生技術(shù)，使之符合環(huán)境保護(hù)的要求，是汽車安全氣囊發(fā)展的一個(gè)方向。3. 虛擬技術(shù)化采用計(jì)算機(jī)模擬的“虛擬技術(shù)”方式替代轎車實(shí)物碰撞。它由一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)進(jìn)行 “虛擬實(shí)驗(yàn)”，從而一方面減少人力、物力、財(cái)力的消耗；另一方面也加快了產(chǎn)品的開(kāi) 發(fā)周期。超級(jí)計(jì)算機(jī)位于一間配有精密氣候調(diào)控系統(tǒng)的機(jī)房中，進(jìn)行模擬碰撞實(shí)驗(yàn)時(shí)， 一方面測(cè)算轎車的設(shè)計(jì)對(duì)減少駕駛員和乘客受傷的風(fēng)險(xiǎn)能起多少作用，另一方面研究轎 車受撞變形的方式，以及安全帶和安全氣囊之類防護(hù)系統(tǒng)應(yīng)如何設(shè)計(jì)，才能達(dá)到最佳的 防護(hù)效果。而各種運(yùn)算都是以現(xiàn)實(shí)交通中發(fā)生的同類事故為依據(jù)進(jìn)行的。4. 小型、輕型化安全氣囊總成將采用體積小的新型氣體發(fā)生器，它采用壓縮氣體的混合式氣體發(fā)生 器及采用有機(jī)氣體的純氣體式氣體發(fā)生器。另外，安全氣囊作為一個(gè)高度集成化的系統(tǒng) 和模塊，德?tīng)柛鞲衅鞴緦⑼瞥隽耸澜缟献钚〉陌踩珰饽夷K，使方向盤既美觀簡(jiǎn) 潔，又有足夠的空間來(lái)集成更多的控制系統(tǒng)。德?tīng)柛５募夹g(shù)可以提供高度緊湊型的乘員 正面保護(hù)安全氣囊，而且氣囊系統(tǒng)的蓋板與方向盤的接縫非常細(xì)小，幾乎看不出來(lái)；安