【安全氣囊技術(shù)發(fā)展綜述5100字（論文）】

目錄TOC\o"1-3"\h\u11389一、引言 安全氣囊技術(shù)發(fā)展綜述一、引言近年來隨著道路狀況的改善和汽車技術(shù)的進(jìn)步，汽車駕駛越來越快，交通密度越來越大，交通安全問題越來越迫切。目前，由于交通事故造成世界各地死亡的人數(shù)約為每年50萬人。因此，如何確保機(jī)動(dòng)車輛的安全，特別是在緊急情況下，如何解決乘客的傷亡問題，有效的解決方案是將人們的注意力集中在汽車上。

早在1941年就提出了安全氣囊的概念，也就是在與充氣墊子碰撞的過程中，保護(hù)了工作人員，而在五十年代就有這個(gè)專利。昂貴的裝置首先用于飛機(jī)近20年，汽車安全氣囊系統(tǒng)已被廣泛應(yīng)用，1992年已有數(shù)百萬輛汽車作為標(biāo)準(zhǔn)配件進(jìn)行安裝，梅賽德斯奔馳已經(jīng)用于100萬套安全氣囊系統(tǒng)。

現(xiàn)代汽車安全氣囊系統(tǒng)作為一個(gè)高度集成的智能安全系統(tǒng)，其在汽車安全方面的作用是無可非議的根據(jù)美國公路安全保險(xiǎn)局指出，1985年至1992年之間的18000次車禍統(tǒng)計(jì)，如果安全氣囊配置，車禍死亡率比未配置車輛低24％，比全部死亡車輛少18％。該機(jī)構(gòu)還指出，在發(fā)生嚴(yán)重創(chuàng)傷的機(jī)會(huì)事故中，安全氣囊的部署將減少25％-29％。事實(shí)證明，在汽車上安裝氣囊系統(tǒng)可以節(jié)省許多乘客的生命（美國碰撞事故專家調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，安全氣囊已經(jīng)節(jié)省了超過2500人的生命）。二、安全氣囊系統(tǒng)的發(fā)展史氣囊主要由控制裝置，氣體發(fā)生器和氣囊構(gòu)成?？刂蒲b置還包括傳感器，電子控制系統(tǒng)和觸發(fā)裝置。工作原理是當(dāng)發(fā)生碰撞事故時(shí)，傳感器經(jīng)歷車輛的沖擊強(qiáng)度，并且電子系統(tǒng)接收并處理傳感器信號(hào)。當(dāng)判斷需要打開氣囊時(shí)，點(diǎn)火信號(hào)立即由觸發(fā)裝置觸發(fā)。氣體發(fā)生器產(chǎn)生信號(hào)并迅速產(chǎn)生大量的氣體并且充滿氣囊，使得乘客能夠與汽車的內(nèi)部部件進(jìn)行柔軟的接觸而不是暴力的碰撞而依靠氣囊的通氣孔阻尼吸收碰撞的能量，從而達(dá)到減少傷害的目的，保護(hù)乘客。

安全氣囊是60年前發(fā)明的。1953年，美國人約翰·哈特利特贏得了美國“汽車緩沖器安全裝置”專利。當(dāng)然，事情的發(fā)展并不順利，從專利安全氣囊到應(yīng)用推廣，一整整三十年的時(shí)間，經(jīng)歷了幾次起伏，因?yàn)槠囍圃焐叹芙^接受安全氣囊的成本理由上世紀(jì)90年代初，美國參議院通過了美國參議院“減少死亡和死亡條例”，以確定安全氣囊的保護(hù)作用，其中規(guī)定安全氣囊應(yīng)在前排的汽車上裝備安全氣囊9月1日，美國公路交通安全管理局（NHTSA）要求1998年以后制造的汽車必須具有駕駛位置和乘客位置的氣囊。

美國研發(fā)生產(chǎn)的安全氣囊公司有DELPHI，TRW，MORTON和BREED等，歐洲有AUTOLIV，BOSCH，TEMIC等，電力和豐田等。

智能安全氣囊是一項(xiàng)國外技術(shù)已被研究多年，特別是在美國FMVSS2082001年對(duì)安全氣囊的發(fā)展有明確的要求，要求美國在2001年5月5日之后生產(chǎn)配備安全氣囊的新車應(yīng)該是根據(jù)船員的類型來決定是否擴(kuò)大和擴(kuò)大控制系統(tǒng)的程度。到目前為止，美國市場(chǎng)車輛都配備了智能安全氣囊。

國內(nèi)安全氣囊研究始于20世紀(jì)90年代初，這一領(lǐng)域的第一個(gè)研究領(lǐng)域是西安清華電器廠和北京和達(dá)汽車安全技術(shù)公司。西安清華是原來的804槍支軍工廠，在軍事變革的過程中開始研究與槍支相似的汽車安全氣囊發(fā)生器火藥等;Heda從1991年9月開始，一年后開發(fā)安全氣囊樣品，并開始從實(shí)驗(yàn)室開發(fā)安全氣囊的產(chǎn)品實(shí)施。到二十一世紀(jì)初，開始發(fā)展國內(nèi)較為知名的安全氣囊制造商錦州金恒汽車安全系統(tǒng)有限公司，上海東方九龍，空氣長青等。

中國現(xiàn)在也開始意識(shí)到智能安全氣囊的重要性，以加強(qiáng)對(duì)人的保護(hù)，并已經(jīng)與學(xué)術(shù)研究報(bào)告相關(guān)，但是很少有配備智能安全氣囊的獨(dú)立品牌，如比亞迪E6配備智能安全氣囊。

三、安全氣囊技術(shù)的新發(fā)展為了進(jìn)一步提高安全氣囊系統(tǒng)的安全性能，將氣囊系統(tǒng)的部件材料和特點(diǎn)的新要求，并得到了新的發(fā)展。（一）氣囊織物技術(shù)安全氣囊系統(tǒng)的工作原理可以看出，氣囊是氣囊系統(tǒng)的重要組成部分，其性能與乘員安全直接相關(guān)，必須嚴(yán)格要求（見表1）。需要選擇適當(dāng)?shù)臍馇虿牧希ò椢锊牧虾屯繉硬牧?，以便飛行當(dāng)前氣囊織物技術(shù)的進(jìn)步，使氣球降低成本，減輕體重，減薄體積薄薄這個(gè)薄薄的方向安全氣囊系列產(chǎn)品一般采用420d新型尼龍，即下方紗線下方235dtex以下的織物160g/m2以下的涂料，傳統(tǒng)的一般使用氯丁橡膠，但氣球用于卡車，振動(dòng)，磨損，其耐久性已經(jīng)挑戰(zhàn)出現(xiàn)了第二種涂料，硅膠，硅膠，環(huán)境穩(wěn)定性，化學(xué)性能高，耐磨性好，摩擦系數(shù)低，短期耐熱性好，氣袋回收利用等優(yōu)點(diǎn)。，因?yàn)闅饽彝苛现饾u得到廣泛應(yīng)用。氣囊的新涂層用于420d的織物材料，由硅膠制成sa涂料，其性能如表2所示，從表2可以看出，這種新型安全氣囊質(zhì)量較差，舒適性好，組裝性能更好，也可應(yīng)用于汽車和卡車，目前的發(fā)展和普及氣球仍處于實(shí)驗(yàn)階段。輕便安全氣囊發(fā)展的另一個(gè)趨勢(shì)是沒有涂層氣囊。這種安全氣囊用新型的拋光織物縫制，有效地減輕了球囊的重量，壓縮了球的體積，比尼龍66織物更經(jīng)濟(jì)。使用未涂覆的安全氣囊可以通過穿透織物從氣囊釋放氣體，節(jié)省縫紉操作和成本，并且還可以改善縫紉技術(shù)。Autoliv新開發(fā)的氣囊從傳統(tǒng)的立體縫制改為二維縫制。這種新的編織使得模塊更小，并且在相同的撕裂強(qiáng)度和丹尼爾細(xì)度下提高其柔韌性。Autoliv也可以將整個(gè)氣囊直接編織在織機(jī)上，降低了切割和縫制的成本，簡(jiǎn)化了側(cè)面安全氣囊的生產(chǎn)，特別是對(duì)于復(fù)雜的安全氣囊。（二）氣囊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)氣囊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和氣囊性能的膨脹也有很大的影響。有兩種安全氣囊可能會(huì)對(duì)人體造成傷害，特別是在人氣安全氣囊模塊近距離：一是氣囊開始膨脹的時(shí)候，巨大的氣球在膨脹過程中沒有完全展開之前碰撞乘客，它繼續(xù)擴(kuò)大由乘員造成的電影張力頭頸損傷，另外，安全氣囊表面沿著人體皮膚高速滑動(dòng)會(huì)導(dǎo)致氣囊與壓力之間的過度接觸由人體皮膚擦傷，輕微會(huì)產(chǎn)生瘀傷，會(huì)損傷皮下組織。國家公務(wù)員制度委員會(huì)指出，十年來，雖然安全氣囊拯救了二千五百人的生命，但也是由87人死亡造成的，其中49人在嬰兒和兒童駕駛員的前方，而在35名司機(jī)死亡人數(shù)中，大多數(shù)是小型成年人。在這87起事件中，絕大多數(shù)不是沒有安全帶或身體不正確的船員。

避免安全氣囊損壞氣囊的一種方法是改變氣囊的展開模式，即使在第一次膨脹后膨脹而不是第一次膨脹，這可以通過設(shè)計(jì)安全氣囊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。Autoliv來自于這個(gè)觀點(diǎn)提出了一種新型的安全氣囊。這種安全氣囊具有全面的強(qiáng)度，傷害的可能性很小，這是Autoliv公司所謂的傘式膨脹系統(tǒng)的新型安全氣囊，關(guān)鍵是它具有內(nèi)層，氣囊內(nèi)層充分膨脹開放常規(guī)氣球膨脹之前司機(jī)的方向一般只有兩層織物，而新氣囊已將一層安全氣囊內(nèi)層的內(nèi)層增加到特殊的質(zhì)感，而且有一個(gè)孔當(dāng)氣囊膨脹時(shí)，內(nèi)層迫使膨脹氣體將氣囊延伸到外部，然后氣體通過通氣孔以填充較大的外室以形成氣墊。新氣球有以下兩個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)：

1.使用全充氣機(jī)，使制造商能夠滿足原來開發(fā)的NHTSA標(biāo)準(zhǔn)[要求安全氣囊以48km/h的速度碰撞，以保護(hù)安全帶不是中間的人，所以氣球必須約89m/s（320km/h））;其擴(kuò)張使其對(duì)人體的影響可以與減少安全氣囊相比

對(duì)于坐不正確的司機(jī)而言，危險(xiǎn)性較小，特別是頭部太靠近方向盤。與傳統(tǒng)的安全氣囊不同，它在駕駛員頭部和方向盤之間悄然滑落，不會(huì)在下巴下頜造成麻煩。

然而，新的安全氣囊存在一些問題，這增加了內(nèi)部織物的尺寸，使得氣球被折疊，并且傳統(tǒng)的方向盤不能被容納，因此需要重新設(shè)計(jì)，并且其方式的改變使得必須重新設(shè)計(jì)氣墊。另外，當(dāng)它安裝在駕駛員側(cè)面的同時(shí)也是很麻煩的。（三）氣體發(fā)生器技術(shù)減少對(duì)人體的傷害NHTSA對(duì)策是減少安全氣囊（使用較小的充氣機(jī)，充氣壓力較小，因此減速），而根據(jù)美國聯(lián)邦安全標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，只能使用9月鑒于此，為了獲得與潤滑氣囊相同的保護(hù)效果并減少其引起的損壞的可能性，提出了一種智能型適應(yīng)性氣囊模塊，可根據(jù)暴力程度使用的碰撞。狀態(tài)等自動(dòng)調(diào)整決定是否展開或強(qiáng)制啟動(dòng)。單獨(dú)的氣體發(fā)生器雙缸煙火發(fā)生器，雙點(diǎn)火混合氣體發(fā)生器和帶有煙霧排放系統(tǒng)的氣體發(fā)生器能夠?qū)崿F(xiàn)上述三種功能。零件添加一個(gè)（副氣體發(fā)生器副燃燒室或次點(diǎn)火），后者是增加一個(gè)子系統(tǒng)（PAV系統(tǒng)）。以下描述了具有PAV系統(tǒng)的獨(dú)立氣體發(fā)生器和氣體發(fā)生器，而僅另外兩個(gè)與獨(dú)立氣體發(fā)生器

1.獨(dú)立氣體發(fā)生器

氣體發(fā)生器由主二次亞氣體發(fā)生器組成，以實(shí)現(xiàn)可變輸出。可以使用各種氣體發(fā)生技術(shù)，例如疊氮化鈉，共混物或非疊氮化物發(fā)生器。通常由主氣體發(fā)生器為安全氣囊“中等”充氣，在需要安全氣囊“強(qiáng)”的時(shí)候，當(dāng)副氣發(fā)生器輔助充氣安全氣囊“強(qiáng)”時(shí)，主氣副發(fā)氣機(jī)同時(shí)“中”“只需要主氣體發(fā)生器在主氣和二次氣體發(fā)生器的運(yùn)行之間引入時(shí)差，以允許氣球以不同程度的展開力展開，以同時(shí)提供不同程度的約束氣體發(fā)生器，工作注入到袋子中的氣體的總能量和質(zhì)量是相等的，除了延遲時(shí)間的大部分能量是在作業(yè)結(jié)束時(shí)氣囊的輸入。

獨(dú)立氣體發(fā)生器具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）在相同的安全氣囊模塊中，主氣輔助氣體發(fā)生器可以使用不同的充氣技術(shù)來提高設(shè)計(jì)靈活性。（2）主輔氣體可單獨(dú)調(diào)節(jié)（3）主氣發(fā)生器的可靠性設(shè)計(jì)可單獨(dú)進(jìn)行;（4）如果主，二次氣體發(fā)生器的設(shè)計(jì)是多功能的，則主氣體發(fā)生器是為主氣體發(fā)生器設(shè)計(jì)的，可以降低制造成本，其缺點(diǎn)在于其大尺寸，高質(zhì)量，相同的充氣技術(shù)相比單一氣體發(fā)生器的成本更高。

2.雙缸煙火氣體發(fā)生器

氣體發(fā)生器具有與獨(dú)立氣體發(fā)生器相同的性能條件下的主要和輔助燃燒肥皂，具有成本低，尺寸更小，質(zhì)量更差等優(yōu)點(diǎn)的雙缸氣體發(fā)生器。而對(duì)于非疊氮化物煙火技術(shù)雙缸氣體發(fā)生器的應(yīng)用設(shè)計(jì)而言，除了使用與發(fā)電機(jī)類似的其他充氣技術(shù)的體積也較小。3.雙重點(diǎn)火器混合氣體發(fā)生器

氣體發(fā)生器具有主要和輔助點(diǎn)火器，兩個(gè)氣體發(fā)生器之間的差異在于產(chǎn)生的氣體的總質(zhì)量相對(duì)穩(wěn)定，其總工作和延遲工作能量一致，但其能量的工作延遲轉(zhuǎn)移過程會(huì)延長，而且由于氣體流出發(fā)電機(jī)，對(duì)氣體的熱量（熱量）減少，因此總能量輸入氣球也減少，并導(dǎo)致安全氣囊內(nèi)部空氣壓力降低與獨(dú)立式氣體發(fā)生器在相同的技術(shù)條件下，具有質(zhì)量小，體積小，成本低的特點(diǎn)，還可以通過調(diào)節(jié)延遲來調(diào)節(jié)輸入氣囊的總熱能，但其延遲效用和內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)電機(jī)有很大的關(guān)系，在全力工作的工作中得到預(yù)期的箱體壓力曲線，也考慮了設(shè)計(jì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

4.煙花控制排氣系統(tǒng)（PAV）

使用PAV控制氣體發(fā)生器氣體進(jìn)入氣囊，以控制氣囊膨脹的質(zhì)量可以由氣體發(fā)生器產(chǎn)生的排氣發(fā)生器進(jìn)入體內(nèi)，排氣和PAV模塊排氣和氣囊毛孔系統(tǒng)有關(guān)系。對(duì)于常開的PAV系統(tǒng)，系統(tǒng)由機(jī)械裝置觸發(fā)以關(guān)閉通氣孔，而對(duì)于常閉系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)被機(jī)械裝置觸發(fā)時(shí)，只能打開PAV孔描述了系統(tǒng)。

為了準(zhǔn)確響應(yīng)碰撞傳感器發(fā)出的信號(hào)，要求系統(tǒng)機(jī)構(gòu)必須能夠在幾毫秒內(nèi)快速啟動(dòng)并克服氣流的阻力。致動(dòng)裝置的動(dòng)力可由起動(dòng)器提供，起動(dòng)器可處理電信號(hào)并產(chǎn)生一點(diǎn)火焰以提供所需能量發(fā)生器的啟動(dòng)。發(fā)電機(jī)和設(shè)備同時(shí)啟動(dòng)。在2ms以內(nèi)的情況下，當(dāng)發(fā)電機(jī)起動(dòng)時(shí)，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的氣體完全充入氣囊中，來自PAV排氣口的氣體的一部分逸出?？梢砸胂嗤难舆t來進(jìn)一步調(diào)整PAV模塊，箱體壓力越低越長，延遲箱壓力曲線的增加將從曲線的全曲線逐漸工作，當(dāng)力移動(dòng)時(shí)

PAV的特點(diǎn)是：（1）PAV模塊的延遲對(duì)輸入氣囊的能量有直接的影響;（2）作為單獨(dú)的模塊，PAV可以與當(dāng)前的單一氣體發(fā)生器（3）匹配，延長延遲的效果與減小力的作用幾乎相同與具有多種工作條件的其他氣體發(fā)生器相比，具有明顯的優(yōu)勢(shì)：在上述三種氣體發(fā)生器中，如果只需要啟用主要部分，雖然部分未使用仍然完好無損，實(shí)用性較差，PAV模塊不同，只要啟動(dòng)器不是點(diǎn)燃，你仍然可以使用。并且PAV模塊不會(huì)向系統(tǒng)添加新變量，并且三個(gè)發(fā)生器由于其設(shè)計(jì)原理而各自增加系統(tǒng)不穩(wěn)定性。

PAV系統(tǒng)的應(yīng)用，發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，但AV模塊的設(shè)計(jì)要復(fù)雜得多，設(shè)計(jì)必須保證工作開始等智能模塊可靠可靠。

四、結(jié)論值得一提的是，雖然安全氣囊是重要的安全裝置，但其技術(shù)和性能正在不斷完善和發(fā)展，但它仍然是氣囊技術(shù)的補(bǔ)充。從目前的約束系統(tǒng)來看，今天氣囊技術(shù)的研發(fā)主要有以下幾個(gè)方向：

（1）智能：該氣囊系統(tǒng)可以根據(jù)碰撞情況和乘員條件在汽車碰撞瞬間調(diào)節(jié)氣囊的性能。

（2）體積小巧：安全氣囊組裝采用小型新型氣體發(fā)生器（采用壓縮氣體混合氣體發(fā)生器和使用有機(jī)氣體純氣體發(fā)生器）。

（3）實(shí)現(xiàn)全方位保護(hù)：安全氣囊不再局限于駕駛員和前排乘員的保護(hù)。

（4）環(huán)保：采用新型天然氣發(fā)電技術(shù)，滿足環(huán)保要求。參考文獻(xiàn)[1]王洪海.汽車智能式安全氣囊控制技術(shù)研究[D].吉林大學(xué),2013.[2]黃晶.新型安全氣囊在前碰撞乘員損傷防護(hù)技術(shù)中的理論和方法研究[D].湖南大學(xué),2009.[3]劉建勛,閆宏濤.汽車車外安全氣囊技術(shù)探討[J].汽車工程師,2010,09:17-20.[4]劉艷豐.我國安全氣囊應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展特征[J].農(nóng)業(yè)科技與裝備,2010,1