论安全气囊的发展与应用

目录前言................................................................2一、汽车安全气囊的结构与工作原理..................................1（一）汽车安全气囊的结构...........................................1（二）汽车安全气囊的工作原理.......................................2二、汽车安全气囊的发展状况.........................................4（一）国外安全气囊的发展...........................................4（二）国内汽车安全气囊的发展.......................................5三、汽车安全气囊技术的研发与应用..................................5（一）汽车安全气囊的研发方向.......................................5（二）汽车安全气囊新技术的应用....................................6四、汽车安全气囊的使用方法与注意事项............................11（一）汽车安全气囊正确使用方法...................................11（二）安全气囊系统的维护..........................................12（三）汽车安全气囊使用注意事项...................................12五、总结.............................................................13参考文献.............................................................141论安全气囊的发展与应用【摘要】随着汽车工业的迅速发展,世界汽车保有量的急剧增加,人们对汽车安全性能的重视程度也日益增加.所以,汽车安全系统也成为现代汽车技术的研究重点.安全气囊作为被动安全系统的重要装置,也是乘员在车辆发生碰撞时的生命保障.因此,本文将对安全气囊对人体保护更全面化、无伤害等方面进行一些研究与设想，对安全气囊的使用与维护作出分析。同时,提高驾驶人员对安全气囊系统的认识,懂得使用与维护安全气囊,提升安全气囊的使用效率与价值.【关键词】汽车安全气囊智能全面前言汽车性能的发展给人们带来了行驶速度的大幅度提高,相对的行车安全也大大的降低了,各类交通事故频频发生.汽车安全系统作为车乘人员的重要保护装置,其安全性能的发展也迅速提高,将事故对车乘人员的人身伤害降到最低,当汽车高速行驶发生碰撞所产生的力是巨大的,安全带、吸能车身都无法对人体起到全面的保护作用,,安全气囊则成为了人身安全最后的防护装置.它的作用是举足轻重的.因此,安全气囊技术在汽车安全技术中近年来发展得很快,智能化、多安全化是今后整体安全气囊系统发展的必然趋势.一、汽车安全气囊的结构与工作原理（一）汽车安全气囊的结构1.汽车安全气囊的主要组成部分驾驶员处的安全气囊是存放在方向盘衬垫内，因此，当您看见方向盘上标有“SRS”或“Airbag”字样，就可知此车装有安全气囊。安全气囊系统主要由传感器、微2处理器、气体发生器和气囊等主要部件组成。如图1.1所示：图1.1汽车安全气囊的主要组成部分传感器和微处理器用以判断撞车程度，传递及发送信号；气体发生器根据信号指示产生点火动作，点燃固态燃料并产生气体向气囊充气，使气囊迅速膨胀。气囊装在方向盘毂内紧靠缓冲垫处，其容量约50至90升不等，做气囊的布料具有很高的抗拉强度，多以尼龙材质制成，折叠起来的表面附有干粉，以防安全气囊粘着在一起在爆发时被冲破；为了防止气体泄漏，气囊内层涂有密封橡胶；同时气囊设有安全阀，当充气过量或囊内压力超过一定值时会自动泄放部分气体，避免将乘客挤压受伤；气囊中所用的气体多是氮气。（二）汽车安全气囊的工作原理典型的气囊系统包括二个组成部分：探测碰撞点火装置(或称传感器)，气体发生器的气囊(或称气袋)。当传感器开关启动后，控制线路即开始处于工作状态，并借着侦测回路来判断是否真有碰撞发生。如果讯号是同时来自两个传感器的话才会使安全气囊开始作用。由于汽车的发电机及蓄电池通常都处于车头易受损的部位，因此，安全气囊的控制系统皆具有自备的电源以确保作用的发挥。在判定施放安全气囊的条件正确之后，控制回路便会将电流送至点火器，借着瞬时快速加热，将内含的氮化钠推进剂点燃。在近乎爆炸的化学反应快速发生的同时，会产生大量无害的以氮气为主的气体，将气囊充气至饱满的状态，并借着强大的冲击力，气囊能够冲开方向盘上的盖而完全展开，以保护驾驶者头部不受伤害。同时在推进剂点燃的过程之中，点火器总成中的金属网罩可冷却快速膨胀的气体，随即气囊可由设计好的小排气口排气，以发挥逐渐缓冲功能，并避免在车身仍继续移动时阻碍碰撞后的视线。需要特别说明的是，传感器只有在满足了一定的条件下才会工作。安全气囊的传3感器的设计有很多种，有一部分是采用摆锤或杠杆式开关，还有的是弹簧负载的转轮式，此外还有用水银开关的产品。但不论感测器开关型式如何，都必须有足够的撞击力才能使得开关启动，同时这个撞击力必须来自正的方向才行。通常这个撞击力约等于以时速25公里至50公里左右碰撞固定物所产生的结果。当汽车受到这种高速碰撞时，装在车前端的碰撞传感器和装在汽车中部的安全传感器，就可检测到车速突然减速，并将这一信号迅速传递给安全气囊系统的控制电脑，电脑在经过分析确认之后，才会引爆安全气囊包内的电热点火器，使气囊发生迅速膨胀。如图1.2所示：图1.2汽车安全气囊工作原理据计算，正规的安全气囊必须在发生汽车碰撞后的0.01秒内微处理器开始工作，0.03秒内点火装置启动，0.05秒内高压气体进入气囊，0.08秒内气囊向外膨胀，0.11秒内气囊完全胀大，此刻之后，驾车者才会撞上气囊。可见，气囊的打开与否与撞击角度和撞击速度都有关，一般来说在汽车翻转、轻微碰撞、侧面碰撞或后面碰撞时，气囊均不会打开，比如桑塔纳2000升级版在车身正面左右各30度以内受到重创时才会打开安全气囊。再有一点，对于撞击速度而言，安全气囊系统测定的是撞击后车辆的减速度，因此，在做安全碰撞实验时，一般都是让车笔直地撞在不能移动且不能变形的墙上。4二、汽车安全气囊的发展状况（一）国外安全气囊的发展1.汽车安全气囊的由来安全气囊的雏形是美国人Jhon.W.Hetrick发明的安全气垫。1952年Hetrick发明了他自己称之为“汽车安全气垫”的装置，用来减轻急刹车或正面碰撞带来的严重伤害。这是一种纯机械装置。用于使气囊膨胀的压缩空气储存在一个压力容器中，连接着弹簧的质量块用来感应汽车的减速度。当质量块产生移位时，能打开一个阀使压力空气从压力容器中冲出来，以使气囊膨胀，气囊可装在方向盘、手套箱门上、仪表板上部以及前排坐椅的靠背。2.国外汽车安全气囊早期的发展状况早期的安全气囊主要用于与其他安全装置一起防止飞机着陆时与地面的碰撞。使用安全气囊来保护汽车乘员的想法最先产生于美国。1952年，美国汽车生产者联合会在理论上阐述了这样一种汽车安全系统的必要性，几乎同时，这种系统的原理图也绘制了出来。1953年8月，赫特里克首次提出了“汽车用安全气囊防护装置”，并在美国获得了“汽车缓冲安全装置”专利。但是，由于当时技术水平的限制，还不能把这种想法或专利付诸实现。1966年，梅塞德斯-奔驰公司开始研发安全气囊装置，梅塞德斯的工程师们首先发明了碰撞传感器以及气体发生装置，让安全气囊能够在30毫秒内膨胀展开，他们还研制出了抗撕裂的气囊织物材料，改善了气囊的膨胀特性，最终，把整个装置设计安装在汽车的方向盘中。20世纪90年代后期，美国、欧共体、日本已正式立法在汽车上配置安全气囊，双气囊已成为大多数主流轿车的标准件。安全气囊在近几年得到高速发展，价格大幅度降低，装备安全气囊的轿车也从过去的中高级轿车向中低级轿车发展。同时，有一些轿车前排还安装了乘客用的安全气囊（即双安全气囊规格）。进入90年代，安全气囊的安全性能已被人们普遍接受，并且被视为一种现代化和高档次的安全装置。了解安全气囊的工作原理及注意事宜对我5们更好的保护自己有很重要的作用，当然,对于驾驶员来说，安全驾驶才是第一位的，这是任何先进的安全装置都无法替代的。（二）国内汽车安全气囊的发展1.国内早期汽车安全气囊的发展我国对汽车安全气囊的研究起步较晚。上个世纪80年代末我国的一些汽车碰撞安全和军工专家才开始关注汽车安全气囊的研究和发展。随着世界汽车进军我国，我国的汽车工业迎来了前所未有的发展契机。1992年，我国自行研制的FS-01安全气囊通过撞车试验。同时,我国的政策法规也为汽车工业的发展提供了良好的发展空间。在我国“九五”规划期间和“十五”规划中,国家经贸委和汽车行业将安全气囊列为我国汽车零配件三大重点发展项目(电子喷油系统、防抱死制动系统和安全气囊系统)之一,尤其是在1999年10月28日,国家机械工业局发布《关于正面碰撞乘员保护的设计规则》(CMVDR294)。此设计规则明确提出了对汽车乘员在发生汽车碰撞时的安全标准。CMVDR294的发布间接地对汽车配置安全气囊提出了新的要求,这无疑是中国安全气囊发展史上的一个重大进步,同时也为安全气囊的研究与发展指明了正确的方向和注入了新的活力。我国的经济发展越来越快，人们的生活水平也大幅度提高，汽车已经成为了现代社会不可缺少的交通工具之一。作为世界前三汽车消费国，国内的汽车保有量日益增多，交通安全也受到极大的重视。既然无法避免使用汽车，那我们业内人士将必须对汽车安全系统进行更细致、更全面的研发，安全气囊作为乘员最后的生命保障，更值得我国科研人员去研制出防护更全面的安全气囊系统，将汽车安全性提到最高，避免乘员受到严重伤害。三、汽车安全气囊技术的研发与应用（一）汽车安全气囊的研发方向我国2000年实施了CMVDR294《关于正面碰撞乘员保护的设计规则》，该法规等效于欧洲ECER94法规。最近，我国的侧面碰撞法规也已经开始实施，将会对我国车辆的碰撞安全性能和驾乘人员保护系统提出更高的要求。汽车安全法规体系的6不断完善，将带动中国汽车电子市场的发展。随着经济的发展、科技的发展和人们对汽车安全重视程度的提高，汽车安全技术中的安全气囊技术近几年来也发展得很快，智能化、多安全气囊是今后整体安全气囊系统发展的必然趋势。在新的技术上,系统将采用重量、红外线、超声波等传感器,当车辆发生碰撞时可以根据乘客与仪表板的距离、体型等因素来判断是否点爆气囊、采用1级点火还是多级点火、点爆力度大小,并与安全带形成总体控制.而且通过传感器,安全气囊系统还能够判断出车辆当前的碰撞形式,是正面碰撞、角度碰撞、侧面碰撞还是整车的翻滚运动,以便安全气囊系统驱动车身不同位置的气囊,形成对乘客最佳的保护.汽车安全气囊经历了整整半个世纪的研究发展,从作为一种设想提出来后,直到今天成为汽车必需的安全装备,说明了安全气囊系统在对减轻碰撞事故中的乘员伤亡有着很大的作用,它所带来的保护效果也在汽车安全领域得到了广泛的认识和高度的重视.随着汽车安全气囊的普遍推广应用,安全气囊系统的各个关键技术环节也均成为汽车安全研究领域的重点.当前安全气囊新技术的开发研究向智能化、多样化、无污染、整体式、无伤害等方向发展.（二）汽车安全气囊新技术的应用1.网络技术的应用网络技术的应用也是安全气囊系统的重要发展方向.在汽车网络中，有一种应用面比较窄，但非常重要的网络即Safe-By-Wire。是专门用于汽车安全气囊系统的总线，Safe-By-Wire技术旨在通过综合运用多个传感器和控制器来实现安全气囊系统的细微控制。Safe-By-WirePl