安全氣囊是什么

安全氣囊是什么

　　全氣囊的奔馳S級轎車駛下生產(chǎn)線已25年了。據(jù)美國國家公路安全管理部門(NHTSA)的統(tǒng)計，在美國的交通事故當(dāng)中，安全氣囊已保護(hù)了 約14 200人的生命，你知道安全氣囊的由來嗎?下面就讓學(xué)習(xí)啦小編來為大家介紹一下吧，希望大家喜歡。

　　安全氣囊

　　安全氣囊，設(shè)置在車內(nèi)前方(正副駕駛位)，側(cè)方(車內(nèi)前排和后排)和車頂三個方向。安全氣囊由三部分組成：氣囊、傳感器和充氣系統(tǒng)。安全氣囊的功能是當(dāng)車輛發(fā)生碰撞事故時減輕乘員的傷害程度，避免乘員發(fā)生二次碰撞，或車輛發(fā)生翻滾等危險情況下被拋離座位。如果發(fā)生碰撞，充氣系統(tǒng)可在不到十分之一秒的時間內(nèi)迅速充氣，氣囊在膨脹時將沖出方向盤或儀表盤。從而使車內(nèi)人員免受正向碰撞所產(chǎn)生作用力的沖擊，大約在一秒鐘后，氣囊就會收縮(氣囊上有許多小孔)，因此不會妨礙車內(nèi)人員的行動。

　　安全氣囊簡介

　　安全氣囊安全氣囊，設(shè)置在車內(nèi)前方(正副駕駛位)，側(cè)方(車內(nèi)前排和后排)和車頂三個方向。裝有安全氣囊系統(tǒng)的容器外部都印有Supplemental Inflatable Restraint System，簡稱SRS)的字樣，直譯成中文為“輔助可充氣約束系統(tǒng)”。

　　安全氣囊由三部分組成;首先是氣囊自身，它由薄薄的尼龍纖維制成，折疊在方向盤或儀表盤中;然后是告知?dú)饽页錃獾膫鞲衅?，傳感器可檢測到相當(dāng)于以16-24公里/小時的速度撞擊墻壁的沖撞力;最后是充氣系統(tǒng)，安全氣囊實(shí)際上由與固體火箭助推器類似的系統(tǒng)進(jìn)行充氣，疊氮化鈉(NaN3) 和硝酸鉀(KNO3) 迅速發(fā)生反應(yīng)，生成大量的熱氮?dú)?，此氣體將為氣囊充氣，氣囊在膨脹時將沖出方向盤或儀表盤。

　　安全氣囊是安全氣囊系統(tǒng)一個輔助保護(hù)設(shè)備，它是用帶橡膠襯里的特種織物尼龍制成，工作時用無害的氮?dú)馓畛洹Ｔ诎l(fā)生碰撞時，安全氣囊充氣大約需要0.03秒。非常快的充氣速度對確保當(dāng)乘客的身體被安全帶束縛不動而頭部仍然向前行進(jìn)時，安全氣囊能及時到位。在頭部碰到安全氣囊時，安全氣囊通過氣囊表面的氣孔開始排氣。氣體的排出有一定的速率，確保讓人的身體部位緩慢地減速。由于安全氣囊彈開充氣的速度可高達(dá)320公里/小時，碰撞時如果人的乘坐姿勢不正確，將給人帶來嚴(yán)重的傷害。

　　安全氣囊發(fā)展

　　安全氣囊使用安全氣囊來保護(hù)汽車乘員的想法最先產(chǎn)生于美國。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8月，赫特里克首次提出了“汽車用安全氣囊防護(hù)裝置”，并在美國獲得了 “汽車緩沖安全裝置”專利。但是，由于當(dāng)時技術(shù)水平的限制，還不能把這種想法或?qū)＠吨T實(shí)現(xiàn)。1966年，梅塞德斯-奔馳公司開始研發(fā)安全氣囊裝置，梅塞 德斯的工程師們首先發(fā)明了碰撞傳感器以及氣體發(fā)生裝置，讓安全氣囊能夠在30毫秒內(nèi)膨脹展開，他們還研制出了抗撕裂的氣囊織物材料，改善了氣囊的膨脹特 性，最終，把整個裝置設(shè)計安裝在汽車的方向盤中。

　　在大約250次真車撞擊試驗(yàn)，2 500次的臺架試驗(yàn)，以及超過700萬km的車輛路試之后，在1980年12月，同預(yù)張緊安全帶一起，安全氣囊被安裝在了當(dāng)時的奔馳S級轎車上。而從 1985年起，奔馳在全部供應(yīng)美國市場的汽車上都有安裝了這種安全系統(tǒng)。到了1991年，差不多有28%的奔馳轎車都裝備了駕駛員安全氣囊，從最早裝備安 全氣囊的奔馳S級轎車駛下生產(chǎn)線已25年了。據(jù)美國國家公路安全管理部門(NHTSA)的統(tǒng)計，在美國的交通事故當(dāng)中，安全氣囊已保護(hù)了 約14 200人的生命，而在德國，自1990年以來，安全氣囊阻止了2 500例發(fā)生重大傷害的交通事故。據(jù)統(tǒng)計，安全氣囊在嚴(yán)重的碰撞事故當(dāng)中能夠保護(hù)約三分之一的人員生還，另外，六分之一的駕駛員或前排乘客能夠在碰撞中得 到安全氣囊的保護(hù)而被拯救。安全氣囊的使用明顯提高了汽車的被動安全性。

　　奔馳公司作為最早安裝安全氣囊的廠家，已經(jīng)在其制造的12 00萬輛車上都裝備了安全氣囊。1992年，安全氣囊就已經(jīng)作為奔馳轎車一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)配置。梅塞德斯的工程師們?nèi)灾铝τ谘芯扛倪M(jìn)安全氣囊的技術(shù)，包括 側(cè)面安全氣囊系統(tǒng)以及在事故中能夠更好地做出響應(yīng)的氣囊控制系統(tǒng)。

　　安全氣囊的使用明顯提高了汽車的被動安全性。據(jù)資料統(tǒng)計，由于安全氣囊在北美的廣泛使用，使事 故死亡率減少了12%，而且在安全氣囊保護(hù)下人體的受傷程度也有所減輕。

　　安全氣囊另一方面，雖然由尼龍或聚脂纖維布料等制成的氣囊質(zhì)量不大，但瞬間展開的速度卻高達(dá) 200km/h以上，這一沖擊速度對人體而言并非一個小數(shù)目，根據(jù)美國國家公路安全管理部門的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，安全氣囊在碰撞交通事故中每挽救100名乘員生命 的同時，也因氣囊的不適當(dāng)展開及乘員的不正確乘坐位置和坐姿，不幸導(dǎo)致57名乘員失去了生命。

　　在未來的幾年當(dāng)中，安全氣囊仍然會在汽車安全設(shè)備中扮演重要的角色。工程師們在尋找的能夠?qū)?能發(fā)生的事故和汽車駕駛者進(jìn)行自動調(diào)整的主動安全系統(tǒng)的可能性，新型智能化安全氣囊的開發(fā)對新技術(shù)提出了更高的要求。當(dāng)駕駛員相對方向盤氣囊襯蓋的距離小于10cm時，在20～30毫秒內(nèi)爆炸展開的氣囊會給駕駛員致命的沖擊傷害。 而副駕駛座上的成員如果沒有保持合適的坐姿，在碰撞中導(dǎo)致受傷的可能性也會大大增加。

　　安全氣囊出現(xiàn)了兩種發(fā)展趨勢，美國和日本的汽車公司正在努力增大氣囊尺寸來保護(hù)乘員。而 歐洲一些汽車制造公司，如奔馳、寶馬和沃爾沃等則認(rèn)為，安全氣囊本身決不是保障乘員的靈丹妙藥，它必須在一個統(tǒng)一的汽車被動安全系統(tǒng)中才能有效地發(fā)揮作 用，在這個系統(tǒng)中，一定要具備緊縮式安全帶、結(jié)構(gòu)可靠的座椅、兒童專用座椅和一系列其它部件。而且，最好在車身結(jié)構(gòu)設(shè)計開始時就考慮到這個安全系統(tǒng)所有必 須的組成部件的安裝。

　　未來安全氣囊的智能化發(fā)展，還包括集成了先進(jìn)的傳感器技術(shù)和信息處理系統(tǒng)，它們在事故發(fā)生的短 暫時間內(nèi)能夠提供可靠的碰撞環(huán)境方面的信息。這些信息包括汽車碰撞的劇烈程度、碰撞的形式(正碰撞或側(cè)碰撞等)、乘員的身材、體重、乘坐位置和乘坐姿態(tài)， 以及乘員是否系有安全帶等等。智能安全氣囊系統(tǒng)根據(jù)探測到的信息，通過其電子控制系統(tǒng)的計算分析，決定安全氣囊何時及以何種程度展開，從而對乘員提供最優(yōu) 化的保護(hù)。

　　安全氣囊趨勢

　　安全氣囊隨著科技的發(fā)展和人們對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)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。

　　新的技術(shù)可以更好地識別乘客類型，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)而在碰撞時判斷是否點(diǎn)爆氣囊、采用1級點(diǎn)火還是多級點(diǎn)火、點(diǎn)爆力有多大，并與安全帶形成總體控制。通過傳感器，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，以便驅(qū)動車身不同位置的氣囊，形成對乘客的最佳保護(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)旨在通過綜合運(yùn)用多個傳感器和控制器來實(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、德爾福等公司提出。與整車系統(tǒng)常用的CAN、FlexRay等總線相比，Safe-By-Wire的優(yōu)勢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)在汽車出事故時也不受破壞，Safe-By-Wire中嵌入有多重保護(hù)功能。比如說，即使線路發(fā)生短路，安全氣囊系統(tǒng)也不會因出錯而起動。Safe-By-Wire技術(shù)會在汽車安全氣囊系統(tǒng)中獲得廣泛的應(yīng)用。

　　安全氣囊的使用

　　駕駛者應(yīng)將座位盡量向后移，以便有足夠空間使安全氣囊在發(fā)生意外擴(kuò)張后充分發(fā)揮其保護(hù)作用。駕駛者不宜傾前控車，坐姿要正確及緊貼座位背椅，且扣上安全帶。12歲以下的小孩應(yīng)坐在汽車的后排，并扣上安全帶。體重不超過18公斤的幼孩應(yīng)放在配有幼孩座椅裝置的后排座位，并扣上安全帶。

　　在一些高檔車中像以安全性著稱的，瑞典的沃爾沃轎車在它的旗艦車型中全車配備了6個氣囊和18個氣簾，分別位于車內(nèi)前排正副駕駛位，前后車門兩側(cè)各兩個，18個氣簾分布在前后擋風(fēng)玻璃處，側(cè)面視窗處，對來自各個方向的撞擊提供最有效的保護(hù)。

　　安全氣囊原理

　 汽車行駛過程中，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)對這些信息加以分析判斷，如果所測的加速度、速度變化量或其它指標(biāo)超過預(yù)定值(即真正發(fā)生了碰撞)，則控制裝置向氣體發(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)夤拗袎嚎s氮?dú)忉尫懦鰜沓錆M碰撞氣袋。乘員與氣袋接觸時，通過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。

　　汽車的安全氣囊內(nèi)有疊氮化鈉(NaN3)與硝酸銨(NH4NO3)等物質(zhì)。當(dāng)汽車在高速行駛中受到猛烈撞擊時，這些物質(zhì)會迅速發(fā)生分解反應(yīng)，產(chǎn)生大量氣體，充滿氣囊。疊氮化鈉分解產(chǎn)生氮?dú)夂凸虘B(tài)鈉，硝酸銨作為氧化劑參與。

　　新型安全氣囊加入了可分級充氣或釋放壓力的裝置，以防止一次突然點(diǎn)爆產(chǎn)生的巨大壓力對人頭部產(chǎn)生的傷害，特別在乘客未佩戴安全帶的時候，可導(dǎo)致生命危險。具體形式有：

　　1.分級點(diǎn)爆裝置，即氣體發(fā)生器分兩級點(diǎn)爆，第一級產(chǎn)生約40%的氣體容積，遠(yuǎn)低于最大壓力，對人頭部移動產(chǎn)生緩沖作用，第二級點(diǎn)爆產(chǎn)生剩余氣體，并且達(dá)到最大壓力?？偟膩碚f，兩級點(diǎn)爆的最大壓力小于單級點(diǎn)爆。這種形式，壓力逐步增加。

　　2.分級釋放壓力方式，囊袋上開有泄壓孔或可調(diào)節(jié)壓力的孔，分為完全憑借氣體壓力頂開的方式或電腦控制的拉片Tether。這種方式，一開始壓力達(dá)到設(shè)定極限，然后瞬時釋放壓力，以避免過大傷害。[1]

　　安全氣囊前提

　　為了保證安全氣囊在適當(dāng)?shù)臅r候打開，汽車生產(chǎn)廠家都規(guī)定了氣囊的起爆條件，只有滿足了這些條件，氣囊才會爆炸。雖然在一些交通事故中，車內(nèi)乘員碰得頭破血流，甚至出現(xiàn)生命危險，車輛接近報廢，但是如果達(dá)不到安全氣囊爆炸的條件，氣囊還是不會打開。

　　安全氣囊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30KM/h，這時安全氣囊才可能打開。這里所說的速度不是通常意義上所理解的車速，而是在試驗(yàn)室中車輛相對剛性固定障礙物碰撞的速度，實(shí)際碰撞中汽車的速度高于試驗(yàn)速度氣囊才能打開。

　　汽車發(fā)生碰撞時的主要受力部位是保險杠和車身縱梁，為了緩沖碰撞時的沖擊力，車身前部大都設(shè)計有碰撞緩沖區(qū)，而且車身的剛度分布也是不均勻的。在一些事故中，例如當(dāng)轎車與沒有后部防護(hù)裝置的卡車發(fā)生鉆入性追尾事故，或轎車碰撞護(hù)欄后發(fā)生翻車事故，或發(fā)生車身側(cè)面碰撞等，這樣的事故往往沒有車身前部的直接撞擊，主要是車身上部和側(cè)面發(fā)生碰撞，碰撞車身部位的剛度很小，雖然車艙發(fā)生了很大的變形，造成了車內(nèi)乘員受傷或死亡，但是由于碰撞部位不對，有時候氣囊并不能打開。尤其是在側(cè)向碰撞中，如未配置側(cè)安全氣囊，主副安全氣囊由于不能達(dá)到起爆條件不能引爆，很容易對乘車人員造成致命傷害。

　　安全氣囊使用

　　優(yōu)勢

　　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(hù)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(dá)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?dú)?，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。

　　缺陷

　　安全氣囊安全氣囊同樣也有它不安全的一面。據(jù)計算，若汽車以60km的時速行駛，突然的撞擊會令車輛在0.2秒之內(nèi)停下，而氣囊則會以大約300km/h的速度彈出，而由此所產(chǎn)生的撞擊力約有180公斤，這對于頭部、頸部等人體較脆弱的部位就很難承。因此，如果安全氣囊彈出的角度、力度稍有差錯，就有可能釀出一場“悲劇”。

　　1.氣囊可能在很低的車速時打開。汽車在很低車速行駛而發(fā)生碰撞事故時，乘員和駕駛員系上安全帶即可，完全不需要安全氣囊展開起保護(hù)作用。如果這時展開氣囊反而會造成不必要的浪費(fèi)，甚至還可能因安全氣囊的展開加重碰撞傷害。

　　2.氣囊的啟動會對乘員造成傷害。安全氣囊系統(tǒng)啟動時將沖開氣囊蓋板，并且在瞬間展開充氣，很可能對乘員造成沖擊;產(chǎn)生的灼熱氣體也會灼傷乘員和駕駛員。

　　3.當(dāng)乘客偏離座位或座位上無人或兒童乘坐時，氣囊系統(tǒng)的啟動不僅起不到應(yīng)有的保護(hù)作用，還可能會對乘員造成一定的傷害。