1952年Hetrick發(fā)明了他自己之稱為“汽車安全氣墊”的裝置，用來減輕急剎車或正面碰撞帶來的嚴重傷害。這是一種純機械裝置。用于使氣囊膨脹的壓縮空氣貯存在一個壓力容器中，連接著彈簧的質(zhì)量塊用來感應汽車的減速度。當質(zhì)量塊產(chǎn)生位移時，能打開一個閥使壓力空氣從壓力容器中沖出來，以使氣囊膨脹。氣囊可裝在方向盤中、手套箱門上、儀表板上部以及前排座椅的靠背。
早期的空氣囊主要用于與其它安全裝置一起防止飛機著陸時與地面的碰撞。1960年，安全氣囊技術(shù)開始在原有的基礎上研制并轉(zhuǎn)為民用。
60年代末,美國高速公路交通安全委員會(NHTSA)開始建議制定一個可選擇的安全氣囊法則,鼓勵汽車廠商去發(fā)展安全氣囊。
70年代,美國通用、福特,德國奔馳，日本豐田等汽車公司以及美國MORTON公司、TRW公司、德國TEMIC公司、ICT研究院、日本DAICEL公司、瑞典AUTOLIV公司等均開始投入大量資金和人力研究與發(fā)展安全氣囊,其中11年5月德國的一個研究小組成功地將火箭推進技術(shù)應用于汽車安全氣囊。這些綜合力量使安全氣囊的研究與發(fā)展進入了一個全新的發(fā)展階段。
年,美國高速公路交通安全委員會(NHTSA)在著名的“聯(lián)邦汽車安全標準”中的208條款《乘員碰撞保護》(FederalMotorVehiclSafetyStandard208,簡稱FMVSS208)中增加了安裝氣囊的要求,這為安全氣囊的發(fā)展和使用提供了一個明確的法則及指導方向。FMVSS208條款是汽車安全氣囊發(fā)展史上的一個重要的里程碑。此后,歐洲也頒布了ECER94法規(guī),緊接著日本豐田、本田,美國福特、克萊斯勒,德國寶馬,瑞典富豪等汽車公司紛紛開始銷售配有安全氣囊的汽車。
20世紀90年代后期,美國、歐共體、日本已正式立法在汽車上配置安全氣囊,雙氣囊已成為絕大多數(shù)主流轎車的標準件。
安全氣囊由美國人約翰?赫特里特（John?Hotrich）發(fā)明。他是一位自學成才的夕法尼亞州工程師。1952年，在遭遇一次事故后，他萌發(fā)了設計撞車安全裝置的想法。在這次事故中，約翰為躲避一個障礙物而猛打方向盤進行制動，他和妻子都用手臂本能地保護坐在前座中間位置上的女兒。這次事故后他意識到必須要有一個良好的方法來保護乘員，兩周之后他繪好了設計圖紙交給了代理人，這份圖紙確定了今天安全氣囊的雛型。1953年8月18日，他獲得了"汽車緩沖安全裝置"的美國專利。
安全氣囊從1952年就取得了專利，但在應用推廣中經(jīng)歷了幾上幾下的波折，足足走過了30多年的漫長路途。直至年，汽車碰撞安全標準(FMVSS208)在美國經(jīng)多次被廢除后又重新被認可并開始實施，其中規(guī)定從1995年9月1日以后制造的轎車前排座前均應裝備安全氣囊，同時還要求1998年以后的新轎車都裝備駕駛者和乘客用的安全氣囊，自此才確認了安全氣囊的作用。如今，這個在當年頗具創(chuàng)意性的發(fā)明已轉(zhuǎn)為千百萬個產(chǎn)品，種類也發(fā)展為正面氣囊、側(cè)面氣囊、安全氣簾等等。各國生產(chǎn)的中高級轎車，大多數(shù)都裝有安全氣囊，有些轎車已將安全氣囊列入必裝件。在國內(nèi)，隨著CMVDR294碰撞安全法規(guī)的開始實施，國內(nèi)消費者對汽車被動安全性能的要求也越來越高，但目前除了極少數(shù)高級車裝備了側(cè)面氣囊之外，大部分車型還只是安裝了正面氣囊。
安全氣囊在近幾年得到了飛速的發(fā)展，價格大幅度下降，裝備了安全氣囊的轎車也從過去的中高級轎車向中低級轎車發(fā)展。同時，有些轎車前排安裝了乘客用的安全氣囊（即雙安全氣囊規(guī)格），乘客用的安全氣囊與駕車者用的安全氣囊相似，只是氣囊的體積要大些，所需的氣體也多一些而已。進入90年代以來，安全氣囊的安全性能已被人們普遍接受，并被視為一種現(xiàn)代化和高檔次的安全裝置。了解安全氣囊的工作原理及注意事宜對我們更好的保護自己有很重要的作用，但對于駕駛員來說，安全駕駛才是第一位的，這是任何先進的安全裝置都無法替代的。
1.2國內(nèi)汽車安全氣囊的發(fā)展
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。
在我國“九五”規(guī)劃期間和“十五”規(guī)劃中,國家經(jīng)貿(mào)委和汽車行業(yè)將安全氣囊列為我國汽車零配件三大重點發(fā)展項目(電子噴油系統(tǒng)、防抱死制動系統(tǒng)和安全氣囊系統(tǒng))之一,尤其是在1999年10月28日,國家機械工業(yè)局發(fā)布《關(guān)于正面碰撞乘員保護的設計規(guī)則》(CMVDR294)。這個設計規(guī)則明確提出對汽車乘員在發(fā)生汽車碰撞時的安全標準。所述的安全要求。CMVDR294的發(fā)布間接地對汽車配置安全氣囊提出了新的要求,這無疑是中國安全氣囊發(fā)展史上的一個進步,同時也對安全氣囊的研究與發(fā)展指明了正確的方向和注入了新的活力。
在十多年的研究與發(fā)展過程中,國內(nèi)許多大學與事業(yè)公司的研究與產(chǎn)品已初具基礎,其中部分研究與技術(shù)已接近國際水平。清華大學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)設計中的應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作用。
坐落在錦州經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)的錦恒公司是國內(nèi)唯一一家具有自主知識產(chǎn)權(quán)的汽車安全氣囊生產(chǎn)企業(yè)，其生產(chǎn)能力和所占市場份額在國內(nèi)最大。錦恒公司建有國內(nèi)一流的研發(fā)中心，實驗室通過了國家CNAL認證，具有正面碰撞、角度碰撞、柱撞、側(cè)面撞等實車碰撞試驗能力和臺車試驗能力。公司的主要碰撞、檢測設備和組裝生產(chǎn)線均由國外引進，技術(shù)裝備水平國內(nèi)領(lǐng)先。他們通過引進美國公司的安全氣囊生產(chǎn)技術(shù)，開發(fā)出填補國內(nèi)空白的機械式安全氣囊產(chǎn)品；與一汽汽研所共同承擔了國家“九五”汽車電子產(chǎn)品攻關(guān)，開發(fā)出具有獨立知識產(chǎn)權(quán)的電子式安全氣囊產(chǎn)品。目前，該公司共為國內(nèi)20多個汽車生產(chǎn)廠家的30多個車型研發(fā)、配套安全氣囊，已形成單班年產(chǎn)20萬套安全氣囊總成、120萬只氣囊、15萬只飾蓋的生產(chǎn)能力，是國內(nèi)同行業(yè)中首家實現(xiàn)為整車配套的企業(yè)。近年，他們還與國際著名的安全氣囊供應商簽訂加工安全氣囊零部件的協(xié)議，產(chǎn)品將走向歐洲、北美等國家。
2000年以來，我國安全氣囊市場需求平均每年都有超過200%的速度在增長，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%。國內(nèi)安全企業(yè)的生產(chǎn)和配套市場基本上分外資企業(yè)和國產(chǎn)企業(yè)兩大陣營。外資企業(yè)主要以Autoliv、Plast、Takawa、Mobis等為代表，國內(nèi)80%以上的安全氣囊由他們生產(chǎn)，外資企業(yè)占據(jù)著我國安全氣囊的中高端配套市場。國產(chǎn)企業(yè)主要是以錦州錦恒、東方久樂、上海比亞迪等為代表，他們國內(nèi)安全氣囊的產(chǎn)量只占15%左右，主要在一些國產(chǎn)化的經(jīng)濟型乘用車有所配套。我國安全氣囊在經(jīng)歷安全氣囊的進口高峰后，進口安全氣囊的高速增長是勢頭已經(jīng)跌落，2005年上半年已經(jīng)出現(xiàn)進口負增長。目前，進口安全氣囊在國內(nèi)配套市場所占比重不到一半。2004年底開始，跨國安全氣囊企業(yè)相繼在中國投資氣囊組件的生產(chǎn)，加強了安全氣囊上游零部件本地化供應配套的能力。到2007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)購率只有5%左右，氣囊組件配套還有很大的發(fā)展空間。
1.3國內(nèi)安全氣囊的評價
盡管我國安全氣囊的研究與發(fā)展已初具基礎和規(guī)模,但是離世界先進水平還相距甚遠,這些差距主要包含安全氣囊法規(guī)、撞車實驗系統(tǒng)、安全氣囊的設計、制造和測試等方面。事實上,我國的撞車實驗系統(tǒng)還不能完全滿足美國FMVSS208條款的技術(shù)要求;其次在安全氣囊方面,我們還缺少關(guān)鍵技術(shù)的自主知識產(chǎn)權(quán);此外,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，我們業(yè)內(nèi)人士還要付出艱辛的努力！
1.4汽車安全氣囊的發(fā)展趨勢
汽車安全系統(tǒng)是汽車電子領(lǐng)域增長最快的一部分。汽車的安全設計在整車設計中所占的比例也越來越大。汽車安全性分為主動安全和被動安全兩種，主動安全系統(tǒng)旨在提高車輛行駛的穩(wěn)定性，防范事故于未然。被動安全系統(tǒng)是事故發(fā)生后開始起作用，以減緩事故嚴重程度。汽車安全氣囊屬于被動安全系統(tǒng)。我國2000年實施了CMVDR294《關(guān)于正面碰撞乘員保護的設計規(guī)則》，該法規(guī)等效于歐洲ECER94法規(guī)。最近，我國的側(cè)面碰撞法規(guī)已經(jīng)開始實施，這將對我國車輛的碰撞安全性能和駕乘人員保護系統(tǒng)提出更高的要求。汽車安全法規(guī)體系的不斷完善，將帶動中國汽車電子市場的發(fā)展。據(jù)預測，2009年前排乘客側(cè)面保護氣囊的安裝率將會是2006年的2倍，側(cè)氣簾的安裝率將是2006年的4倍。
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)近年來也發(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，取不同的保護措施。系統(tǒng)用重量、紅外、超聲波等傳感器來判斷乘客與儀表板遠近、重量、身高等因素，進而在碰撞時判斷是否點爆氣囊、用1級點火還是多級點火、點爆力有多大，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。網(wǎng)絡技術(shù)的應用也是安全氣囊系統(tǒng)的發(fā)展方向。在汽車網(wǎng)絡中，有一種應用面比較窄，但是非常重要的網(wǎng)絡即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)旨在通過綜合運用多個傳感器和控制器來實現(xiàn)安全氣囊系統(tǒng)的細微控制。
Safe-By-WirePlus總線標準是由汽車電子供應商和部件供應商如飛利浦、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接口標準。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)將會在汽車安全氣囊系統(tǒng)中獲得廣泛的應用。
汽車安全氣囊作為一種設想提出來后到今天成為必需的安全裝備在汽車上廣泛應用已經(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)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、乘員相對于方向盤河南機電高等?？?/a>學校畢業(yè)論文7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，自適應式或稱為智能型安全氣囊的概念也就應運而生。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
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)中的標準設備，作為正碰撞事故中的安全措施。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。
正在研制的新型保護氣囊還有以下5種：
①安裝在轉(zhuǎn)向盤下方膝墊部位的安全氣囊可保護下腳正碰撞中免受傷害。
②安裝在制動踏板下的安全氣囊以保護腳和踝關(guān)節(jié)在正碰撞中免受傷害。
③安裝在前座椅靠背上的安全氣囊以保護后座乘員。
④安裝在汽車發(fā)動機罩下的安全氣囊，保護行人。
⑤安裝在前擋風玻璃邊框的安全氣囊以減少行人在汽車碰撞事故中頭部的損傷。
2.1汽車安全氣囊的組成
駕駛員處的安全氣囊是存放在方向盤襯墊內(nèi)，因此，當您看見方向盤上標有"SRS"或"Airbag"字樣，就可知此車裝有安全氣囊。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。氣囊裝在方向盤轂內(nèi)緊靠緩沖墊處，其容量約50至90升不等，做氣囊的布料具有很高的抗拉強度，多以尼龍材質(zhì)制成，折疊起來的表面附有干粉，以防安全氣囊粘著在一起在爆發(fā)時被沖破；為了防止氣體泄漏，氣囊內(nèi)層涂有密封橡膠；同時氣囊設有安全閥，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，避免將乘客擠壓受傷；氣囊中所用的氣體多是氮氣。
Srs中電控系統(tǒng)中的傳感器，按其功能可分為碰撞強度傳感器和防護碰撞傳感器；而碰撞強度傳感器按其安置位置又可分為包括左前碰撞傳感器，右前碰撞傳感器和中央碰撞傳感器的前碰撞傳感器和中心碰撞傳感器兩種。
碰撞傳感器和防護碰撞傳感器串連在一起，其功能都是檢測車輛發(fā)生碰撞時的慣性力或減速度值，并把信號傳輸給srs的ecu。所不同的是，碰撞強度傳感器是用來檢測車輛發(fā)生碰撞時所受碰撞的激烈程度，其信號是供系統(tǒng)的控制單元判斷是否引爆點火劑而使氣體發(fā)生劑給氣囊充氣；而防護碰撞傳感器則是防治碰撞強度傳感器短路而導致安全氣囊誤膨開，其信號是供控制單元判斷是否發(fā)生碰撞。
ECU為一獨立安裝的控制系統(tǒng)，它不與其他系統(tǒng)的控制單元合用，其功能是接受個傳感器發(fā)來的信號并判斷是否引爆使氣囊膨開。
2.2安全氣囊系統(tǒng)的分類
1.按引爆方式分類
按引爆方式分類，安全氣囊系統(tǒng)可分為機械控制式和電子控制式兩類。機械控制是安全氣囊系統(tǒng)機械控制是安全氣囊系統(tǒng)不需要電源，電子電路和電路配線，其全部零件都組裝在轉(zhuǎn)向盤裝飾蓋板的下面，檢測碰撞動作和引爆點火劑都是利用機械裝置的動作來完成的。目前，這種類型的安全氣囊很少使用。
（1）電子控制是安全氣囊系統(tǒng)電子控制式安全氣囊系統(tǒng)是目前普遍用的一種安全氣囊系統(tǒng)。這種類型的傳感器是利用碰撞傳感器來檢測碰撞信號并把信號發(fā)送到安全氣囊系統(tǒng)的控制單元，控制單元根據(jù)碰撞傳感器發(fā)送來的信號由在其內(nèi)部預先設置的程序不斷不得進行數(shù)學計算和邏輯判斷，當判斷結(jié)果是發(fā)生碰撞時，srs的ecu便立即發(fā)出點火指令引爆點火劑，點火劑引爆時所產(chǎn)生的大量熱量使疊氮化鈉藥片的氣體發(fā)生劑分解，產(chǎn)生大量的氮氣使氣囊膨開。
(2)目前日本的本田公司的雅閣，市民，豐田公司的凌志，，佳美，日產(chǎn)公司的尼桑星球，瑞士沃爾沃公司的850,960，美國福特公司的林肯城市，通用公司的凱迪拉克，國產(chǎn)轎車的紅旗世紀星，奧迪a6，帕薩特b5，捷達王以及高爾夫等轎車用的都是電子控制式安全氣囊系統(tǒng)。
2.按安全氣囊數(shù)量分類
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)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等轎車均用的是雙安全氣囊系統(tǒng)。由于前座乘員在汽車發(fā)生碰撞時的危險性比駕駛員的要大，所以前座乘員側(cè)的安全氣囊的尺寸通常比較大，并與駕駛員側(cè)的安全氣囊同時起作用。
（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。
3.按保護類型分類按保護類型分類
安全氣囊系統(tǒng)可分為駕駛員用安全氣囊，前排成員安全氣囊，防側(cè)撞安全氣囊和后座成員用安全氣囊。
（1）駕駛員用安全氣囊駕駛員用安全氣囊是汽車最廣泛用的安全氣囊，他在車輛發(fā)生碰撞時對駕駛員起保護作用。這種氣囊分為美式和歐式兩種，并安裝在轉(zhuǎn)向盤中。美式安全氣囊的設計原則是嘉定駕駛員未系座椅安全帶時車輛發(fā)生碰撞，為了更好的保護駕駛員，所以氣囊體積較大，約60升。歐式安全氣囊則是定駕駛員系上安全帶時車輛發(fā)生碰撞，這時由于安全帶已起保護作用，所以其體積較小，通常約為40升。
（2）前排成員用安全氣囊前排成員用安全氣囊也分為歐式，美式兩種。由于前排成員在車內(nèi)的位置不固定，所以設計的安全氣囊的體積也較大，以保證在發(fā)生撞車時成員免受傷害。通常美式前排成員用安全氣囊體積約為160升，歐式前排成員安全氣囊設計約為75升。
（3）防側(cè)撞安全氣囊根據(jù)使用要求的不同，防側(cè)撞安全氣囊可以安裝在車門上橫梁中，車門內(nèi)板中或座椅側(cè)面。安裝在車門上橫梁中的防側(cè)撞安全氣囊，用以保護乘員的頭部，安裝在車門板內(nèi)的防側(cè)撞安全氣囊和安裝在座椅側(cè)面的防側(cè)撞安全氣囊，用以保護乘員的胸部和心，肺臟等重要器官。由于空間的限制，通常防側(cè)撞安全氣囊的體積都較小，安裝在車門板內(nèi)的安全氣囊體積通常為35~40升，而安裝在座椅側(cè)面的安全氣囊體積僅為12升左右。
（4）后排座成員用安全氣囊
近年來，由于對后排座成員的安全防護的重視，所以在后排座椅上不僅安裝了安全帶，而且還在前排座椅的后面安裝了保護后排座成員的安全氣囊。
后排座成員安全氣囊在結(jié)構(gòu)上同其他安全氣囊基本相同，其體積通?？蛇_100升。在車輛發(fā)生碰撞并引爆后，安全氣囊便在后排座乘員與前排座椅間形成一個防護氣墊，從而達到對后排座成員的保護作用。
2.3汽車安全氣囊的工作原理
當車輛發(fā)生碰撞時，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。一般說來，輕微的碰撞不會打開安全氣囊，只有在車輛正面一定角度范圍內(nèi)才是打開安全氣囊的有效碰撞范圍，后碰、側(cè)碰、翻轉(zhuǎn)都不會引發(fā)安全氣囊打開。需要強調(diào)的是，安全氣囊只是，在不系安全帶的狀況下，安全氣囊不但不能對乘員起到防護作用，還會對乘員有嚴重的殺傷力。安全氣囊的爆發(fā)力是驚人的，足以擊斷駕駛者的頸椎。因此，系好安全帶是安全氣囊發(fā)揮保護作用的一個重要條件。
早期的安全氣囊為機械式安全氣囊系統(tǒng)，現(xiàn)在國內(nèi)外氣囊廠家主要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緊裝置。
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，判斷當前的是否是嚴重碰撞，如果是嚴重碰撞則驅(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。為安全氣囊系統(tǒng)基本裝車形式，圖中DAB是駕駛員氣囊，PAB是乘員氣囊，PSB是安全帶預緊裝置。
由于安全氣囊系統(tǒng)屬于汽車安全部件，它所用的電子器件均有較高的特殊性能要求，需要精度高、可靠性好、抗干擾能力強等特點。
常規(guī)安全氣囊的電子控制系統(tǒng)包括加速度傳感器和MCU等。當前國內(nèi)外氣囊廠家常用的安全氣囊傳感器為微機電系統(tǒng)（MEMS）傳感器，MEMS傳感器的感應范圍比較寬，可以感應1G到100G值的加速度，感應方向可從單軸向到三軸向，在正面、側(cè)面、垂直三個方向感應汽車碰撞過程中的加速度變化，并輸出模擬信號。
安全氣囊控制要求MCU運算能力強、I/O口充足等，從可靠性角度考慮，需要使用汽車級的具有一些特殊功能模塊的MCU。根據(jù)系統(tǒng)性能的不同要求使用的MCU有8位、16位，對于更復雜的系統(tǒng)，許多氣囊系統(tǒng)供應商已經(jīng)用了32位的高性能。
現(xiàn)代安全氣囊系統(tǒng)由碰撞傳感器，緩沖氣囊，氣體發(fā)生器及控制塊等組成。氣體發(fā)生器。安全氣囊系統(tǒng)要求氣體發(fā)生器能夠在較短的時間內(nèi)（30ms左右）產(chǎn)生大量的氣體充滿氣囊，產(chǎn)生的氣體必須對人體無害，且不能溫度太高，同時要求氣體發(fā)生器有很高的可靠性和穩(wěn)定性。氣體發(fā)生器主要有：壓縮氣體式、煙火式和混合式三種型式?；旌鲜綒怏w發(fā)生器是壓縮氣體式和煙火式相結(jié)合的發(fā)生器，也是目前廣泛應用一種氣體發(fā)生器。控制裝置。一般集成在微計算機中。當汽車發(fā)生碰撞事故時，電控裝置接收多個傳感器傳來的車身不同位置的減速信號，經(jīng)過反復不斷的分析、比較、計算，決定是否發(fā)出點火信號。要求控制裝置能夠在復雜的碰撞情況下作出非常準確的判斷，點火時刻也必須精確控制。
雖然安全氣囊在結(jié)構(gòu)上會有所不同，但其工作原理基本一致。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超過預定值（即真正發(fā)生了碰撞），則控制裝置向氣體發(fā)體發(fā)生器發(fā)出點火命令或傳感器直接控制點火，點火后發(fā)生爆炸反應，產(chǎn)生N2或?qū)夤拗袎嚎s氫氣釋放出來充滿碰撞氣袋。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，達到保護乘員的目的。
安全氣囊根據(jù)安裝的位置及保護對象不同，主要分為：對駕駛員進行保護的氣囊，裝在方向盤內(nèi)，防止駕駛員與轉(zhuǎn)向盤、儀表板及前擋風玻璃發(fā)生碰撞；對前排乘員進行保護的氣囊，裝在儀表板內(nèi)，防止乘員與儀表板、前擋風玻璃發(fā)生碰撞；對后排乘員進行保護的氣囊，一般安裝在前排座椅的靠背上后部或頭枕內(nèi)部，防止乘員與前排座椅發(fā)生碰撞。由于后排乘員受到的傷害程度較輕，后座椅安全氣囊一般只在高級轎車上使用。
汽車的安全氣囊內(nèi)有疊氮化鈉、或硝酸銨等物質(zhì)。當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，產(chǎn)生大量氣體，充滿氣囊。
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，可導致生命危險。具體形式有：
①分級點爆裝置，即氣體發(fā)生器分兩級點爆，第一級產(chǎn)生約40%的氣體容積，遠低于最大壓力，對人頭部移動產(chǎn)生緩沖作用，第二級點爆產(chǎn)生剩余氣體，并且達到最大壓力。總的來說，兩級點爆的最大壓力小于單級點爆。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，一開始壓力達到設定極限，然后瞬時釋放壓力，以避免過大傷害。
安全氣囊的工作原理是什么？
1 前言
隨著汽車綜合性能的提高，
汽車的安全裝置越來越重要，汽車的安裝置分為主動安全和被動安全兩種，主動安全裝置(如ABS、ASR等)是指汽車防止發(fā)生事故的能力，被動安全裝置是指汽車一旦發(fā)生事故，汽車保護乘員的能力。汽車發(fā)生事故時，對乘員的傷害是在瞬間發(fā)生的，例如，以車速50公里/時進行正面撞車時，其發(fā)生時間只有十分之一秒左右。為了在這樣短暫的時間中防止或減小對乘員的傷害，
目前汽車主要裝有安全帶、防撞式車身和安全氣囊防護系統(tǒng)(SRS是英文Supplemental RestraintSystem的縮寫)等。
2 汽車安全氣囊發(fā)展
安全氣囊是1953年由美國人約翰·赫綴克發(fā)明的。13年日本本田汽車公司引進安全氣囊技術(shù)進行實車應用。經(jīng)過了30多年的漫長歷程，直至年，汽車碰撞安全標準(FMVSS208)在美國經(jīng)多次被廢除后又重新被認可并開始實施，
其中規(guī)定從1995年9月1日以后制造的轎車前排座前均應裝備安全氣囊，同時還要求1998年以后的新轎車都裝備駕駛者和乘客用的安全氣囊，自此才確認了安全氣囊的作用。如今，這個在當年頗具創(chuàng)意性的發(fā)明已轉(zhuǎn)為千百萬個產(chǎn)品，種類也發(fā)展為正面氣囊、側(cè)面氣囊、安全氣簾等等。各國生產(chǎn)的中高級轎車，大多數(shù)都裝有安全氣囊，有些轎車已將安全氣囊列入必裝件。在國內(nèi)消費者對汽車被動安全性能的要求也越來越高，
但目前除了極少數(shù)高級車裝備了側(cè)面氣囊之外，大部分車型還只是安裝了正面氣囊。
3 汽車安全氣囊系統(tǒng)的基本組成及工作過程
3.1 汽車安全氣囊系統(tǒng)的基本組成
駕駛員處的安全氣囊是存放在方向盤襯墊內(nèi)，當您看見方向盤上標有“SRS”或“Airbag”字樣，就可知此車裝有安全氣囊。按其總體結(jié)構(gòu)可分為機械式和電子式安全氣囊系統(tǒng)兩類。機械式安全氣囊不需要電源，檢測碰撞和引爆點火劑都是利用機械裝置來完成。電子式安全氣囊是機械式安全氣囊與電子技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。目前汽車用的安全氣囊系統(tǒng)普遍都是電子式安全氣囊系統(tǒng)。電子式安全氣囊系統(tǒng)主要由碰撞傳感器、微處理器(SRSECU)、防護系統(tǒng)指示燈(SRS指示燈)、氣體發(fā)生器和氣囊等主要部件組成，如下圖為汽車安全氣囊系統(tǒng)的組成示意圖1。
碰撞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。氣囊裝在方向盤轂內(nèi)緊靠緩沖墊處，其容量約50至90升不等，做氣囊的布料具有很高的抗拉強度，多以尼龍材質(zhì)制成，折疊起來的表面附有干粉，以防安全氣囊粘著在一起爆發(fā)時被沖破；為了防止氣體泄漏，氣囊內(nèi)層涂有密封橡膠；同時氣囊設有安全閥，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，避免將乘客擠壓受傷。氣囊中所用的氣體多為氮氣。
3.2 汽車安全氣囊的工作過程
汽車在行駛中發(fā)生一定強度碰撞后，傳感器開關(guān)啟動，控制線路即開始處于工作狀態(tài)，并接著偵測回路來判斷是否真有碰撞發(fā)生。如果訊號是同時來自兩個傳感器的話才會使安全氣囊開始作用。
由于汽車的發(fā)電機及蓄電池通常都處于車頭易受損的部位，因此，安全氣囊的控制系統(tǒng)皆具有自備的電源以確保作用的發(fā)揮。在判定施放安全氣囊的條件正確之后，控制回路便會將電流送至點火器，接著瞬時快速加熱，將內(nèi)含的氮化鈉推進劑點燃。安全氣囊組件工作過程如(圖2)。
(1)將從碰撞傳感器接收的電信號傳給充氣器的引爆劑。
(2)引爆劑像根“電火柴”通電后著火，然后再點燃充氣器組件內(nèi)的擴爆劑，擴爆劑又稱為引爆管。
(3)擴爆劑點燃后，點燃主裝藥-主推進劑。傳統(tǒng)的主推進劑由氮化鈉加氧化劑組成，也有些使用壓縮氮氣或氬氣，還有兩種混合應用。
(4)推進劑燃燒生成氮氣流。
(5)迅速膨脹的氣體經(jīng)過過濾進入折囊墊，形成安全氣囊雛形。
(6)充氣器使充入安全氣囊的氣體壓力增高，并開始推壓安全氣囊飾罩。
(7)安全氣囊飾罩上的壓力不斷上升，飾罩材料延伸變形和撕裂薄弱區(qū)的接縫。
(8)隨著裂縫的出現(xiàn)，飾罩門開啟，為充氣安全氣囊的噴出提供最佳通路。
(9)氣體壓力繼續(xù)增長，安全氣囊張開至織物繃緊。
(10)乘員接觸和壓迫安全氣囊，實現(xiàn)安全保護；通過氣體的粘性阻尼作用，乘員前移能量被吸收和耗散， 安全氣囊中過壓氣體經(jīng)過安全氣囊通氣孔排出而不致傷害乘員。
據(jù)計算， 正規(guī)的安全氣囊必須在發(fā)生汽車碰撞后的0.01秒內(nèi)微處理器開始工作，0.03秒內(nèi)點火裝置啟動，0.05秒內(nèi)高壓氣體進入氣囊，0.08秒內(nèi)氣囊向外膨脹，0.11秒內(nèi)氣囊完全脹大，此刻之后，駕車者才會撞上氣囊。
4 安全氣囊系統(tǒng)的檢修
如果安全氣囊已經(jīng)引爆，
必須更換而不能修復使用。檢修安全氣囊系統(tǒng)與檢修汽車的其它系統(tǒng)不同，若操作錯誤，可能使安全氣囊意外引爆導致傷亡。各個廠家用的傳感器、充氣器類別和級數(shù)、引爆電路布局、引爆～擴爆～推進劑等都有差別，因此，對安全氣囊系統(tǒng)檢修的注意事項，大致歸納如下，詳細作業(yè)應嚴格按各車型維修手冊的規(guī)定。
安全氣囊系統(tǒng)的故障，必須用顯碼法、外接儀器診斷法、閃碼法或參數(shù)測量法以確定故障部位，再進入維修或換件階段；檢修安全氣囊系統(tǒng)時，將點火開關(guān)轉(zhuǎn)至“LOCK”位置以及拆下蓄電池負極電纜，還需再等2～5分鐘(讓電能貯存電容器放電完畢)以上，才能進行維修工作，否則安全氣囊有不適時引爆張開的危險；
不能用萬用表測量安全氣囊組件引爆電阻的阻值(引爆電阻時所需的電流極小，萬用表電阻檔的輸出電流一般都大于引爆電流，
即使選用輸出電流只有幾毫安培的高阻檔， 也不能保證安全氣囊不會誤爆)。目前，大多進口汽車的車型都用安全氣囊ECU內(nèi)的診斷電路，
發(fā)送比引爆電流微弱許多的監(jiān)測電流對引爆電阻實行檢測。設方向盤內(nèi)螺旋電纜聚酯薄膜與銅導體面間的阻值在規(guī)定容限，各接觸面(點)接觸良好，將引爆電阻從引爆電路分離，
確診了安全氣囊ECU功效正常后，才可以診斷引爆電阻。下面以奧迪A6轎車SRS系統(tǒng)為例做簡要介紹。
4.1 SRS 系統(tǒng)的組成部件
奧迪A6
轎車SRS系統(tǒng)的主要部件有電子控制及監(jiān)測單元J234(即氣囊電腦)，SRS故指示燈，氣囊組件，爆燃式安全帶張緊器，螺旋導線單元(即氣囊滑環(huán)F138)和連接線束等，它取消了傳統(tǒng)的車身前部碰撞傳感器，
而把它們集成在了控制單元J234內(nèi)。
4.2 維修注意事項
(1)絕對不能用萬用表測量任何與SRS系統(tǒng)有關(guān)的電路( 在拔掉組件的情況下可以測量其導線的導通與否)。
(2)維修SRS系統(tǒng)之前，應將點火開關(guān)轉(zhuǎn)到OFF位置，拆除電瓶線負極并等待5分鐘
以上( 拆電瓶線前應向車主索要錄音機密碼，修復完成后要對錄音機進行解碼)。
(3)安裝電子控制及監(jiān)測單元J234時，必須按照規(guī)定的方向安裝，使箭頭指向車
的前方。
(4)安裝螺旋導線單元時，必須使汽車前輪處于直行位置，并且使螺旋導線也在中間位置(即往正反兩個方向轉(zhuǎn)的圈數(shù)相同的那個位置)，否則裝上后，轉(zhuǎn)動方向盤時有可能拉斷螺旋導線。
(5)更換SRS電腦J234后，必須對新電腦J234進行編碼，否則故障燈常亮，SRS系統(tǒng)不工作。
(6)若線束有損壞，必須更換新件。
奧迪A6轎車SRS系統(tǒng)具有強大的自診斷能力，內(nèi)容包括:讀取故障代碼、清除故障代碼、查詢控制電腦編號、給控制單元編碼、讀取測量數(shù)據(jù)流等功能。奧迪A6的OBDⅡ診斷接口在方向盤下駕駛員右腿上方，接上診斷儀(如V.A.G1552)就可以通過它的自診斷系統(tǒng)診斷出故障的大致原因，
再通過查閱具體的資料，就可以確定正確的維修方法。
5 安全氣囊未來發(fā)展方向
5.1新型材料的應用
杜邦公司與德國阿莎芬堡的TakataPetri聯(lián)合開發(fā)中，推出一個新的HytrelRS材料規(guī)格，成為業(yè)界第一個可以應用于安全氣囊系統(tǒng)中的來源于可再生的熱塑性彈性體。杜邦HytrelRS保留了Hytel標準等級的技術(shù)特性，含有質(zhì)量分數(shù)35％
以上的可再生物質(zhì)，可以滿足汽車制造業(yè)對可持續(xù)發(fā)展方案的需求。
5.2頂棚安全氣囊系統(tǒng)
美國TRW汽車集團推出一種全新的裝配于汽車頂棚的安全氣囊系統(tǒng)，可取代通常安裝在汽車儀表盤里面的安全氣囊。TRW全新的頂棚安全氣囊系統(tǒng)是一項獨特的技術(shù)。有研究表明，該技術(shù)提高了未來汽車內(nèi)飾風格的靈活性，并可為乘員提供優(yōu)異的約束和保護功能。此外，這種全新的設計，不需將安全氣囊安裝在儀表盤內(nèi)，也不需專門制作一扇為安全氣囊打開的門，顯著降低了汽車儀表盤的開發(fā)制造成本，提高了開發(fā)效率且適用于各種汽車架構(gòu)。該頂棚安全氣囊系統(tǒng)包括一個氣袋和一個氣體發(fā)生器。當車輛發(fā)生碰撞時，氣體發(fā)生器向氣袋充氣并打開，對乘員實施保護。其不僅有助于減輕事故中乘員所受的傷害，而且提高了車廂內(nèi)飾設計的美感，同時也節(jié)省了儀表盤內(nèi)的空間。
5.3智能化、多安全氣囊
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)近年來也發(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，取不同的保護措施。系統(tǒng)用重量、紅外、超聲波等傳感器來判斷乘客與儀表板遠近、重量、身高等因素，進而在碰撞時判斷是否點爆氣囊、用1級點火還是多級點火、點爆力有多大，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。
網(wǎng)絡技術(shù)的應用也是安全氣囊系統(tǒng)的發(fā)展方向。在汽車網(wǎng)絡中，有一種應用面比較窄，但是非常重要的網(wǎng)絡即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)旨在通過綜合運用多個傳感器和控制器來實現(xiàn)安全氣囊系統(tǒng)的細微控制。Safe-By-Wire
Plus總線標準是由汽車電子供應商和部件供應商如飛利浦、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接口標準。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)將會在汽車安全氣囊系統(tǒng)中獲得廣泛的應用。
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氣囊是什么東西
安全氣囊的工作原理：
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超過預定值（即真正發(fā)生了碰撞），則控制裝置向氣體發(fā)體發(fā)生器發(fā)出點火命令或傳感器直接控制點火，點火后發(fā)生爆炸反應，產(chǎn)生N2或?qū)夤拗袎嚎s氮氣釋放出來充滿碰撞氣袋。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，達到保護乘員的目的。
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，產(chǎn)生大量氣體，充滿氣囊。疊氮化鈉分解產(chǎn)生氮氣和固態(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，可導致生命危險。具體形式有：
1、分級點爆裝置，即氣體發(fā)生器分兩級點爆，第一級產(chǎn)生約40%的氣體容積，遠低于最大壓力，對人頭部移動產(chǎn)生緩沖作用，第二級點爆產(chǎn)生剩余氣體，并且達到最大壓力。總的來說，兩級點爆的最大壓力小于單級點爆。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，一開始壓力達到設定極限，然后瞬時釋放壓力，以避免過大傷害。
安全氣囊工作原理?
彈性囊體。
氣囊是一種在柔性地橡膠膠囊中充入壓縮空氣或水介質(zhì)；利用空氣地可壓縮性和水的流動性來實現(xiàn)彈性作用。氣囊做為車身被動安全性的配置，日漸受到人們的重視。當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一個充滿氣體的氣墊，使乘員因慣性而移動時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。
安全氣囊的發(fā)明源于一次有驚無險的事故。1952年，美國工程師赫特里克在一次駕車中，為了躲避一個障礙物，立即猛打方向盤并緊急制動。同時，他和妻子都本能地伸出手臂，來保護當時正在前排中央座位上的女兒。雖然有驚無險，這位自學成材工程師卻從中受到啟發(fā)。他想必須有一種保護裝置，在緊急制動或是碰撞時能代替手臂去保護前沖的駕乘人員。
他利用兩個星期的時間設計出了一種汽車緩沖安全裝置，其原理是在發(fā)動機罩下裝一個盛滿壓縮空氣的儲氣筒，當汽車受到正面碰撞時，慣性沖擊力促使一個滑動重塊向前移動，從而推動儲氣筒向隱藏在方向盤中央以及儀表板旁的空氣袋快速充氣，從而可以使車中人員減少傷害。
安全氣囊是什么?
安全性能。1953年8月18日，J.W.HETRICK取得了第一個美國安全氣囊的專利權(quán)，但是直至年汽車碰撞安全標準(FMVSS208)在美國經(jīng)多次被廢除后又重新被認可并開始實施。從此以后，安全帶、安全氣囊、安全的車身結(jié)構(gòu)等在技術(shù)上取得了不斷突破。隨著CMVDR294碰撞安全法規(guī)在中國開始實施，國內(nèi)消費者對汽車被動安全性能的要求也越來越高。
技術(shù)構(gòu)成：汽車安全
技術(shù)的進步使人們更能體驗到行車的樂趣。最初的安全帶是由瑞典人發(fā)明的。安全氣囊的出現(xiàn)要晚一些，它是由折疊好的氣囊(安裝在方向盤上)、充氣器、點火器、氮氣固態(tài)粒子和相應的線束連接而成的，其中，檢測碰撞強度的加速度傳感器集成在安全氣囊控制器內(nèi)。
工作過程：當碰撞發(fā)生時，控制器根據(jù)傳感
器發(fā)出的加速度信號，識別和判斷碰撞的強度，當碰撞強度達到設計條件時，引爆氣囊的傳感器迅速觸動點火器引爆氮氣固態(tài)粒子，形成迅速膨脹的氣袋，以緩沖前排乘客所遭受的沖擊力度，主要保護其頭部不受傷害。當然不必緊張，傳感器會自動計算所受到碰撞的強烈程度，不會因駕駛員操作不當、汽車遇到小的障礙或較輕的碰撞而導致氣囊錯誤起爆。
打開原則：輕微的碰撞不會打開安全氣囊。
一般說來，只有在車輛正面一定角度范圍內(nèi)才是打開安全氣囊的有效碰撞范圍，后碰、側(cè)碰、翻轉(zhuǎn)都不會引發(fā)安全氣囊打開。如：桑塔納2000升級版在車身正面左右各30度以內(nèi)受到重創(chuàng)時才會打開安全氣囊。
安全氣囊打開的必要條件：
A、車速一般在50公里／小時以上，但關(guān)鍵因素是碰撞發(fā)生時的加速度(在國家鑒定試驗中，碰撞瞬時的加速度約為-40g；
B、正面行駛；
C、碰撞物體：剛性墻壁或障礙物；
D、打開時間：在碰撞發(fā)生后的幾十毫秒內(nèi)。
E、碰撞物體的剛性：車輛以50公里時速撞向墻壁和撞向沙堆的效果截然不同，因此50公里／小時只是相對速度，只有當實際碰撞滿足條件時，安全氣囊才會自動打開。
需要強調(diào)的是，系好安全帶是安全氣囊發(fā)揮保護作用的一個重要條件。
汽車安全氣囊是20世紀汽車上的十明之一，但也曾因成本高、安全性能上不穩(wěn)定而倍受爭議。安全氣囊的作用到底有多大？安全氣囊是否是必要的？安全氣囊是絕對安全的嗎？
1、 對大多數(shù)汽車來說，安全氣囊屬被動安全裝置，其是否作用不取決于駕駛乘坐者。（不同于安全帶，乘坐者系上才有作用）。從實踐上講，安全氣囊正是保護了那些沒有系安全帶的人或安全帶不能保護的區(qū)域。
2、 由于氣囊爆發(fā)是由一個氣體發(fā)生器控制的，發(fā)生器內(nèi)裝有Sodium Azide ，其發(fā)生氧化 反應，生成大量氣體，產(chǎn)生爆發(fā)，而這是在很短時間內(nèi)發(fā)生的，因此這種爆發(fā)沖擊力在保護駕乘者的同時，也可能因各種原因產(chǎn)生一定的危險。
3、 車速越快，碰撞時間越短，一旦碰撞時間比氣囊的爆發(fā)時間還短時，氣囊的作用就很有限了。
4、 氣囊的爆發(fā)已由過去的傳感器控制觸發(fā)，發(fā)展到今天計算機收集傳感器信息，經(jīng)過一定算法后再決定是否啟動氣囊，不同品牌和類型的車這一算法是不同的。這就是為什么同一類碰撞，不同的汽車氣囊爆***況不同的原因。
5、 由于氣囊是通過爆發(fā)產(chǎn)生作用。而設計者往往是從大多數(shù)、正常的碰撞模擬中尋找最佳方案。但生活中，駕駛或乘坐者的坐姿一定是多種多樣的，正是因為這種人與氣囊不同的位置關(guān)系，決定了氣囊工作的不穩(wěn)定性。
6、 一般在設計上，設計者認為氣囊安裝位置與乘坐者的距離應在300mm以上，至少也要250mm，在這個距離外才是安全而作用最大的。因此安全帶的重要性在這里不得不提。
7、 應該說安全帶與安全氣囊是同一系統(tǒng)的兩大部件，缺少任何一方，系統(tǒng)的作用都會打折扣。比如碰撞前的剎車多數(shù)會使駕駛乘坐者向前傾，從而造成與安全氣囊的距離不足，造成危險或減弱氣囊的作用。
8、 由于80－90年代，出現(xiàn)了許多氣囊意外，為此汽車生產(chǎn)商要求駕乘者胸部必須與氣囊保持250mm以上的距離，對于無法做到的車主，生產(chǎn)商們會提供“踏板改進裝置”，即將踏板向后延長，以保證標準坐姿。甚至氣囊開關(guān)也是無奈之舉。
9、近年來，由于技術(shù)的更新，大多數(shù)汽車都用了強度較小的氣脹器，增加氣囊尾段的彈性，以及方向盤自動潰散等技術(shù)，來降低氣囊的危險性。這時駕駛者的安全性大大駕駛了，氣囊開關(guān)的作用也變成了純成本上的考慮。（如帕利奧的乘坐氣囊開關(guān)是在副駕駛位無人的情況下使用，以減少碰撞時的經(jīng)濟損失）但與氣囊保持一定距離還是必要的。
10、建議大家在駕駛汽車時（有無氣囊都一樣），應使胸部（最重要的部件哦）與方向盤保持一定距離，并一定要系安全帶。乘坐者的令人坐姿也不能太隨意，應盡可能正襟而坐。對于兒童，應用專用的兒童座椅，在后排中間位置安放，并固定好。在副駕駛位無人或必須坐兒童的情況下，應考慮使用氣囊開關(guān)。
隨著高速公路的發(fā)展和汽車性能的提高，汽車的行駛速度越來越快，特別是由于汽車擁有量的迅速增加，交通越來越擁擠，使得事故更為頻繁，所以汽車的安全性就變得尤為重要。
汽車的安全性分為主動安全和被動安全兩種，主動安全是指汽車防止發(fā)生事故的能力，被動安全是指在萬一發(fā)生事故的情況下，汽車保護乘員的能力。當汽車發(fā)生事故時，對乘員的傷害是在瞬間發(fā)生的。例如，以車速50公里/時進行正面撞車時，其發(fā)生時間只有十分之一秒左右。為了在這樣短暫的時間中防止對乘員的傷害，必須設置安全裝備，目前主要有安全帶、防撞式車身和安全氣囊防護系統(tǒng) (SupplementalInflatableRestraintSystem，簡稱SRS)等。
由于很多事故是難以避免的，因此被動安全性也非常重要，安全氣囊作為被動安全性的研究成果，由于使用方便，效果顯著，造價不高，得到了迅速的發(fā)展和普及。
安全氣囊發(fā)展史
安全氣囊從1952年就取得了專利，但在應用推廣中經(jīng)歷了幾上幾下的波折，足足走過了30多年的漫長路途。直至年，汽車碰撞安全標準 (FMVSS208)在美國經(jīng)多次被廢除后又重新被認可并開始實施，其中規(guī)定從1995年9月1日以后制造的轎車前排座前均應裝備安全氣囊，同時還要求 1998年以后的新轎車都裝備駕駛者和乘客用的安全氣囊，自此才確認了安全氣囊的作用。如今，這個在當年頗具創(chuàng)意性的發(fā)明已轉(zhuǎn)為千百萬個產(chǎn)品，種類也發(fā)展為正面氣囊、側(cè)面氣囊、安全氣簾等等。各國生產(chǎn)的中高級轎車，大多數(shù)都裝有安全氣囊，有些轎車已將安全氣囊列入必裝件。在國內(nèi)，隨著CMVDR294碰撞安全法規(guī)的開始實施，國內(nèi)消費者對汽車被動安全性能的要求也越來越高，但目前除了極少數(shù)高級車裝備了側(cè)面氣囊之外，大部分車型還只是安裝了正面氣囊。
安全氣囊系統(tǒng)組成
駕駛員處的安全氣囊是存放在方向盤襯墊內(nèi)，因此，當您看見方向盤上標有“SRS”或“Airbag”字樣，就可知此車裝有安全氣囊。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。氣囊裝在方向盤轂內(nèi)緊靠緩沖墊處，其容量約50至90升不等，做氣囊的布料具有很高的抗拉強度，多以尼龍材質(zhì)制成，折疊起來的表面附有干粉，以防安全氣囊粘著在一起在爆發(fā)時被沖破；為了防止氣體泄漏，氣囊內(nèi)層涂有密封橡膠；同時氣囊設有安全閥，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，避免將乘客擠壓受傷；氣囊中所用的氣體多是氮氣。
安全氣囊的工作原理
典型的氣囊系統(tǒng)包括二個組成部分：探測碰撞點火裝置(或稱傳感器)，氣體發(fā)生器的氣囊(或稱氣袋)。當傳感器開關(guān)啟動后，控制線路即開始處于工作狀態(tài)，并借著偵測回路來判斷是否真有碰撞發(fā)生。如果訊號是同時來自兩個傳感器的話才會使安全氣囊開始作用。由于汽車的發(fā)電機及蓄電池通常都處于車頭易受損的部位，因此，安全氣囊的控制系統(tǒng)皆具有自備的電源以確保作用的發(fā)揮。在判定施放安全氣囊的條件正確之后，控制回路便會將電流送至點火器，借著瞬時快速加熱，將內(nèi)含的氮化鈉推進劑點燃。
在近乎爆炸的化學反應快速發(fā)生的同時，會產(chǎn)生大量無害的以氮氣為主的氣體，將氣囊充氣至飽滿的狀態(tài)，并借著強大的沖擊力，氣囊能夠沖開方向盤上的蓋而完全展開，以保護駕駛者頭部不受傷害。同時在推進劑點燃的過程之中，點火器總成中的金屬網(wǎng)罩可冷卻快速膨脹的氣體，隨即氣囊可由設計好的小排氣口排氣，以發(fā)揮逐漸緩沖功能，并避免在車身仍繼續(xù)移動時阻礙碰撞后的視線。
需要特別說明的是，傳感器只有在滿足了一定的條件下才會工作。安全氣囊的傳感器的設計有很多種，有一部分是用擺錘或杠桿式開關(guān)，還有的是彈簧負載的轉(zhuǎn)輪式，此外還有用水銀開關(guān)的產(chǎn)品。但不論感測器開關(guān)型式如何，都必須有足夠的撞擊力才能使得開關(guān)啟動，同時這個撞擊力必須來自正的方向才行。通常這個撞擊力約等于以時速25公里至50公里左右碰撞固定物所產(chǎn)生的結(jié)果。當汽車受到這種高速碰撞時，裝在車前端的碰撞傳感器和裝在汽車中部的安全傳感器，就可檢測到車速突然減速，并將這一信號迅速傳遞給安全氣囊系統(tǒng)的控制電腦，電腦在經(jīng)過分析確認之后，才會引爆安全氣囊包內(nèi)的電熱點火器，使氣囊發(fā)生迅速膨脹。
據(jù)計算，正規(guī)的安全氣囊必須在發(fā)生汽車碰撞后的0.01秒內(nèi)微處理器開始工作，0.03秒內(nèi)點火裝置啟動，0.05秒內(nèi)高壓氣體進入氣囊，0.08秒內(nèi)氣囊向外膨脹，0.11秒內(nèi)氣囊完全脹大，此刻之后，駕車者才會撞上氣囊。
可見，氣囊的打開與否與撞擊角度和撞擊速度都有關(guān)，一般來說在汽車翻轉(zhuǎn)、輕微碰撞、側(cè)面碰撞或后面碰撞時，氣囊均不會打開，比如桑塔納2000升級版在車身正面左右各30度以內(nèi)受到重創(chuàng)時才會打開安全氣囊。再有一點，對于撞擊速度而言，安全氣囊系統(tǒng)測定的是撞擊后車輛的減速度，因此，在做安全碰撞實驗時，一般都是讓車筆直地撞在不能移動且不能變形的墻上。
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。
萬事都是一把雙刃劍，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”。
安全氣囊在近幾年得到了飛速的發(fā)展，價格大幅度下降，裝備了安全氣囊的轎車也從過去的中高級轎車向中低級轎車發(fā)展。同時，有些轎車前排安裝了乘客用的安全氣囊（即雙安全氣囊規(guī)格），乘客用的安全氣囊與駕車者用的安全氣囊相似，只是氣囊的體積要大些，所需的氣體也多一些而已。進入90年代以來，安全氣囊的安全性能已被人們普遍接受，并被視為一種現(xiàn)代化和高檔次的安全裝置。了解安全氣囊的工作原理及注意事宜對我們更好的保護自己有很重要的作用，但對于駕駛員來說，安全駕駛才是第一位的，這是任何先進的安全裝置都無法替代的！
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