題記

對于車主來說，安全氣囊是我們司空見慣的汽車安全配置，這種高科技的***安全裝置，能在嚴(yán)重交通事故中大概率挽救駕乘人員的生命。

也許讀者朋友們并不知道，相對于汽車的發(fā)明，安全氣囊被真正廣泛裝備的歷史并不算太長。上世紀(jì)50年代一項大膽的發(fā)明專利，在彼時似乎毫無實用價值。但在進(jìn)入21世紀(jì)后被廣泛應(yīng)用于汽車之上。

正是由于安全氣囊與安全帶的配合使用，在嚴(yán)重交通事故中，駕乘人員致的可能性降低了67％，每年有數(shù)十萬駕乘人員的生命得以挽救。

安全氣囊在其未被完全證實可靠、實用的幾十年間，在不斷的研發(fā)演變過程中，逐漸滲透了大量跨學(xué)科的科技成果，使之成為汽車上科技含量相當(dāng)高的軟硬件系統(tǒng)。

為什么筆者認(rèn)為安全氣囊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、設(shè)計精巧、高科技含量高呢？

答案就在此篇圖文中，本期為大家?guī)戆踩珰饽一驹淼姆治觥Ｅc往期類似，我們會通過形象直觀，同時結(jié)合實際的解析方法，幫助大家全面透徹地了解其工作原理。

為避免技術(shù)內(nèi)容過于繁雜，導(dǎo)致讀者朋友們閱讀疲勞，無法全都理解，筆者將剝離與安全氣囊系統(tǒng)密切相關(guān)的安全帶方面的內(nèi)容，這方面的內(nèi)容，以后筆者可以再做專題圖文解析。

什么是安全氣囊系統(tǒng)

我們常說的的安全氣囊（Airbag），其實擁有一個難以理解的專業(yè)稱謂：

***約束系統(tǒng)（SRS，Supplemental?Restraint?System）。

事實上，安全氣囊只是安全氣囊系統(tǒng)中的組件之一。在統(tǒng)一這個命名以前，各廠家還賦予過它不同的專業(yè)描述，例如：氣墊約束系統(tǒng)（ACRS）、***充氣約束（SIR）。

不過，它們本質(zhì)上都是同一種汽車安全裝備。

本文將***用大家熟知的“安全氣囊系統(tǒng)”來代替其正式名稱“***約束系統(tǒng)”。

安全氣囊系統(tǒng)是汽車被動安全系統(tǒng)中最重要的子系統(tǒng)，其主要目的是配合安全帶系統(tǒng)，對車輛撞擊后的乘客身體進(jìn)行約束與緩沖，從而保護(hù)其人身安全。

其工作原理也非常簡單，可以這樣形象地進(jìn)行描述：當(dāng)汽車發(fā)生較嚴(yán)重碰撞或翻覆事故時，安全氣囊系統(tǒng)會被迅速激活，“吹”出軟質(zhì)具有緩沖功能的大“氣袋”，配合安全帶的約束功能，防止駕乘人員與車內(nèi)物體發(fā)生致命碰撞。

根據(jù)功能的不同，安全氣囊分為不同的類型，并被配置于車內(nèi)與車外各個關(guān)鍵位置，高檔汽車裝備多達(dá)10個以上安全氣囊也并不令人驚訝。

分類多樣保安全

安全氣囊的類型

讀者朋友們最熟悉的，恐怕是方向盤上的前排安全氣囊，但其實氣囊類產(chǎn)品根據(jù)功能的而不同，可細(xì)分為多種類型，本節(jié)將為大家全面進(jìn)行分類，并逐一解析其特點。

1.前排安全氣囊

前排安全氣囊位于汽車方向盤、儀表臺處，用以在車輛嚴(yán)重碰撞時，保護(hù)駕駛者與副駕駛乘客，其保護(hù)功能主要針對來自前方的強(qiáng)烈沖擊，這類氣囊并不為乘員提供側(cè)方與后方的保護(hù)。

由于車輛正前方發(fā)生碰撞的概率最大，因此前排安全氣囊在絕大多數(shù)國家屬于汽車強(qiáng)制裝備的配置！

您會在我們后文模擬視圖中看到其特點：由于前排安全氣囊工作時間非常短，展開后又迅速排氣，如果車輛隨后遭遇二次碰撞，此時氣囊將不起任何保護(hù)作用。

前排安全氣囊又可細(xì)分為：?駕駛座安全氣囊（DAB）與副駕駛座安全氣囊（PAB）。

2.側(cè)面安全氣囊（SAB）

側(cè)面安全氣囊一般位于車側(cè)座椅或車門內(nèi)，當(dāng)車輛遭受較強(qiáng)的側(cè)面碰撞時，側(cè)面安全氣囊迅速彈出，并在車門與座椅之間狹小空間膨脹展開，這類氣囊維持充氣狀態(tài)的時間稍長。

其主要功能是：為該側(cè)乘客提供頭部或軀干的保護(hù)，防止其碰撞車內(nèi)物體受傷。

側(cè)面安全氣囊在功能上也各有側(cè)重點：

有的氣囊偏重于乘客胸部、軀干的側(cè)面保護(hù)，而有的氣囊則偏重于乘客頭部側(cè)面保護(hù)，另一部分氣囊兼具前兩者的功能。

部分設(shè)計精巧的側(cè)面氣囊組件，還能根據(jù)人體側(cè)面不同部位的生理特點，提供軟硬度不同的緩沖。

對乘客相對柔軟的盆腔、下腹部位，氣囊提供較為輕柔的緩沖，而對于有肋骨保護(hù)的胸部，氣囊提供的緩沖則較為厚重！

◥安全氣囊分類

3.側(cè)簾安全氣囊（CAB）

側(cè)簾安全氣囊一般配置于車門上方內(nèi)飾板內(nèi)，因展開后外形呈細(xì)管狀且可覆蓋整個車窗，形似窗簾而得名。

它不僅會對碰撞會作出反應(yīng)，部分產(chǎn)品對車輛傾覆也能非常敏銳地感知，當(dāng)以上兩種情況發(fā)生時，側(cè)簾安全氣囊會從上至下迅速膨脹展開，重點保護(hù)乘客頭部。

在各種側(cè)碰與翻車事故中，側(cè)簾安全氣囊可以降低乘客45％的腦部重傷亡率。

與前排安全氣囊相比，此種類型的氣囊不但保持充氣狀態(tài)時間較長，而且保護(hù)覆蓋面亦較大，部分車型甚至可以提供多達(dá)三排乘客的側(cè)方位保護(hù)！

側(cè)簾式安全氣囊與上文的側(cè)面安全氣囊通常搭配使用。

（以下類型氣囊一般裝備于中高端車型）

4.膝部安全氣囊（KAB）

隨著用戶對安全氣囊系統(tǒng)的要求越來越高，為駕乘者提供更全面保護(hù)的產(chǎn)品開始逐漸裝備汽車。

工程師對長期的碰撞測試與交通事故案例進(jìn)行統(tǒng)計時發(fā)現(xiàn)，前排安全氣囊雖然能良好地保護(hù)乘員的軀干與頭部，但嚴(yán)重的碰撞，幾乎都會導(dǎo)致受害人膝部遭受嚴(yán)重?fù)p傷！

膝部安全氣囊一般部署于前排儀表臺處，其主要功能是防止車輛前部嚴(yán)重變形時，潰塌的儀表臺嚴(yán)重擠傷乘員膝部。

5.中央安全氣囊

中央安全氣囊可在車內(nèi)中間位置膨脹展開，其作用是防止乘客之間因猛烈碰撞相互進(jìn)行撞擊。

6.安全帶氣囊

安全帶氣囊配置于安全帶上，主要功能是當(dāng)其激活展開后，可擴(kuò)大與乘客身體的接觸面積，緩沖安全帶收緊后產(chǎn)生的巨大拉力，避免乘客被安全帶嚴(yán)重勒傷。

7.行人安全氣囊

行人安全氣囊是近些年才出現(xiàn)的安全氣囊類產(chǎn)品，也僅有高檔豪華車型才會裝備，它并不保護(hù)車內(nèi)駕乘人員的安全，其主要功能是當(dāng)機(jī)動車與行人發(fā)生碰撞事故時，減少后者的身體傷害。

安全氣囊系統(tǒng)主要構(gòu)件

安全氣囊系統(tǒng)主要由三大組成構(gòu)件，分別為：安全氣囊控制單元、傳感器、安全氣囊模塊。

簡要了解本節(jié)基本知識，有助于讀者朋友們輕松閱讀后文即將呈現(xiàn)的模擬演示內(nèi)容。

1.安全氣囊控制單元（ACU）

◥氣囊電腦實物

安全氣囊控制單元（ACU）俗稱氣囊電腦，是由計算機(jī)處理器、存儲器、輸入和輸出模塊構(gòu)成，是整個安全氣囊系統(tǒng)的核心控制組件。

這個“大腦”的軟件編程算法，會根據(jù)相關(guān)傳感器傳送的信息，進(jìn)行邏輯判斷，最終決定氣囊是否觸發(fā)。

另外，氣囊電腦還為系統(tǒng)提供備用電源服務(wù)，對整個系統(tǒng)進(jìn)行隨時自我診斷，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)故障時，故障詳細(xì)信息也將被之記錄，并通過故障燈警示使用者。

當(dāng)然，氣囊電腦也負(fù)責(zé)向其它車載系統(tǒng)發(fā)送相關(guān)數(shù)據(jù)。

2.傳感器

安全氣囊系統(tǒng)內(nèi)各種不同功能傳感器***集的信息，是氣囊控制電腦決策時必須依賴的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

根據(jù)功能的不同，各種傳感器被部署到汽車的不同位置，為盡量確保氣囊不會錯誤彈出，氣囊電腦邏輯程序不會因為單一傳感器傳輸的碰撞信息，而觸發(fā)氣囊彈出！

以下列出主流安全氣囊系統(tǒng)必須擁有的數(shù)種傳感器（高級安全氣囊系統(tǒng)使用的傳感器更多，筆者將在以后為大家專題解析）：

盡管新舊款傳感器實現(xiàn)功能的方式略有不同，但所有傳感器的共同工作目標(biāo)，毫無例外是將偵測到的車輛物理運動特征轉(zhuǎn)換成電信號，迅速傳送給氣囊控制電腦。

◥安全氣囊系統(tǒng)ACU與傳感器

①外部碰撞傳感器

外部碰撞傳感器作為最直接的碰撞感應(yīng)組件，被配置在車輛前后以及車側(cè)的關(guān)鍵輪廓位置。

②加速度傳感器

該傳感器一般配置于車內(nèi)，通過測量內(nèi)部小質(zhì)量塊因慣性位移的情況，將其運動特征轉(zhuǎn)換成電信號，用以檢測加速度的變化。

例如：正面碰撞將會引起快速減速，而側(cè)面碰撞則會引起快速加速。

③陀螺儀傳感器

陀螺儀傳感器通過測量因振動而引起的方向變化（如：車輛失控旋轉(zhuǎn)），將運動特征轉(zhuǎn)換成電信號，輸出至氣囊電腦。

裝備該傳感器的車輛發(fā)生翻轉(zhuǎn)時，該傳感器與加速度傳感器的共同信號，將被氣囊電腦定義為翻車事故已發(fā)生，此時側(cè)簾式安全氣囊將展開，以保護(hù)車內(nèi)駕乘人員。

④座位占用傳感器

早期的安全氣囊系統(tǒng)，并沒有這種類型的傳感器，座位占用傳感器用于更精確地控制安全氣囊展開，當(dāng)座位沒有乘員時，氣囊系統(tǒng)將不被激活！

該傳感器一般被部署于前排座位內(nèi)，通過電壓力感知的方式實現(xiàn)其功能。

⑤輪速傳感器

輪速傳感器被配置與車輪位置，通過電磁信號***集車輛運行速度。

車輛是否處于運動狀態(tài)，且是否超過氣囊激活的最低速度？

這些信息是氣囊電腦進(jìn)行邏輯運算判斷，必須參照的最基礎(chǔ)數(shù)據(jù)之一！

3.安全氣囊模塊

安全氣囊充氣過程必須迅速而精確。

因此，安全氣囊模塊不僅只是充滿氣體的彈性氣囊，其構(gòu)造也較為復(fù)雜，它由充氣裝置、氣囊本體兩個主要部分構(gòu)成：

①充氣裝置

◥兩種類型充氣機(jī)激活過程?點火方式一致

盡管安全氣囊系統(tǒng)被認(rèn)為是一種“被動”的安全保護(hù)技術(shù)，但其工作原理其實非常“主動”而“暴力”！

引燃器由包裹在可燃材料內(nèi)的電阻絲制成，電流接通后導(dǎo)致其高溫，從而引燃烈性可燃材料。

我們可將之形象地比喻為微型“電”，而整個充氣過程更像是***爆炸，事實上兩者的基本工作原理完全一致。

請記住這個比喻，后文會用到它。

如上圖所示：引燃器的小規(guī)模爆炸會沖破第一爆破片，這會直接導(dǎo)致充氣裝置內(nèi)的大量烈性易燃化學(xué)制劑（主要成分是環(huán)保的硝酸銨與硝基胍）開始第二次猛烈大爆燃，第二階段爆燃產(chǎn)生大量氮氣，隨即涌入氣囊內(nèi)部。

高壓強(qiáng)的氣體使氣囊瞬間膨脹，沖破容器迅速彈出，其平均展開時間僅為20毫秒，而其彈出速度高達(dá)近300公里/小時！

要知道，我們?nèi)祟愓Ｑ鄣臅r間約為200毫秒，這樣的部署速度，完全可以在人體因慣性移動之初，就已順利筑好生命保護(hù)軟墻！

②氣囊本體

◥氣囊本體結(jié)構(gòu)

為確保氣囊在需要時能順利展開，氣囊本體由抗老化、高耐久性的聚酰胺織物制成，此種類型的面料具有較低的摩擦系數(shù)，廠方于其中還預(yù)置潤滑粉（通常為滑石粉或玉米淀粉）。

這也是為什么我們看到氣囊展開后，駕駛室內(nèi)白煙四溢的原因，讀者朋友們，那可不是著火！

氣囊本體是以緊密折疊的方式，存儲于狹窄的氣囊模塊內(nèi)，后部結(jié)構(gòu)保留允許氣體逸出排氣口，供氣囊完全展開以后，泄氣緩沖使用。

觸發(fā)條件

各種不同類型的安全氣囊均有不同的觸發(fā)條件，為節(jié)約篇幅，筆者僅列出部分與下一節(jié)模擬事故場景中需要了解的觸發(fā)條件：

Tips：記住，每項單獨的觸發(fā)條件無法迫使氣囊電腦做出展開安全氣囊的決定！

①速度

還記得我們前文提到的輪速傳感器嗎？

前排安全氣囊在正面與前側(cè)面碰撞的絕對觸發(fā)條件為：絕對行駛速度約為50公里/小時以上（不同系統(tǒng)略有差異）。

②角度

對于下一節(jié)模擬案例中，我們即將介紹的正面碰撞傳感器，只有在車輛中心線的任何一側(cè)成30度角（合計60度）的碰撞，才被系統(tǒng)認(rèn)定為有效的正面碰撞。

③加速度

我們前文提到過的加速度傳感器，正是由它傳輸數(shù)據(jù)供氣囊電腦參考。

其觸發(fā)條件為碰撞時加速度絕對值約為40g以上。

④座位上是否有乘客

裝備座位占用傳感器的安全氣囊系統(tǒng)，將根據(jù)座位上是否有乘客，來決定有否打開安全氣囊的必要。

當(dāng)然，目前汽車安全氣囊的觸發(fā)算法，變得更加復(fù)雜，而且越是高檔的多氣囊車型，需要綜合衡量的細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)越多。本節(jié)僅為讀者更透徹理解原理，列出幾項示例性的觸發(fā)條件。

最佳認(rèn)知方式

安全氣囊系統(tǒng)模擬演示

在了解前面章節(jié)解析的內(nèi)容以后，再來觀看筆者制作的安全氣囊系統(tǒng)動態(tài)工作模擬動圖，相信大家就一定能很直觀系統(tǒng)地了解其工作原理。

◥典型前碰撞交通事故?安全氣囊系統(tǒng)工作模擬動圖

在本次“事故”中，因駕駛員操作不當(dāng)，該車右前側(cè)撞擊高速公路護(hù)欄。

碰撞瞬間，右前側(cè)撞擊傳感器因猛烈碰撞而率先響應(yīng)，與此同時，輪速傳感器、加速度傳感器、座位占用傳感器等相關(guān)組件，也將自己捕獲的數(shù)據(jù)傳回氣囊電腦。

大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)匯總排列在氣囊電腦處理隊列中，計算機(jī)芯片根據(jù)這些實時基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，依照廠方預(yù)先設(shè)定的運算規(guī)則進(jìn)行邏輯判斷，筆者給出一個形象而簡單的算式：

①速度條件（√）+②角度條件（√）+③加速度（√）+④座位上是否有乘客（√）=立即部署前排駕駛員側(cè)安全氣囊（運算結(jié)果）

氣囊電腦隨即向指定位置安全氣囊發(fā)出激活展開指令，還記得前文筆者請大家記住的“電”嗎？

一次小的爆炸將會引起另一次更大的爆燃。。。。。。

就這么簡單！

通過前文層層基礎(chǔ)知識的鋪墊，在這個真正模擬安全氣囊工作原理的環(huán)節(jié)，卻不再需要太多語言進(jìn)行解析了。

您不但理解了整個系統(tǒng)中各個組件是如何協(xié)同工作，更知道每個組件的內(nèi)部工作細(xì)節(jié)（比如：氣囊是如何展開）！

Tips：有時，當(dāng)我們發(fā)生交通事故時，安全氣囊并未展開。閱讀完本期圖文，您腦海里就有了觸發(fā)條件這個概念。

有的時候，并非車輛有故障，而是碰撞結(jié)果構(gòu)不成氣囊展開的綜合觸發(fā)條件。

奉獻(xiàn)給讀者的實用建議

以下是筆者根據(jù)國內(nèi)車主的不良習(xí)慣，總結(jié)出幾點有關(guān)安全氣囊的實用建議（限于篇幅，不于文中展開解析，可回復(fù)評論交流）：

1.副駕駛位置決不能供兒童使用（即使有兒童安全座椅也必須禁止）；

2.安全氣囊彈出位置，不允許有任何物品覆蓋，這包括部分花哨的儀表臺墊、劣質(zhì)的座椅套、窗簾等；

3.所有安全氣囊組件，原則上不允許維修，即：只換不修；

4.駕車時盡量不要將座椅調(diào)整得過于靠前，方向盤應(yīng)與胸部保持一定距離；

5.喜歡極限越野的讀者朋友們，參加此類活動前，請先關(guān)閉安全氣囊系統(tǒng)（部分硬派SUV與皮卡車型，具有此功能開關(guān)。無此功能的車型，可手工關(guān)閉）；

6.當(dāng)安全氣囊故障燈亮起時，盡快尋求維修支持。

筆者寄語

汽車的安全性能，已經(jīng)成為相當(dāng)一部分消費者購車的首要考慮因素，而安全氣囊系統(tǒng)也能從側(cè)面反映出該車型的整體安全性。

本圖文示例中的安全氣囊系統(tǒng)，僅屬中等配置水平，更高級的安全氣囊系統(tǒng)配置，不但擁有更多的氣囊與傳感器，而且要求氣囊電腦擁有更復(fù)雜、精細(xì)的邏輯算法。

目前部分高級安全氣囊系統(tǒng)，已經(jīng)發(fā)展到能根據(jù)事故發(fā)生瞬間，駕乘人員的具體身體條件，智能調(diào)控安全氣囊的展開強(qiáng)度，從而最大限度保護(hù)駕乘人員。

但是，無論從哪方面來說，安全氣囊僅屬于***約束系統(tǒng)，這也證明其僅僅是一種補(bǔ)充安全手段。在不系安全帶的情況下，其防護(hù)性能會大打折扣，甚至完全不起作用！

除了交通事故傷亡統(tǒng)計，筆者只給出最直接的原因：安全氣囊在長時間實用化的演變過程中，有一種分支理論的實踐，就是期望其完全代替令人不適的安全帶，但最后的結(jié)果完??！

因此，提醒各位讀者朋友，如果不系安全帶，即使是最高檔車型的高級安全氣囊系統(tǒng)，也不一定能在嚴(yán)重交通事故中挽救您的生命！

祝各位讀者朋友出行順利，旅途平安！

本文來源于汽車之家車家號作者，不代表汽車之家的觀點立場。