汽車的安全氣囊內(nèi)有疊氮化鈉（NaN3）或硝酸銨（NH4NO3）等物質(zhì)。當(dāng)汽車在高速行駛中受到猛烈撞擊時(shí)，這些物質(zhì)會(huì)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；硝酸銨分解產(chǎn)生大量的一氧化二氮（N2O）氣體和水蒸氣] 新型安全氣囊加入了可分級(jí)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(duì)人頭部產(chǎn)生的傷害，特別在乘客未佩戴安全帶的時(shí)候，可導(dǎo)致生命危險(xiǎn)。具體形式有： 1.分級(jí)點(diǎn)爆裝置，即氣體發(fā)生器分兩級(jí)點(diǎn)爆，第一級(jí)產(chǎn)生約40%的氣體容積，遠(yuǎn)低于最大壓力，對(duì)人頭部移動(dòng)產(chǎn)生緩沖作用，第二級(jí)點(diǎn)爆產(chǎn)生剩余氣體，并且達(dá)到最大壓力?？偟膩?lái)說(shuō)，兩級(jí)點(diǎn)爆的最大壓力小于單級(jí)點(diǎn)爆。這種形式，壓力逐步增加?！ ?.分級(jí)釋放壓力方式，囊袋上開(kāi)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(kāi)的方式或電腦控制的拉片Tether。這種方式，一開(kāi)始?jí)毫_(dá)到設(shè)定極限，然后瞬時(shí)釋放壓力，以避免過(guò)大傷害?！ 饽掖蜷_(kāi)條件 為了保證安全氣囊在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候打開(kāi)，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(huì)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(xiǎn)，車輛接近報(bào)廢，但是如果達(dá)不到安全氣囊爆炸的條件，氣囊還是不會(huì)打開(kāi)。 安全氣囊打開(kāi)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(shí)安全氣囊才可能打開(kāi)。這里所說(shuō)的速度不是我們通常意義上所理解的車速，而是在試驗(yàn)室中車輛相對(duì)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(kāi)?！ ∑嚢l(fā)生碰撞時(shí)的主要受力部位是保險(xiǎn)杠和車身縱梁，為了緩沖碰撞時(shí)的沖擊力，車身前部大都設(shè)計(jì)有碰撞緩沖區(qū)，而且車身的剛度公布也是不均勻的。在一些事故中，例如當(dāng)轎車與沒(méi)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(méi)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)乘員受傷或亡，但是由于碰撞部位不對(duì)，有時(shí)候氣囊并不能打開(kāi)。 安全氣囊使用過(guò)程中存在的缺陷 安全氣囊作為提高汽車安全性的有效措施之一越來(lái)越受到人們的重視。世界各國(guó)都投人大量的人力物力致力予安全氣囊的開(kāi)發(fā)，使得安全氣囊系統(tǒng)得到大力發(fā)展。在一些實(shí)際的碰撞事故中證明安全氣囊確實(shí)具有降低乘員傷亡的功效，但也發(fā)現(xiàn)了其存在的一些間題。安全氣囊在使用中存在的問(wèn)題有： 1.氣囊可能在很低的車速時(shí)打開(kāi)。汽車在很低車速行駛而發(fā)生碰撞事故時(shí)，乘員和駕駛員系上安全帶即可，完全不需要安全氣囊展開(kāi)起保護(hù)作用。如果這時(shí)展開(kāi)氣囊反而會(huì)造成不必要的浪費(fèi)，甚至還可能因安全氣囊的展開(kāi)加重碰撞傷害。 2.氣囊的啟動(dòng)會(huì)對(duì)乘員造成傷害。安全氣囊系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)將沖開(kāi)氣囊蓋板，并且在瞬間展開(kāi)充氣，很可能對(duì)乘員造成沖擊；產(chǎn)生的灼熱氣體也會(huì)灼傷乘員和駕駛員?！?.當(dāng)乘客偏離座位或座位上無(wú)人或兒童乘坐時(shí)，氣囊系統(tǒng)的啟動(dòng)不僅起不到應(yīng)有的保護(hù)作用，還可能會(huì)對(duì)乘員造成一定的傷害?！ ?duì)現(xiàn)有安全氣囊的改進(jìn)思考 從安全氣囊在使用過(guò)程中存在的缺陷可知，現(xiàn)有安全氣囊的基本設(shè)計(jì)目標(biāo)是用來(lái)對(duì)付嚴(yán)重交通事故的，但在一些不太嚴(yán)重，的事故中，系統(tǒng)反應(yīng)過(guò)度，反而會(huì)對(duì)駕乘人員施加作用過(guò)大，適得其反，造成不必要的傷害?！♂槍?duì)實(shí)際使用中存在的問(wèn)題，我們更希望在安全氣囊展開(kāi)之前，安全氣囊系統(tǒng)能夠精確感應(yīng)汽車發(fā)生的碰撞，并按照程序來(lái)判斷碰撞事故的嚴(yán)重程度，如果碰撞級(jí)別比較低的話，只需將安全帶的預(yù)緊機(jī)構(gòu)拉緊即可；如果碰撞級(jí)別比較高，需要啟動(dòng)安全氣囊，則將點(diǎn)燃?xì)饽业闹噶顐鬟f給氣囊系統(tǒng)。這也就是要求安全氣囊系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確地感應(yīng)所發(fā)生的碰撞事故；并且能模仿人腦，根據(jù)實(shí)際的碰撞程度來(lái)判別安全氣囊是否需要展開(kāi)，有一定靈活性；并且能夠針對(duì)不同體形的乘員適當(dāng)?shù)恼{(diào)整安全氣囊?！ “踩珰饽业母倪M(jìn)和引用 1.磁電式傳感器的***用 傳感器的觸發(fā)通常有：開(kāi)關(guān)式，純機(jī)械式，單點(diǎn)電子式，側(cè)撞式，應(yīng)變式等。目前國(guó)際上對(duì)汽車上安全氣囊的傳感器觸發(fā)方式也沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。不僅是因?yàn)槠浞N類繁多，而且．是因?yàn)檠b于車身上不同位置的傳感器觸發(fā)方式也不同。為使傳感器能夠方便地安裝在各個(gè)需要的感應(yīng)部位，使其能夠正確、適時(shí)地感應(yīng)碰撞，可選用磁電式傳感器。 磁電式傳感器可以安裝在車身上的任何位置，只要稍微調(diào)整一下某些參數(shù)值，使得其能夠識(shí)別峰值為0588 m/s：和時(shí)間脈沖為0-20 ms的碰撞加速度信號(hào)即可。只要碰撞加速度峰值和時(shí)間脈沖寬度同時(shí)滿足條件，就會(huì)向氣囊發(fā)出觸發(fā)信號(hào)，展開(kāi)氣囊，對(duì)人體進(jìn)行保護(hù)。 傳感器結(jié)構(gòu)如圖1所示，它由外殼（非磁性材料）、磁性材料、慣性體（非磁性材料）、連接在慣性體上‘的軟鐵、支持和調(diào)節(jié)位移幅值的彈簧、安裝在與外殼連接的凸柱內(nèi)的永久磁鐵和繞制在軟鐵上的線圈及引線組成。當(dāng)傳感器受到碰撞加速度時(shí)，慣性體產(chǎn)生反向加速度，導(dǎo)致通過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化，在線圈引線兩端產(chǎn)生鐘形脈沖信號(hào)，當(dāng)調(diào)整彈簧剛度時(shí)，可改變加速度信號(hào)的寬度。 傳感器的信號(hào)判別電路由三部分組成：信號(hào)幅度判別電路；信號(hào)寬度判別電路；有用、無(wú)用信號(hào)判別電路。通過(guò)對(duì)碰撞信號(hào)進(jìn)行多方位的判別，可使控制裝置獲取的碰撞信號(hào)更全面，發(fā)出的點(diǎn)火控制更準(zhǔn)確，從而確保安全氣囊在必要的情況下展開(kāi)?！∪绾潍@得穩(wěn)定的沖擊加速度信號(hào)是研究；傳感器的關(guān)鍵，也是保證傳感器準(zhǔn)確獲取碰撞信號(hào)的關(guān)鍵。磁電加速度傳感器***用落錘沖擊試驗(yàn)裝置來(lái)調(diào)整校正其感應(yīng)敏感度。釋放錘頭，與橡膠面碰擊時(shí)，安裝在錘頭上面的加速度或磁電式傳感器將感受到?jīng)_擊加速度。不同落高對(duì)應(yīng)不同加速度；調(diào)整橡膠厚度，可改變信號(hào)寬度；調(diào)整落錘高度，可改變信號(hào)幅度?！〈烹娛絺鞲衅鞑粌H電子判別電路出錯(cuò)率低，感應(yīng)碰撞信號(hào)的可信度高而準(zhǔn)確；而且通過(guò)標(biāo)錘落定實(shí)驗(yàn)可以調(diào)節(jié)它的感應(yīng)范圍寬度，滿足汽車碰撞產(chǎn)生脈沖的再現(xiàn)，從而還可以安裝于車身上任何部位。還有就是它設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，對(duì)絕大多數(shù)汽車使用者來(lái)說(shuō)都不再是望而卻步的奢侈品?！?.智能化控制系統(tǒng)的***用 對(duì)安全氣囊控制系統(tǒng)的要求是準(zhǔn)確判斷事故的碰撞強(qiáng)度，控制氣囊的展開(kāi)與否。針對(duì)安全氣囊在使用中的缺陷，必須進(jìn)一步提高控制系統(tǒng)靈活性、準(zhǔn)確性，為此我們可以***用智能式控制系統(tǒng)?！?.碰撞傳感器。安全氣囊系統(tǒng)中的重要部件，其功能是檢測(cè)、判斷汽車發(fā)生碰撞后的撞擊信號(hào)，以便決定是否展開(kāi)緩沖氣囊。碰撞傳感器主要有三種類機(jī)械式傳感器在早期的安全氣囊中使用較多，主要應(yīng)用慣性原理，利用傳感器中元件的慣性力克服彈簧力來(lái)觸發(fā)氣體發(fā)生器。機(jī)械式在加速度較低時(shí)保證不啟動(dòng)氣囊，可靠性較高；但只能單點(diǎn)傳感，對(duì)機(jī)械部件的品質(zhì)、精度和耐磨性要求極高?！‰娮邮絺鞲衅魇且环N應(yīng)用最早的碰撞傳感器，根據(jù)電子原理，利用電信號(hào)來(lái)反映車身減速度，而后根據(jù)電信號(hào)來(lái)判別是否展開(kāi)緩沖氣囊?！C(jī)電式傳感器***用機(jī)電結(jié)合的方式，將機(jī)械信號(hào)轉(zhuǎn)化為電子信號(hào)，再利用電子信號(hào)點(diǎn)爆安全氣囊。即具有機(jī)械式的優(yōu)點(diǎn)，又能克服機(jī)械式傳感器本身存在的缺陷，安裝在車身上任何位置，以便得到較好的減速信號(hào)，而且能夠在同一位置安裝多個(gè)傳感器?！?.緩沖氣囊。氣囊一般由防裂性能好的聚酞胺織物制成，它是一種半硬的泡沫塑料，能承受較大的壓力；經(jīng)過(guò)硫化處理，可減少氣囊沖氣膨脹時(shí)的慣性力；為使氣體密封，氣囊里面涂有涂層材料。氣囊的大小、形狀、漏氣性能是確定安全氣囊保護(hù)效果的重要因素，必須根據(jù)不同汽車的實(shí)際情況來(lái)確定?！∧壳?，安全氣囊系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員正在根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理開(kāi)發(fā)智能型氣囊系統(tǒng)。它主要是利用神經(jīng)末梢（即各種傳感器）將各自探索到的周圍環(huán)境的各種信息傳輸給中樞神經(jīng)（即電腦或微機(jī)），并能將碰撞事故的碰撞類型，碰撞事故嚴(yán)重程度以及碰撞時(shí)的車速等信息一起傳遞給電腦，由電腦對(duì)這些信息進(jìn)行加工處理分析，做出相應(yīng)反應(yīng)，并執(zhí)行與這些信息相對(duì)應(yīng)的、正確的氣囊保護(hù)程序，即所謂的智能式控制系統(tǒng)?！≈悄苁娇刂葡到y(tǒng)一般由兩部分組成，軟件部分和硬件部分。硬件部分主要由車載部分的電子控制單元（包括單片機(jī)、傳感器、點(diǎn)火電路等）和地面部分（包括串行通訊電路、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等）；軟件部分主要由單、片機(jī)部分和微機(jī)部分組成。控制系統(tǒng)框圖如圖2所示。氣囊傷人、保護(hù)效果不佳或者浪費(fèi)等狀況?！?.乘員探測(cè)系統(tǒng)的選擇 針對(duì)氣囊未能對(duì)不同的乘員做出相應(yīng)的保護(hù)，我們可在乘員座位上安裝一個(gè)乘員探測(cè)系統(tǒng)，對(duì)車座上是否有人，乘員的體型大小，以及就座時(shí)偏離正中情況進(jìn)行探測(cè)。相當(dāng)于專門(mén)安裝一個(gè)傳感器，探測(cè)的乘員乘坐信息，并傳遞給中央電腦控制中心。如果發(fā)生碰撞的話，控制中心在對(duì)各種傳感器傳過(guò)來(lái)的信息進(jìn)行判斷的同時(shí)綜合考慮乘員探測(cè)系統(tǒng)探測(cè)所得的乘員乘坐信息。這樣的話，安全氣囊系統(tǒng)就可以針對(duì)駕駛員和乘員的乘坐情況適時(shí)適量展開(kāi)氣囊，完全避免 理想的安全氣囊是可以針對(duì)各種不同的特殊情況對(duì)汽車的使用者進(jìn)行保護(hù)。安全氣囊應(yīng)盡可能多地收集和利用有關(guān)乘員形***置信息及撞車類型和撞車速度的數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)碰撞中乘員和車的有關(guān)信息進(jìn)行識(shí)別判斷，調(diào)整安全約束系統(tǒng)參數(shù)，使人體獲得最佳保護(hù)。要實(shí)現(xiàn)這一理想，以我們目前的研．究來(lái)說(shuō)可能還有很長(zhǎng)的一段差距，但我們可以逐步完成。以上的探討思考也只是向理想邁進(jìn)的一個(gè)步伐而已，相信今后隨著科學(xué)技術(shù)研究的發(fā)展，我們的汽車安全措施會(huì)更加的完善。 4.氣體發(fā)生器的多元化發(fā)展 對(duì)于氣體發(fā)生器，不僅要求其工作可靠，性能穩(wěn)定，耐久性好，符合環(huán)保要求，而且要求盡量減輕其質(zhì)量和降低成本。尤其針對(duì)安全氣囊氣體傷人的情況，更是要求對(duì)氣體發(fā)生器加以改進(jìn)。目前汽車上的氣囊系統(tǒng)大量***用以疊氮化物作為氣體發(fā)生物質(zhì)的推進(jìn)劑型氣體發(fā)生器，其它類型的氣體發(fā)生器，包括混合氣體型氣體發(fā)生器、液體（液態(tài)氣）型氣體發(fā)生器、壓縮空氣蓄能型氣體發(fā)生器和硝化纖維型氣體發(fā)生器等也在積極研制。如摩爾頓公司生產(chǎn)的一種低密度、無(wú)毒的氣體型氣體發(fā)生器，與現(xiàn)用的相比具有體積小、質(zhì)量輕的優(yōu)點(diǎn)；布雷德公司開(kāi)發(fā)的一種新型無(wú)鈉疊氮化物氣體發(fā)生器，耗用量不到鈉疊氮化物發(fā)氣劑的40%，而能產(chǎn)生等量的氣體，從而使其體積減小，質(zhì)量減輕。 安全氣囊的發(fā)展趨勢(shì) 隨著科技的發(fā)展和人們對(duì)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(lái)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(shì)。 新的技術(shù)可以更好地識(shí)別乘客類型，***取不同的保護(hù)措施。系統(tǒng)***用重量、紅外、超聲波等傳感器來(lái)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(shí)判斷是否點(diǎn)爆氣囊、***用1級(jí)點(diǎn)火還是多級(jí)點(diǎn)火、點(diǎn)爆力有多大，并與安全帶形成總體控制。通過(guò)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(dòng)，以便驅(qū)動(dòng)車身不同位置的氣囊，形成對(duì)乘客的最佳保護(hù)?！ 【W(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(mén)用于汽車安全氣囊系統(tǒng)的總線，Safe-By-Wire技術(shù)旨在通過(guò)綜合運(yùn)用多個(gè)傳感器和控制器來(lái)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?tīng)柛５裙咎岢?。與整車系統(tǒng)常用的CAN、FlexRay等總線相比，Safe-By-Wire的優(yōu)勢(shì)在于它是專門(mén)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(shí)也不受破壞，Safe-By-Wire中嵌入有多重保護(hù)功能。比如說(shuō)，即使線路發(fā)生短路，安全氣囊系統(tǒng)也不會(huì)因出錯(cuò)而起動(dòng)。Safe-By-Wire技術(shù)將會(huì)在汽車安全氣囊系統(tǒng)中獲得廣泛的應(yīng)用?！ 安全氣囊的歷史 汽車安全氣囊系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱SRS，是一種***保護(hù)系統(tǒng)?！ “踩珰饽易钤缬扇鸬淙税l(fā)明，到20世紀(jì)80年代，安全氣囊技術(shù)基本成熟?！ ?***2年，通用汽車首次進(jìn)行大范圍的安全氣囊現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，并于1***4年將安全氣囊列為若干型號(hào)轎車的選購(gòu)配置?！ ?996年，通用汽車推出業(yè)界第一個(gè)防止側(cè)面撞擊的安全氣囊，可減輕氣囊膨脹給兒童造成傷害。 2002年，通用汽車宣布將在2003年型號(hào)的大型卡車和運(yùn)動(dòng)休閑車上酉謾正面安全氣囊感知器，可根據(jù)副駕駛座上乘員的體重自動(dòng)關(guān)閉安全氣囊?！ 安全氣囊的工作原理 當(dāng)車輛發(fā)生碰撞時(shí)，安全氣囊控樹(shù)模塊快速對(duì)信號(hào)做出處理，確認(rèn)發(fā)生碰撞的嚴(yán)重程度已超出安全帶的保護(hù)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(guò)氣囊的緩：中作用減輕乘員的傷害。一般說(shuō)來(lái)，輕微的碰撞不會(huì)打開(kāi)安全氣囊，只有在車輛正面一定角度范圍內(nèi)才是打開(kāi)安全氣囊的有效碰撞范圍，后碰、側(cè)碰、翻轉(zhuǎn)都不會(huì)引發(fā)安全氣囊打開(kāi)。 需要強(qiáng)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(duì)乘員起到防護(hù)作用，還會(huì)對(duì)乘員有嚴(yán)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(hù)作用的一個(gè)重要條件?！ “踩珰饽业氖褂谩 ●{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(guò)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?！ “踩珰饽矣心男┨攸c(diǎn)？ 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(duì)于在遭受正面撞擊時(shí)，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(jì)，配備安全氣囊的車發(fā)生正面碰撞時(shí)，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(lái)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(shí)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，?duì)人體無(wú)害；爆出時(shí)帶出的粉末是維持氣囊在折疊狀態(tài)下不粘在一起的潤(rùn)滑粉末，對(duì)人體亦無(wú)害?！“踩珰饽彝瑯右灿兴话踩囊幻妗?jù)計(jì)算，若汽車以60km的時(shí)速行駛，突然的撞擊會(huì)令車輛在0.2秒之內(nèi)停下，而氣囊則會(huì)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(duì)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(cuò)，就有可能釀出一場(chǎng)“悲劇”?！“踩珰饽以诮鼛啄甑玫搅孙w速的發(fā)展，價(jià)格大幅度下降，裝備了安全氣囊的轎車也從過(guò)去的中高級(jí)轎車向中低級(jí)轎車發(fā)展。同時(shí)，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。
為了說(shuō)明安全氣囊的基本原理，這里首先說(shuō)明汽車發(fā)生事故時(shí)造成乘員傷亡的原因。當(dāng)汽車發(fā)生碰撞事故時(shí)，汽車和障礙物之間的碰撞稱為一次碰撞，一次碰撞的結(jié)果導(dǎo)致汽車速度急劇下降，速度從35km/h降到零的時(shí)間約150ms左右；乘員和汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)之間的碰撞稱之為二次碰撞，由于慣性的作用，當(dāng)汽車急劇降速時(shí)，乘員要保持原來(lái)的速度向前運(yùn)動(dòng)，于是就發(fā)生了乘員和方向盤(pán)、儀表板、擋風(fēng)玻璃等之間的碰撞，從而造成了乘員的傷亡.汽車安全氣囊的基本思想是，在發(fā)生—次碰撞后，二次碰撞前，迅速在乘員和汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)之間打開(kāi)一個(gè)充滿氣體的袋子，使乘員撲在氣袋上，避免或減緩二次碰撞，從而達(dá)到保護(hù)乘員的目的。由于乘員和氣袋相碰時(shí)，因振蕩造成乘員傷害，所以一般在氣囊的背面開(kāi)兩個(gè)直徑25mm左右的圓孔。這樣，當(dāng)乘員和氣囊相碰時(shí)，借助圓孔的放氣可減輕振蕩，放氣過(guò)程同時(shí)也是一個(gè)釋放能量的過(guò)程，因此可以很快地吸收乘員的動(dòng)能，有助于保護(hù)乘員。
安全氣囊最重要的指標(biāo)是可靠性，如果不該點(diǎn)火而點(diǎn)火打開(kāi)氣囊稱為誤點(diǎn)火：如果應(yīng)該點(diǎn)火而沒(méi)有點(diǎn)火稱之為漏點(diǎn)火，如果點(diǎn)火太晚則稱之為遲點(diǎn)火，無(wú)論是誤點(diǎn)火、漏點(diǎn)火、還是遲點(diǎn)火都是不能允許的。為了提高安全氣囊系統(tǒng)的可靠性，防止電源線在碰撞中斷線、電池遭到破壞，系統(tǒng)中備有儲(chǔ)能電容或電池，以保證即使掉電也能夠開(kāi)氣囊。為了監(jiān)測(cè)傳感器、電子電路、氣體發(fā)生器；系統(tǒng)一般還有故障診斷模塊、并設(shè)有信號(hào)燈于予以顯示。汽車安全氣囊系統(tǒng)一般有左右擋板傳感器各一個(gè)，還有一個(gè)傳感器放在含有診斷模塊的控制器中，氣囊有司機(jī)席(Driver Side)正面碰撞氣囊和乘客席(Pssseneer Side)正面碰撞氣囊，另外還有警告燈。當(dāng)發(fā)生前面碰撞時(shí)，兩個(gè)擋板傳感器中只要有一個(gè)閉合，診斷模塊就會(huì)根據(jù)送來(lái)的信號(hào)進(jìn)行處理和判斷，認(rèn)為有必要點(diǎn)火后時(shí)即發(fā)出點(diǎn)火信號(hào)使氣囊充氣。
現(xiàn)在要介紹的是 氣體發(fā)生器。
基本化學(xué)原理：
汽車的安全氣囊內(nèi)有疊氮酸鈉（NaN3）或硝酸銨（NH4NO3）等物質(zhì)。當(dāng)汽車在高速行駛中受到猛烈撞擊時(shí)，這些物質(zhì)會(huì)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；硝酸銨分解產(chǎn)生大量的一氧化二氮（N2O）氣體和水蒸氣]
化學(xué)方程式：
NaN3 + NH4NO3 ------->N2 + Na + N2O + H2O(g)
注：這只是最基本的化學(xué)反應(yīng)原理方程式，實(shí)際的反應(yīng)是非常復(fù)雜的。
安全氣囊有什么用？它可以幫人抵擋哪些傷害？
主要是氮?dú)?/strong>，能夠在0.1秒內(nèi)使氣囊膨脹，從而保護(hù)駕駛員的生命安全，不過(guò)這些氮?dú)馐前踩珰饽抑械墓腆w的疊氮化鈉NaN3在受到劇烈撞擊時(shí)迅速分解生成的。
需要注意的是當(dāng)車上的人偏離座位時(shí)，安全氣囊的作用會(huì)適得其反。會(huì)對(duì)車上的人造成一定的損傷。當(dāng)乘客偏離座椅或座椅上無(wú)人或有兒童乘坐時(shí)，安全氣囊系統(tǒng)的激活無(wú)法對(duì)其進(jìn)行保護(hù)。
安全氣囊的缺陷
1、氣囊會(huì)有概率在很低的車速時(shí)打開(kāi)，當(dāng)汽車以很低的速度行駛并發(fā)生碰撞事故時(shí)，乘員和駕駛員都可以系好安全帶，無(wú)需打開(kāi)安全氣囊進(jìn)行保護(hù)。但要是此時(shí)氣囊打開(kāi)，會(huì)導(dǎo)致不必要的浪費(fèi)，甚至有幾率因氣囊打開(kāi)而使碰撞的傷害增大。
2、氣囊的啟動(dòng)會(huì)對(duì)車上的人造成一定的損傷。當(dāng)安全氣囊系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，會(huì)瞬間打開(kāi)安全氣囊蓋并充氣，容易對(duì)乘員造成沖擊，產(chǎn)生的熱氣也會(huì)灼傷乘員和司機(jī)。
汽車安全氣囊的發(fā)展與應(yīng)用
安全氣囊系統(tǒng)一個(gè)***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(shí)用無(wú)害的氦氣填充。在發(fā)生碰撞時(shí)，安全氣囊充氣大約需要0.03秒。非?？斓某錃馑俣葘?duì)確保當(dāng)乘客的身體被安全帶束縛不動(dòng)而頭部仍然向前行進(jìn)時(shí)，安全氣囊能及時(shí)到位。汽車在行駛過(guò)程中，如果需要緊急制動(dòng)，特別是在高速行駛時(shí)，若是踩急剎車，輪胎被抱不轉(zhuǎn)或打滑，輪胎與地面呈現(xiàn)滑動(dòng)摩擦，這樣，幾乎沒(méi)有抓地力，制動(dòng)性能很差。若是制動(dòng)中輪子是滾動(dòng)的，制動(dòng)效果反而好。
據(jù)調(diào)查，單獨(dú)使用安全氣囊事故亡率降低18%左右，單獨(dú)使用安全帶事故亡率下降42%左右，而當(dāng)安全氣囊與安全帶配合使用時(shí)可使事故亡率降低47%左右?！≡谡{駛位的氣囊裝在方向盤(pán)的中間位置，副駕駛位的安全氣囊安裝在正前方的平臺(tái)內(nèi)部，在意外發(fā)生的瞬間可以有效的保護(hù)駕駛員和副駕駛位乘員的頭部和胸部，因?yàn)檎姘l(fā)生的猛烈碰撞會(huì)導(dǎo)致車輛前方大幅度的變形。
制動(dòng)氣囊安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)艙下部，發(fā)生撞擊時(shí)可以迅速?gòu)能嚨讖棾?，通過(guò)與地面的摩擦從而起到制動(dòng)的作用，提高剎車效果。制動(dòng)氣囊主要由橡膠構(gòu)成，其表面為金屬材料。汽車安全氣囊，只有使用正確才是真正的安全，如果使用及操作錯(cuò)誤的話，那就是催命符。因此，在這些使用注意事項(xiàng)的基礎(chǔ)上，小編建議各位應(yīng)該定期對(duì)安全氣囊進(jìn)行檢查保養(yǎng)，避免出現(xiàn)事故時(shí)，汽車安全氣囊成為擺設(shè)。SRS控制器接收到信號(hào)后，會(huì)判斷發(fā)出的預(yù)警和控制策略進(jìn)行比較，如果達(dá)到氣囊展開(kāi)條件，就會(huì)驅(qū)動(dòng)“電路氣體發(fā)生器” 引燃?xì)怏w發(fā)生劑，產(chǎn)生大量氣體，經(jīng)過(guò)過(guò)濾和冷卻后進(jìn)入氣囊。
深入淺出揭真相！汽車安全氣囊工作原理全解析
1952年Hetrick發(fā)明了他自己之稱為“汽車安全氣墊”的裝置，用來(lái)減輕急剎車或正面碰撞帶來(lái)的嚴(yán)重傷害。這是一種純機(jī)械裝置。用于使氣囊膨脹的壓縮空氣貯存在一個(gè)壓力容器中，連接著彈簧的質(zhì)量塊用來(lái)感應(yīng)汽車的減速度。當(dāng)質(zhì)量塊產(chǎn)生位移時(shí)，能打開(kāi)一個(gè)閥使壓力空氣從壓力容器中沖出來(lái)，以使氣囊膨脹。氣囊可裝在方向盤(pán)中、手套箱門(mén)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(jī)著陸時(shí)與地面的碰撞。1960年，安全氣囊技術(shù)開(kāi)始在原有的基礎(chǔ)上研制并轉(zhuǎn)為民用。
60年代末,美國(guó)高速公路交通安全委員會(huì)(NHTSA)開(kāi)始建議制定一個(gè)可選擇的安全氣囊法則,鼓勵(lì)汽車廠商去發(fā)展安全氣囊。
70年代,美國(guó)通用、福特,德國(guó)奔馳，日本豐田等汽車公司以及美國(guó)MORTON公司、TRW公司、德國(guó)TEMIC公司、ICT研究院、日本DAICEL公司、瑞典AUTOLIV公司等均開(kāi)始投入大量資金和人力研究與發(fā)展安全氣囊,其中1***1年5月德國(guó)的一個(gè)研究小組成功地將火箭推進(jìn)技術(shù)應(yīng)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(jìn)入了一個(gè)全新的發(fā)展階段。
1984年,美國(guó)高速公路交通安全委員會(huì)(NHTSA)在著名的“聯(lián)邦汽車安全標(biāo)準(zhǔn)”中的208條款《乘員碰撞保護(hù)》(FederalMotorVehiclSafetyStandard208,簡(jiǎn)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(gè)明確的法則及指導(dǎo)方向。FMVSS208條款是汽車安全氣囊發(fā)展史上的一個(gè)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(guó)福特、克萊斯勒,德國(guó)寶馬,瑞典富豪等汽車公司紛紛開(kāi)始銷售配有安全氣囊的汽車。
20世紀(jì)90年代后期,美國(guó)、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(biāo)準(zhǔn)件。
安全氣囊由美國(guó)人約翰?赫特里特（John?Hotrich）發(fā)明。他是一位自學(xué)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(shè)計(jì)撞車安全裝置的想法。在這次事故中，約翰為躲避一個(gè)障礙物而猛打方向盤(pán)進(jìn)行制動(dòng)，他和妻子都用手臂本能地保護(hù)坐在前座中間位置上的女兒。這次事故后他意識(shí)到必須要有一個(gè)良好的方法來(lái)保護(hù)乘員，兩周之后他繪好了設(shè)計(jì)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(guó)專利。
安全氣囊從1952年就取得了專利，但在應(yīng)用推廣中經(jīng)歷了幾上幾下的波折，足足走過(guò)了30多年的漫長(zhǎng)路途。直至1984年，汽車碰撞安全標(biāo)準(zhǔn)(FMVSS208)在美國(guó)經(jīng)多次被廢除后又重新被認(rèn)可并開(kāi)始實(shí)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(yīng)裝備安全氣囊，同時(shí)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(rèn)了安全氣囊的作用。如今，這個(gè)在當(dāng)年頗具創(chuàng)意性的發(fā)明已轉(zhuǎn)為千百萬(wàn)個(gè)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(guó)生產(chǎn)的中高級(jí)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(guó)內(nèi)，隨著CMVDR294碰撞安全法規(guī)的開(kāi)始實(shí)施，國(guó)內(nèi)消費(fèi)者對(duì)汽車被動(dòng)安全性能的要求也越來(lái)越高，但目前除了極少數(shù)高級(jí)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(jià)格大幅度下降，裝備了安全氣囊的轎車也從過(guò)去的中高級(jí)轎車向中低級(jí)轎車發(fā)展。同時(shí)，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(jìn)入90年代以來(lái)，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(duì)我們更好的保護(hù)自己有很重要的作用，但對(duì)于駕駛員來(lái)說(shuō)，安全駕駛才是第一位的，這是任何先進(jìn)的安全裝置都無(wú)法替代的。
1.2國(guó)內(nèi)汽車安全氣囊的發(fā)展
我國(guó)對(duì)汽車安全氣囊的研究起步較晚。上個(gè)世紀(jì)80年代末我國(guó)的一些汽車碰撞安全和軍工專家才開(kāi)始關(guān)注汽車安全氣囊的研究和發(fā)展。
隨著世界汽車進(jìn)軍我國(guó)，我國(guó)的汽車工業(yè)迎來(lái)了前所未有的發(fā)展契機(jī)。1992年，我過(guò)自行研制的FS-01安全氣囊通過(guò)撞車試驗(yàn)。我國(guó)的政策法規(guī)也對(duì)我國(guó)汽車工業(yè)的發(fā)展提供了良好的發(fā)展空間。
在我國(guó)“九五”規(guī)劃期間和“十五”規(guī)劃中,國(guó)家經(jīng)貿(mào)委和汽車行業(yè)將安全氣囊列為我國(guó)汽車零配件三大重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目(電子噴油系統(tǒng)、防抱制動(dòng)系統(tǒng)和安全氣囊系統(tǒng))之一,尤其是在1999年10月28日,國(guó)家機(jī)械工業(yè)局發(fā)布《關(guān)于正面碰撞乘員保護(hù)的設(shè)計(jì)規(guī)則》(CMVDR294)。這個(gè)設(shè)計(jì)規(guī)則明確提出對(duì)汽車乘員在發(fā)生汽車碰撞時(shí)的安全標(biāo)準(zhǔn)。所述的安全要求。CMVDR294的發(fā)布間接地對(duì)汽車配置安全氣囊提出了新的要求,這無(wú)疑是中國(guó)安全氣囊發(fā)展史上的一個(gè)進(jìn)步,同時(shí)也對(duì)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(guò)程中,國(guó)內(nèi)許多大學(xué)與事業(yè)公司的研究與產(chǎn)品已初具基礎(chǔ),其中部分研究與技術(shù)已接近國(guó)際水平。清華大學(xué)的黃世霖等人在汽車碰撞實(shí)驗(yàn)研究中,系統(tǒng)地研究了多種國(guó)產(chǎn)汽車中安全氣囊的匹配技術(shù)對(duì)汽車安全氣囊的點(diǎn)火控制模擬、汽車碰撞的過(guò)程模擬和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證以及有關(guān)軟件在汽車安全氣囊系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用等方面作了大量工作,對(duì)國(guó)內(nèi)的汽車安全氣囊研究具有重要的指導(dǎo)作用。
坐落在錦州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)的錦恒公司是國(guó)內(nèi)唯一一家具有自主知識(shí)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(chǎng)份額在國(guó)內(nèi)最大。錦恒公司建有國(guó)內(nèi)一流的研發(fā)中心，實(shí)驗(yàn)室通過(guò)了國(guó)家CNAL認(rèn)證，具有正面碰撞、角度碰撞、柱撞、側(cè)面撞等實(shí)車碰撞試驗(yàn)?zāi)芰团_(tái)車試驗(yàn)?zāi)芰?。公司的主要碰撞、檢測(cè)設(shè)備和組裝生產(chǎn)線均由國(guó)外引進(jìn)，技術(shù)裝備水平國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。他們通過(guò)引進(jìn)美國(guó)公司的安全氣囊生產(chǎn)技術(shù)，開(kāi)發(fā)出填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白的機(jī)械式安全氣囊產(chǎn)品；與一汽汽研所共同承擔(dān)了國(guó)家“九五”汽車電子產(chǎn)品攻關(guān)***，開(kāi)發(fā)出具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的電子式安全氣囊產(chǎn)品。目前，該公司共為國(guó)內(nèi)20多個(gè)汽車生產(chǎn)廠家的30多個(gè)車型研發(fā)、配套安全氣囊，已形成單班年產(chǎn)20萬(wàn)套安全氣囊總成、120萬(wàn)只氣囊、15萬(wàn)只飾蓋的生產(chǎn)能力，是國(guó)內(nèi)同行業(yè)中首家實(shí)現(xiàn)為整車配套的企業(yè)。近年，他們還與國(guó)際著名的安全氣囊供應(yīng)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(guó)家。
2000年以來(lái)，我國(guó)安全氣囊市場(chǎng)需求平均每年都有超過(guò)200%的速度在增長(zhǎng)，到2004年我國(guó)安全氣囊市場(chǎng)總配套量接近400萬(wàn)套。目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)安全氣囊企業(yè)有近20家，2004年產(chǎn)量超過(guò)200萬(wàn)套，安全氣囊的國(guó)產(chǎn)化率超過(guò)50%。國(guó)內(nèi)安全企業(yè)的生產(chǎn)和配套市場(chǎng)基本上分外資企業(yè)和國(guó)產(chǎn)企業(yè)兩大陣營(yíng)。外資企業(yè)主要以Autoliv、Plast、Takawa、Mobis等為代表，國(guó)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(guó)安全氣囊的中高端配套市場(chǎng)。國(guó)產(chǎn)企業(yè)主要是以錦州錦恒、東方久樂(lè)、上海比亞迪等為代表，他們國(guó)內(nèi)安全氣囊的產(chǎn)量只占15%左右，主要在一些國(guó)產(chǎn)化的經(jīng)濟(jì)型乘用車有所配套。我國(guó)安全氣囊在經(jīng)歷安全氣囊的進(jìn)口高峰后，進(jìn)口安全氣囊的高速增長(zhǎng)是勢(shì)頭已經(jīng)跌落，2005年上半年已經(jīng)出現(xiàn)進(jìn)口負(fù)增長(zhǎng)。目前，進(jìn)口安全氣囊在國(guó)內(nèi)配套市場(chǎng)所占比重不到一半。2004年底開(kāi)始，跨國(guó)安全氣囊企業(yè)相繼在中國(guó)投資氣囊組件的生產(chǎn)，加強(qiáng)了安全氣囊上游零部件本地化供應(yīng)配套的能力。到2007年，我國(guó)80%以上的安全氣囊組件將實(shí)現(xiàn)本地化生產(chǎn)。目前，我國(guó)安全氣囊零部件ECU、氣體發(fā)生器、氣袋、布料的國(guó)內(nèi)***購(gòu)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(guó)內(nèi)安全氣囊的評(píng)價(jià)
盡管我國(guó)安全氣囊的研究與發(fā)展已初具基礎(chǔ)和規(guī)模,但是離世界先進(jìn)水平還相距甚遠(yuǎn),這些差距主要包含安全氣囊法規(guī)、撞車實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、安全氣囊的設(shè)計(jì)、制造和測(cè)試等方面。事實(shí)上,我國(guó)的撞車實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)還不能完全滿足美國(guó)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(shí)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(cè)還未達(dá)到一個(gè)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(shì)
汽車安全系統(tǒng)是汽車電子領(lǐng)域增長(zhǎng)最快的一部分。汽車的安全設(shè)計(jì)在整車設(shè)計(jì)中所占的比例也越來(lái)越大。汽車安全性分為主動(dòng)安全和被動(dòng)安全兩種，主動(dòng)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(dòng)安全系統(tǒng)是事故發(fā)生后開(kāi)始起作用，以減緩事故嚴(yán)重程度。汽車安全氣囊屬于被動(dòng)安全系統(tǒng)。我國(guó)2000年實(shí)施了CMVDR294《關(guān)于正面碰撞乘員保護(hù)的設(shè)計(jì)規(guī)則》，該法規(guī)等效于歐洲ECER94法規(guī)。最近，我國(guó)的側(cè)面碰撞法規(guī)已經(jīng)開(kāi)始實(shí)施，這將對(duì)我國(guó)車輛的碰撞安全性能和駕乘人員保護(hù)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(dòng)中國(guó)汽車電子市場(chǎng)的發(fā)展。據(jù)預(yù)測(cè)，2009年前排乘客側(cè)面保護(hù)氣囊的安裝率將會(huì)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(duì)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(lái)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(shì)。
新的技術(shù)可以更好地識(shí)別乘客類型，***取不同的保護(hù)措施。系統(tǒng)***用重量、紅外、超聲波等傳感器來(lái)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(shí)判斷是否點(diǎn)爆氣囊、***用1級(jí)點(diǎn)火還是多級(jí)點(diǎn)火、點(diǎn)爆力有多大，并與安全帶形成總體控制。通過(guò)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(dòng)，以便驅(qū)動(dòng)車身不同位置的氣囊，形成對(duì)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(mén)用于汽車安全氣囊系統(tǒng)的總線，Safe-By-Wire技術(shù)旨在通過(guò)綜合運(yùn)用多個(gè)傳感器和控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)安全氣囊系統(tǒng)的細(xì)微控制。
Safe-By-WirePlus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?tīng)柛５裙咎岢?。與整車系統(tǒng)常用的CAN、FlexRay等總線相比，Safe-By-Wire的優(yōu)勢(shì)在于它是專門(mén)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(shí)也不受破壞，Safe-By-Wire中嵌入有多重保護(hù)功能。比如說(shuō)，即使線路發(fā)生短路，安全氣囊系統(tǒng)也不會(huì)因出錯(cuò)而起動(dòng)。Safe-By-Wire技術(shù)將會(huì)在汽車安全氣囊系統(tǒng)中獲得廣泛的應(yīng)用。
汽車安全氣囊作為一種設(shè)想提出來(lái)后到今天成為必需的安全裝備在汽車上廣泛應(yīng)用已經(jīng)過(guò)了整整半個(gè)世紀(jì)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(hù)效果在汽車安全研究領(lǐng)域得到廣泛的認(rèn)識(shí)和高度重視。隨著汽車安全氣囊的普遍推廣應(yīng)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(diǎn)。
當(dāng)前安全氣囊新技術(shù)的開(kāi)發(fā)研究可以概括為向著氣囊的智能化、小型化、多樣化、無(wú)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(diǎn)火時(shí)刻為原則設(shè)計(jì)的。但是在實(shí)際的汽車碰撞事故中，影響氣囊保護(hù)性能的因素很多，例如乘員的身高和體重、乘員相對(duì)于方向盤(pán)河南機(jī)電高等?？茖W(xué)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(huì)導(dǎo)致乘員不是在最佳時(shí)刻與氣囊接觸，從而降低對(duì)乘員的保護(hù)效果。為了充分發(fā)揮安全氣囊的保護(hù)效果，自適應(yīng)式或稱為智能型安全氣囊的概念也就應(yīng)運(yùn)而生。近年來(lái)，智能型安全氣囊的研究致力于開(kāi)發(fā)一種能夠最大限度地保護(hù)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(lái)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(jìn)的傳感系統(tǒng)和電子運(yùn)算系統(tǒng)，它們?cè)谑鹿拾l(fā)生的短暫時(shí)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(cè)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(hù)效果。
(2)安全氣囊的小型化
縮小安全氣囊總成的體積是當(dāng)前發(fā)展的趨勢(shì)之一。新型發(fā)生器工作時(shí)，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(hù)型安全氣囊
***用壓縮氣體的氣體發(fā)生器對(duì)人體無(wú)毒害，且易于回收處理，沒(méi)有環(huán)境污染的問(wèn)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(biāo)準(zhǔn)設(shè)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(shè)計(jì)形式的側(cè)碰撞氣囊可分別安裝在坐椅靠背外側(cè)、車門(mén)中部、車身中立柱、車身頂部與車門(mén)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(hù)乘員頭部、胸部和臀部的作用。
正在研制的新型保護(hù)氣囊還有以下5種：
①安裝在轉(zhuǎn)向盤(pán)下方膝墊部位的安全氣囊可保護(hù)下腳正碰撞中免受傷害。
②安裝在制動(dòng)踏板下的安全氣囊以保護(hù)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(hù)后座乘員。
④安裝在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)罩下的安全氣囊，保護(hù)行人。
⑤安裝在前擋風(fēng)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(pán)襯墊內(nèi)，因此，當(dāng)您看見(jiàn)方向盤(pán)上標(biāo)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(hào)；氣體發(fā)生器根據(jù)信號(hào)指示產(chǎn)生點(diǎn)火動(dòng)作，點(diǎn)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(pán)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(qiáng)度，多以尼龍材質(zhì)制成，折疊起來(lái)的表面附有干粉，以防安全氣囊粘著在一起在爆發(fā)時(shí)被沖破；為了防止氣體泄漏，氣囊內(nèi)層涂有密封橡膠；同時(shí)氣囊設(shè)有安全閥，當(dāng)充氣過(guò)量或囊內(nèi)壓力超過(guò)一定值時(shí)會(huì)自動(dòng)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?dú)狻?/p>
Srs中電控系統(tǒng)中的傳感器，按其功能可分為碰撞強(qiáng)度傳感器和防護(hù)碰撞傳感器；而碰撞強(qiáng)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(hù)碰撞傳感器串連在一起，其功能都是檢測(cè)車輛發(fā)生碰撞時(shí)的慣性力或減速度值，并把信號(hào)傳輸給srs的ecu。所不同的是，碰撞強(qiáng)度傳感器是用來(lái)檢測(cè)車輛發(fā)生碰撞時(shí)所受碰撞的激烈程度，其信號(hào)是供系統(tǒng)的控制單元判斷是否引爆點(diǎn)火劑而使氣體發(fā)生劑給氣囊充氣；而防護(hù)碰撞傳感器則是防治碰撞強(qiáng)度傳感器短路而導(dǎo)致安全氣囊誤膨開(kāi)，其信號(hào)是供控制單元判斷是否發(fā)生碰撞。
ECU為一獨(dú)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(gè)傳感器發(fā)來(lái)的信號(hào)并判斷是否引爆使氣囊膨開(kāi)。
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(jī)械控制式和電子控制式兩類。機(jī)械控制是安全氣囊系統(tǒng)機(jī)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(pán)裝飾蓋板的下面，檢測(cè)碰撞動(dòng)作和引爆點(diǎn)火劑都是利用機(jī)械裝置的動(dòng)作來(lái)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(lái)檢測(cè)碰撞信號(hào)并把信號(hào)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(lái)的信號(hào)由在其內(nèi)部預(yù)先設(shè)置的程序不斷不得進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算和邏輯判斷，當(dāng)判斷結(jié)果是發(fā)生碰撞時(shí)，srs的ecu便立即發(fā)出點(diǎn)火指令引爆點(diǎn)火劑，點(diǎn)火劑引爆時(shí)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?dú)馐箽饽遗蜷_(kāi)。
(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(guó)福特公司的林肯城市，通用公司的凱迪拉克，國(guó)產(chǎn)轎車的紅旗世紀(jì)星，奧迪a6，帕薩特b5，捷達(dá)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(pán)中安裝拉一個(gè)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(gè)安全氣囊，如本田雅閣，市民，豐田佳美，馬自達(dá)626,929，福特林肯城市及國(guó)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(shí)的危險(xiǎn)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(shí)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(gè)或3個(gè)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(hù)類型分類按保護(hù)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(shí)對(duì)駕駛員起保護(hù)作用。這種氣囊分為美式和歐式兩種，并安裝在轉(zhuǎn)向盤(pán)中。美式安全氣囊的設(shè)計(jì)原則是嘉定駕駛員未系座椅安全帶時(shí)車輛發(fā)生碰撞，為了更好的保護(hù)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(shí)車輛發(fā)生碰撞，這時(shí)由于安全帶已起保護(hù)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(shè)計(jì)的安全氣囊的體積也較大，以保證在發(fā)生撞車時(shí)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(shè)計(jì)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(mén)上橫梁中，車門(mén)內(nèi)板中或座椅側(cè)面。安裝在車門(mén)上橫梁中的防側(cè)撞安全氣囊，用以保護(hù)乘員的頭部，安裝在車門(mén)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(hù)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(mén)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(lái)，由于對(duì)后排座成員的安全防護(hù)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(hù)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_(dá)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(gè)防護(hù)氣墊，從而達(dá)到對(duì)后排座成員的保護(hù)作用。
2.3汽車安全氣囊的工作原理
當(dāng)車輛發(fā)生碰撞時(shí)，安全氣囊控樹(shù)模塊快速對(duì)信號(hào)做出處理，確認(rèn)發(fā)生碰撞的嚴(yán)重程度已超出安全帶的保護(hù)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(guò)氣囊的緩：中作用減輕乘員的傷害。一般說(shuō)來(lái)，輕微的碰撞不會(huì)打開(kāi)安全氣囊，只有在車輛正面一定角度范圍內(nèi)才是打開(kāi)安全氣囊的有效碰撞范圍，后碰、側(cè)碰、翻轉(zhuǎn)都不會(huì)引發(fā)安全氣囊打開(kāi)。需要強(qiáng)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(duì)乘員起到防護(hù)作用，還會(huì)對(duì)乘員有嚴(yán)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(hù)作用的一個(gè)重要條件。
早期的安全氣囊為機(jī)械式安全氣囊系統(tǒng)，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外氣囊廠家主要***用的是電子式安全氣囊系統(tǒng)。基本型安全氣囊系統(tǒng)包含了駕駛員、乘員正面保護(hù)安全氣囊及安全帶預(yù)緊裝置。
電子式安全氣囊系統(tǒng)特點(diǎn)是由傳感器感知車輛運(yùn)動(dòng)情況，由MCU監(jiān)控并作出判斷，判斷當(dāng)前的***是否是嚴(yán)重碰撞***，如果是嚴(yán)重碰撞***則驅(qū)動(dòng)氣囊展開(kāi)，保護(hù)駕乘人員的安全。安全氣囊作用過(guò)程為：碰撞發(fā)生后0～20ms內(nèi)傳感器將信號(hào)輸送到中央電子控制器（ECU），ECU判斷后確認(rèn)是嚴(yán)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?dú)猓┙?jīng)過(guò)濾冷卻進(jìn)入氣袋，氣袋張開(kāi)形成氣墊，將乘員與車內(nèi)裝備隔開(kāi)，60～100ms后氣袋排氣孔打開(kāi)，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(duì)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(hù)。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(yù)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(qiáng)等特點(diǎn)。
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(dāng)前國(guó)內(nèi)外氣囊廠家常用的安全氣囊傳感器為微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）傳感器，MEMS傳感器的感應(yīng)范圍比較寬，可以感應(yīng)1G到100G值的加速度，感應(yīng)方向可從單軸向到三軸向，在正面、側(cè)面、垂直三個(gè)方向感應(yīng)汽車碰撞過(guò)程中的加速度變化，并輸出模擬信號(hào)。
安全氣囊控制要求MCU運(yùn)算能力強(qiáng)、I/O口充足等，從可靠性角度考慮，需要使用汽車級(jí)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(duì)于更復(fù)雜的系統(tǒng)，許多氣囊系統(tǒng)供應(yīng)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(shí)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(duì)人體無(wú)害，且不能溫度太高，同時(shí)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(yīng)用一種氣體發(fā)生器。控制裝置。一般集成在微計(jì)算機(jī)中。當(dāng)汽車發(fā)生碰撞事故時(shí)，電控裝置接收多個(gè)傳感器傳來(lái)的車身不同位置的減速信號(hào)，經(jīng)過(guò)反復(fù)不斷的分析、比較、計(jì)算，決定是否發(fā)出點(diǎn)火信號(hào)。要求控制裝置能夠在復(fù)雜的碰撞情況下作出非常準(zhǔn)確的判斷，點(diǎn)火時(shí)刻也必須精確控制。
雖然安全氣囊在結(jié)構(gòu)上會(huì)有所不同，但其工作原理基本一致。汽車行駛過(guò)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(duì)這些信息加以分析判斷，如果所測(cè)的加速度、速度變化量或其它指標(biāo)超過(guò)預(yù)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(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)?chǔ)氣罐中壓縮氫氣釋放出來(lái)充滿碰撞氣袋。乘員與氣袋接觸時(shí)，通過(guò)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。
安全氣囊根據(jù)安裝的位置及保護(hù)對(duì)象不同，主要分為：對(duì)駕駛員進(jìn)行保護(hù)的氣囊，裝在方向盤(pán)內(nèi)，防止駕駛員與轉(zhuǎn)向盤(pán)、儀表板及前擋風(fēng)玻璃發(fā)生碰撞；對(duì)前排乘員進(jìn)行保護(hù)的氣囊，裝在儀表板內(nèi)，防止乘員與儀表板、前擋風(fēng)玻璃發(fā)生碰撞；對(duì)后排乘員進(jìn)行保護(hù)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(jí)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(dāng)汽車在高速行駛中受到猛烈撞擊時(shí)，這些物質(zhì)會(huì)迅速發(fā)生分解反應(yīng)，產(chǎn)生大量氣體，充滿氣囊。
新型安全氣囊加入了可分級(jí)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(duì)人頭部產(chǎn)生的傷害，特別在乘客未佩戴安全帶的時(shí)候，可導(dǎo)致生命危險(xiǎn)。具體形式有：
①分級(jí)點(diǎn)爆裝置，即氣體發(fā)生器分兩級(jí)點(diǎn)爆，第一級(jí)產(chǎn)生約40%的氣體容積，遠(yuǎn)低于最大壓力，對(duì)人頭部移動(dòng)產(chǎn)生緩沖作用，第二級(jí)點(diǎn)爆產(chǎn)生剩余氣體，并且達(dá)到最大壓力。總的來(lái)說(shuō)，兩級(jí)點(diǎn)爆的最大壓力小于單級(jí)點(diǎn)爆。這種形式，壓力逐步增加。
②分級(jí)釋放壓力方式，囊袋上開(kāi)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(kāi)的方式或電腦控制的拉片Tether。這種方式，一開(kāi)始?jí)毫_(dá)到設(shè)定極限，然后瞬時(shí)釋放壓力，以避免過(guò)大傷害。
題記
對(duì)于車主來(lái)說(shuō)，安全氣囊是我們司空見(jiàn)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(duì)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(zhǎng)。上世紀(jì)50年代一項(xiàng)大膽的發(fā)明專利，在彼時(shí)似乎毫無(wú)實(shí)用價(jià)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(wàn)駕乘人員的生命得以挽救。
安全氣囊在其未被完全證實(shí)可靠、實(shí)用的幾十年間，在不斷的研發(fā)演變過(guò)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(jì)精巧、高科技含量高呢？
答案就在此篇圖文中，本期為大家?guī)?lái)安全氣囊基本原理的分析。與往期類似，我們會(huì)通過(guò)形象直觀，同時(shí)結(jié)合實(shí)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(guò)于繁雜，導(dǎo)致讀者朋友們閱讀疲勞，無(wú)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(shuō)的的安全氣囊（Airbag），其實(shí)擁有一個(gè)難以理解的專業(yè)稱謂：
***約束系統(tǒng)（SRS，Supplemental?Restraint?System）。
事實(shí)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(gè)命名以前，各廠家還賦予過(guò)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(guò)，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(lái)代替其正式名稱“***約束系統(tǒng)”。
安全氣囊系統(tǒng)是汽車被動(dòng)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(duì)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(jiǎn)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(shí)，安全氣囊系統(tǒng)會(huì)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(gè)關(guān)鍵位置，高檔汽車裝備多達(dá)10個(gè)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(pán)上的前排安全氣囊，但其實(shí)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(diǎn)。
1.前排安全氣囊
前排安全氣囊位于汽車方向盤(pán)、儀表臺(tái)處，用以在車輛嚴(yán)重碰撞時(shí)，保護(hù)駕駛者與副駕駛乘客，其保護(hù)功能主要針對(duì)來(lái)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(guó)家屬于汽車強(qiáng)制裝備的配置！
您會(huì)在我們后文模擬視圖中看到其特點(diǎn)：由于前排安全氣囊工作時(shí)間非常短，展開(kāi)后又迅速排氣，如果車輛隨后遭遇二次碰撞，此時(shí)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(mén)內(nèi)，當(dāng)車輛遭受較強(qiáng)的側(cè)面碰撞時(shí)，側(cè)面安全氣囊迅速?gòu)棾觯⒃谲囬T(mén)與座椅之間狹小空間膨脹展開(kāi)，這類氣囊維持充氣狀態(tài)的時(shí)間稍長(zhǎng)。
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(diǎn)：
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(jì)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(diǎn)，提供軟硬度不同的緩沖。
對(duì)乘客相對(duì)柔軟的盆腔、下腹部位，氣囊提供較為輕柔的緩沖，而對(duì)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(mén)上方內(nèi)飾板內(nèi)，因展開(kāi)后外形呈細(xì)管狀且可覆蓋整個(gè)車窗，形似窗簾而得名。
它不僅會(huì)對(duì)碰撞會(huì)作出反應(yīng)，部分產(chǎn)品對(duì)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(shí)，側(cè)簾安全氣囊會(huì)從上至下迅速膨脹展開(kāi)，重點(diǎn)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(shí)間較長(zhǎng)，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(duì)安全氣囊系統(tǒng)的要求越來(lái)越高，為駕乘者提供更全面保護(hù)的產(chǎn)品開(kāi)始逐漸裝備汽車。
工程師對(duì)長(zhǎng)期的碰撞測(cè)試與交通事故案例進(jìn)行統(tǒng)計(jì)時(shí)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(huì)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(tái)處，其主要功能是防止車輛前部嚴(yán)重變形時(shí)，潰塌的儀表臺(tái)嚴(yán)重?cái)D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(kāi)，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(kāi)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(huì)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(dòng)車與行人發(fā)生碰撞事故時(shí)，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(jiǎn)要了解本節(jié)基本知識(shí)，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(shí)物
安全氣囊控制單元（ACU）俗稱氣囊電腦，是由計(jì)算機(jī)處理器、存儲(chǔ)器、輸入和輸出模塊構(gòu)成，是整個(gè)安全氣囊系統(tǒng)的核心控制組件。
這個(gè)“大腦”的軟件編程算法，會(huì)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(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行隨時(shí)自我診斷，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)故障時(shí)，故障詳細(xì)信息也將被之記錄，并通過(guò)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(shí)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(huì)錯(cuò)誤彈出，氣囊電腦邏輯程序不會(huì)因?yàn)閱我粋鞲衅鱾鬏數(shù)呐鲎残畔?，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(jí)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(shí)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(wú)例外是將偵測(cè)到的車輛物理運(yùn)動(dòng)特征轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，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(guò)測(cè)量?jī)?nèi)部小質(zhì)量塊因慣性位移的情況，將其運(yùn)動(dòng)特征轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，用以檢測(cè)加速度的變化。
例如：正面碰撞將會(huì)引起快速減速，而側(cè)面碰撞則會(huì)引起快速加速。
③陀螺儀傳感器
陀螺儀傳感器通過(guò)測(cè)量因振動(dòng)而引起的方向變化（如：車輛失控旋轉(zhuǎn)），將運(yùn)動(dòng)特征轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，輸出至氣囊電腦。
裝備該傳感器的車輛發(fā)生翻轉(zhuǎn)時(shí)，該傳感器與加速度傳感器的共同信號(hào)，將被氣囊電腦定義為翻車事故已發(fā)生，此時(shí)側(cè)簾式安全氣囊將展開(kāi)，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(méi)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(kāi)，當(dāng)座位沒(méi)有乘員時(shí)，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(guò)電壓力感知的方式實(shí)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(guò)電磁信號(hào)***集車輛運(yùn)行速度。
車輛是否處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，且是否超過(guò)氣囊激活的最低速度？
這些信息是氣囊電腦進(jìn)行邏輯運(yùn)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(guò)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(gè)主要部分構(gòu)成：
①充氣裝置
◥兩種類型充氣機(jī)激活過(guò)程?點(diǎn)火方式一致
盡管安全氣囊系統(tǒng)被認(rèn)為是一種“被動(dòng)”的安全保護(hù)技術(shù)，但其工作原理其實(shí)非常“主動(dòng)”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(gè)充氣過(guò)程更像是***爆炸，事實(shí)上兩者的基本工作原理完全一致。
請(qǐng)記住這個(gè)比喻，后文會(huì)用到它。
如上圖所示：引燃器的小規(guī)模爆炸會(huì)沖破第一爆破片，這會(huì)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(kāi)始第二次猛烈大爆燃，第二階段爆燃產(chǎn)生大量氮?dú)?，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?gòu)棾?，其平均展開(kāi)時(shí)間僅為20毫秒，而其彈出速度高達(dá)近300公里/小時(shí)！
要知道，我們?nèi)祟愓Ｑ鄣臅r(shí)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(dòng)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(shí)能順利展開(kāi)，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(rùn)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(kāi)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(chǔ)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(kāi)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(chǎng)景中需要了解的觸發(fā)條件：
Tips：記住，每項(xiàng)單獨(dú)的觸發(fā)條件無(wú)法迫使氣囊電腦做出展開(kāi)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(duì)觸發(fā)條件為：絕對(duì)行駛速度約為50公里/小時(shí)以上（不同系統(tǒng)略有差異）。
②角度
對(duì)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(jì)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(guò)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(shí)加速度絕對(duì)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(lái)決定有否打開(kāi)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(xiàng)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(lái)觀看筆者制作的安全氣囊系統(tǒng)動(dòng)態(tài)工作模擬動(dòng)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(dòng)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(shí)，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(duì)列中，計(jì)算機(jī)芯片根據(jù)這些實(shí)時(shí)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，依照廠方預(yù)先設(shè)定的運(yùn)算規(guī)則進(jìn)行邏輯判斷，筆者給出一個(gè)形象而簡(jiǎn)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(yùn)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(kāi)指令，還記得前文筆者請(qǐng)大家記住的“電”嗎？
一次小的爆炸將會(huì)引起另一次更大的爆燃。。。。。。
就這么簡(jiǎn)單！
通過(guò)前文層層基礎(chǔ)知識(shí)的鋪墊，在這個(gè)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(yǔ)言進(jìn)行解析了。
您不但理解了整個(gè)系統(tǒng)中各個(gè)組件是如何協(xié)同工作，更知道每個(gè)組件的內(nèi)部工作細(xì)節(jié)（比如：氣囊是如何展開(kāi)）！
Tips：有時(shí)，當(dāng)我們發(fā)生交通事故時(shí)，安全氣囊并未展開(kāi)。閱讀完本期圖文，您腦海里就有了觸發(fā)條件這個(gè)概念。
有的時(shí)候，并非車輛有故障，而是碰撞結(jié)果構(gòu)不成氣囊展開(kāi)的綜合觸發(fā)條件。
奉獻(xiàn)給讀者的實(shí)用建議
以下是筆者根據(jù)國(guó)內(nèi)車主的不良習(xí)慣，總結(jié)出幾點(diǎn)有關(guān)安全氣囊的實(shí)用建議（限于篇幅，不于文中展開(kāi)解析，可回復(fù)評(píng)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(tái)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(shí)盡量不要將座椅調(diào)整得過(guò)于靠前，方向盤(pán)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(dòng)前，請(qǐng)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(kāi)關(guān)。無(wú)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(shí)，盡快尋求維修支持。
筆者寄語(yǔ)
汽車的安全性能，已經(jīng)成為相當(dāng)一部分消費(fèi)者購(gòu)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(jí)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(jí)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(kāi)強(qiáng)度，從而最大限度保護(hù)駕乘人員。
但是，無(wú)論從哪方面來(lái)說(shuō)，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(huì)大打折扣，甚至完全不起作用！
除了交通事故傷亡統(tǒng)計(jì)，筆者只給出最直接的原因：安全氣囊在長(zhǎng)時(shí)間實(shí)用化的演變過(guò)程中，有一種分支理論的實(shí)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?。?/p>
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(jí)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(lái)源于汽車之家車家號(hào)作者，不代表汽車之家的觀點(diǎn)立場(chǎng)。
標(biāo)簽： #氣囊
