汽車安全氣囊應用研究

黃愛維，丁亞利，牛 華

（南通理工學院，江蘇 南通 226002）

1 工作原理

當行車出現碰撞時，安全氣囊所對應的傳感器事先接收到撞擊信號。電子控制器在接收到信號后，將信號與原始存儲的信號參數進行比較。在氣體發生器接收到相關信號后，注入氣體發生劑，即產生大量氣體。在駕駛員或乘員的前面，形成了具有彈性的氣墊，并及時出現泄漏并收縮以吸收沖擊產生的能量，從而有效地對人體頭部和胸部進行保護。使乘客或駕駛員免于傷害或減輕傷害。

現代汽車已經增加了側面碰撞安全氣囊，甚至不斷開發安全氣囊織物材料，點火器和傳感器等技術。

2 啟動條件

為了確保安全氣囊在適當的時候打開，汽車制造商已經規定了啟動安全氣囊的條件。盡管在一些交通事故中，車輛的乘客已經頭破血流，甚至有生命危險，車輛即將報廢。

安全氣囊開啟需要適當的速度和沖擊角度。理論上，只有當車輛的位置距離車輛前方大約60°，并且以高于30 km/h的速度撞擊靜止物體時，才能打開安全氣囊。這里提到的速度不是在普通意義上理解的速度，而是車輛與實驗室固定障礙碰撞的速度。在實際碰撞中，汽車的速度高于測試速度。

汽車碰撞時汽車的主要部件是緩沖器和縱梁，以緩沖碰撞的影響。車身前部大部分設計有碰撞緩沖器，車身剛度分布也不均勻。在一些事故中，例如當一輛轎車與沒有后部防護裝置的卡車發生追尾追尾事故時，或者如果一輛車意外撞到了屏障，或者與車身發生側面碰撞，這類事故往往不會直接撞到車身前部，主要是由于上身與側面的碰撞。墜毀的車身部件的剛度非常小，盡管駕駛室經歷了大的變形，從而導致車輛中的乘客受傷或死亡。但是，由于碰撞位置錯誤，有時安全氣囊無法打開。特別是在側面碰撞中，如果沒有安裝側面安全氣囊，主氣囊和副氣囊不能達到爆震條件而不能起爆，這很容易對乘員造成致命傷害。

3 缺陷與改進措施

安全氣囊同樣也有它不安全的一面。根據計算，如果汽車以60 km/h的速度行駛，突然的撞擊會在0.2 s內停止車輛。安全氣囊將以大約300 km/h的速度彈出，產生的沖擊力將達到180 kg。這對頭部和頸部等身體脆弱部位很困難。因此，如果氣囊彈出的角度和強度稍微有點不對，很可能會造成“悲劇”。

（1）氣囊可能在很低的車速時打開。當汽車低速行駛并發生碰撞時，乘員和司機可以系緊安全帶，并且完全不需要安全氣囊保護。如果此時展開安全氣囊，則會造成不必要的浪費，甚至會增加安全氣囊展開造成的碰撞損壞。

（2）安全氣囊的啟動會導致乘員受傷。當安全氣囊系統啟動時，安全氣囊蓋會被沖洗，安全氣囊會立即充氣，這可能會對乘員造成沖擊，產生的熱氣也會燒傷住戶和司機。

（3）當乘客偏離座位或座椅無人看管或小孩乘坐時，氣囊系統的啟動不僅不能提供必要的保護，還可能對乘員造成一定的損害。

從使用安全氣囊的缺陷可以看出，現有安全氣囊是處理嚴重的交通事故為基本設計目標。然而，在某些事故中，不需要彈出安全氣囊時而彈出，反而會對駕駛員或乘客造成多余的傷害，對于實際使用過程中出現的相關問題，希望在安全氣囊爆炸前，系統能夠精準的感知汽車的撞擊情況，來準確的判斷出氣囊爆破與否。當碰撞條件相對較低時，只需擰緊安全帶的預緊機構；如果碰撞水平較高并且需要啟動安全氣囊，則將安全氣囊點亮的命令傳輸至安全氣囊系統。這就說明安全氣囊系統需要準確感知發生的碰撞事故；而且可以模仿人腦，根據實際碰撞的程度來判斷氣囊是否需要爆炸，這點有一定的彈性；它可以為不同的乘客正確調整安全氣囊的爆炸條件。