汽車安全氣囊的發展與應用

(四川城市職業學院 四川 成都 610000)

汽車安全氣囊的發展與應用

劉俊成

(四川城市職業學院四川成都610000)

隨著汽車技術的的進步和道路條件的改善，汽車行駛的速度是越來越快，車流量也越來越大，它帶給我們的安全隱患也越來越嚴重，每年的交通事故都在遞增。要想確保行車過程中的安全性，解決行車過程中的人員安全越來也受到了我們的重視。在汽車的裝備安全氣囊是現在的一種有效的解決方法，那它的發展與應用怎么樣呢？本文就主要對汽車的安全氣囊的發展與應用進行概述。

汽車安全氣囊；發展；應用

近幾年來，人們生活水平的不斷提高，汽車越來越成為人們生活中不可缺少的一部分。在人們都開始有了汽車，公路也不斷完善，汽車在行駛過程中的速度越來越快，加上汽車技術的不斷發展，車速，車流量都是一個問題，從而引發了安全的隱患，而這安全隱患如何能去預防？在人們對技術的發展，有了安全氣囊，它可以保護人在汽車發生事故所引發的安全問題，而汽車安全氣囊它在今天又如何的去發展和應用呢？

一、汽車安全氣囊的發展

使用安全氣囊來保護汽車乘員的想法最先產生于美國，在1952年美國汽車生產者聯合會在理論上闡述了這樣一種汽車安全系統的必要性。幾乎同時，這種系統的原理圖也繪制了出來。1953年，第一個氣囊的專利就誕生了。但是由于那時技術的的限制，還不能把這種想法或專利進行實現，到了1980年的德國開始實現了這個設想并在汽車安裝了安全氣囊。

二、汽車安全氣囊的結構與工作原理

(一)安全氣囊的的組成

安全氣囊系統主要由傳感器、微處理器、氣體發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，傳遞及發送信號；氣體發生器根據信號指示產生點火動作，點燃固態燃料并產生氣體向氣囊充氣，使氣囊迅速膨脹。為了防止氣體泄漏，氣囊內層涂有密封橡膠；同時氣囊設有安全閥，當充氣過量或囊內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。

(二)安全氣囊的分類

按安全氣囊數量分類可分為單安全系統，雙安全氣囊系統和多安全氣囊系統：1.單安全氣囊系統，只是在駕駛員側的轉向盤中安裝拉一個安全氣囊。2.雙安全氣囊系統近幾年生產的轎車大多都采用拉雙安全氣囊系統，即在駕駛員側和前座乘員側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的奧迪a6等轎車均采用的是雙安全氣囊系統。3.多安全氣囊系統多安全系統是指在車上安裝了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。

(三)安全氣囊的工作原理

當車輛發生碰撞時，安全氣囊控樹模塊快速對信號做出處理，確認發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，從而通過氣囊的緩沖作用減輕乘員的傷害。基本型安全氣囊系統包含了駕駛員、乘員正面保護安全氣囊及安全帶預緊裝置。現在國內外電子式安全氣囊系統特點是由傳感器感知車輛運動情況，由MCU監控并作出判斷，判斷當前的事件是否是嚴重碰撞事件，如果是嚴重碰撞事件則驅動氣囊展開，保護駕乘人員的安全。

三、汽車安全氣囊的應用

(一)安全氣囊打開所需要的條件

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我們通常意義上所理解的車速，而是在試驗室中車輛相對剛性固定障礙物碰撞的速度，實際碰撞中汽車的速度高于試驗速度氣囊才能打開。下圖是正確引爆安全氣囊的有效范圍圖：

(二)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。據統計，配備安全氣囊的車發生正面碰撞時，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！至于來自側方及后座的碰撞，則仍有賴于安全帶的功能。

此外，氣囊爆發時的音量大約只有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下不粘在一起的潤滑粉末，對人體亦無害。

(三)安全氣囊的使用和缺點

安全氣囊分布在車內前方(正副駕駛位)，側方(車內前排和后排)和車外三個方向。在正駕駛位的氣囊裝在方向盤的中間位置，副駕駛位的安全氣囊安裝在正前方的平臺內部，在意外發生的瞬間可以有效的保護駕駛員和副駕駛位乘員的頭部和胸部，因為正面發生的猛烈碰撞會導致車輛前方大幅度的變形，而車內乘員會隨著這股猛烈的慣性向前俯沖，造成跟車內構件的相互撞擊，另外車內正駕駛位置的安全氣囊可以有效的防止在發生碰撞時方向盤頂到駕駛者的胸部，避免致命的傷害。側面氣囊系統是保護汽車遭側面碰撞以及車輛翻滾時乘員的安全一般安裝于車門上，在車輛遭到側面碰撞會導致車門嚴重變形，以至于無法開啟車門，車內乘員被困于車內，側面安全氣囊可以有效的保護車內駕乘人員來自側面撞擊導致的腰部，腹部，胸部外側，以及胳膊的傷害，保證身體上肢的活動能力和逃生能力。

安全氣囊的缺點：1.是在低速碰撞不致命情況下,由于氣囊起爆使一些近視眼帶眼鏡的人眼睛受到傷害甚至失明。2.由于氣囊是按大人身高匹配,而對于孩子來說是致命的,曾經發生過多起氣囊在碰撞起爆后將孩子頸椎折斷致死案例,為此國外已立法禁止前排乘座幼童。3.氣囊必須配合安全帶使用,否則在氣囊作用下人有被甩到車外可能。

(四)對現有安全氣囊的改進

從安全氣囊在使用過程中存在的缺陷可知，現有安全氣囊的基本設計目標是用來對付嚴重交通事故的，但在一些不太嚴重，的事故中，系統反應過度，反而會對駕乘人員施加作用過大，適得其反，造成不必要的傷害。

針對實際使用中存在的問題，我們更希望在安全氣囊展開之前，安全氣囊系統能夠精確感應汽車發生的碰撞，并按照程序來判斷碰撞事故的嚴重程度，如果碰撞級別比較低的話，只需將安全帶的預緊機構拉緊即可；如果碰撞級別比較高，需要啟動安全氣囊，則將點燃氣囊的指令傳遞給氣囊系統。這也就是要求安全氣囊系統能夠準確地感應所發生的碰撞事故；并且能模仿人腦，根據實際的碰撞程度來判別安全氣囊是否需要展開，有一定靈活性；并且能夠針對不同體形的乘員適當的調整安全氣囊。

[1]游世輝.《國內外汽車安全氣囊工作過程的計算機仿真研究的現狀與趨勢》.湖南大學學報，2000,27(4).

[2]全氣囊劉希恭.國產汽車安系統故障檢修實用手冊.

[3]徐安編.汽車安全氣囊技術發展趨向.北京：人民交通出版社.2006.

劉俊成(1996.10-)，男，四川省達州市，四川城市職業學院，研究方向汽車運用與維修。