淺談汽車安全氣囊系統的應用

吳敏

摘要：安全氣囊系統是一種被動安全性（見汽車安全性能）的保護系統，它與座椅安全帶配合使用，可以為乘員提供有效的防撞保護。

關鍵詞：汽車;安全氣囊;系統

一、安全氣囊的啟動條件

為了保證安全氣囊在適當的時候打開，汽車生產廠家都規定了氣囊的起爆條件，只有滿足了這些條件，氣囊才會起爆。雖然在一些交通事故中，車內乘員碰得頭破血流，甚至出現生命危險，車輛接近報廢，但是如果達不到安全氣囊起爆的條件，氣囊還是不會打開。

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°之間的位置撞擊在固定的物體上，速度高于30km/h，安全氣囊才可能打開。這里所說的速度不是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苦實際碰撞中。汽車的速度高于試驗速度氣囊才能打開。

二、安全氣囊的利弊

1）??? 安全氣囊的有效防護

安全氣囊可將撞擊力均勻地分布在乘員的頭部和胸部，防止脆弱的人體與車身發生直接碰撞，大大減少受傷的可能性。安全氣囊在遭受正面撞擊時，的確能有效保護乘員，即使未系上安全帶，安全氣囊仍足以有效降低傷害。據統計，配備安全氣囊的車發生正面碰撞時，可降低乘員受傷的程度高達64%，甚至在其中有80%的乘員未系上安全帶！至于來自側方及后方的碰撞，則仍有賴于安全帶的功能。此外，安全氣囊起爆時的音量大約只有130dB，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黏在一起的潤滑粉末，對人體也無害。

2）??? 安全氣囊的弊端

安全氣囊同樣也有它不安全的一面。據計算，若汽車以60km的時速行駛，突然的撞擊會令車輛在0.2s之內停下，而安全氣囊則會以大約300km/h的速度彈出，而由此所產生的撞擊力約有180kg，頭部、頸部等人體較脆弱的部位很難承受。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”。安全氣囊的弊端主要體現在以下幾個方面：

（1）?? 安全氣囊可能在車速很低時打開。汽車在低速行駛而發生碰撞事故時，乘員和駕駛員系上安全帶即可，完全不需要安全氣囊展開起保護作用。如果這時展開安全氣囊反而會造成不必要的浪費，甚至還可能因安全氣囊的展開而加重碰撞傷害。

（2）?? 安全氣囊的啟動會對乘員造成傷害。安全氣囊啟動時將沖開氣囊蓋板，并且在瞬間展開充氣，這很可能對乘員造成沖擊;產生的灼熱氣體也可能灼傷乘員和駕駛員。

（3）?? 當乘員偏離座位或座位上無人或有兒童乘坐時，安全氣囊的啟動不僅起不到應有的保護作用，還可能對乘員造成一定的傷害。

三、安全氣囊的改良

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：若碰撞級別較低，則只需將安全帶的預緊機構拉緊即可;若碰撞級別較高，才啟動安全氣囊。這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，并且能智能地根據實際的碰撞程度來靈活判別安全氣囊是否需要展開，并且能夠針對不同體型的乘員適當地調整安全氣囊。

安全氣囊系統通過裝用磁電式傳感器、智能化控制系統、乘員探測系統、多元化的氣體發生器進行系統的改良。

1）磁電式傳感器

傳感器的觸發方式通常有開關式、純機械式、單點電子式、側撞式、應變式等。國際上對汽車安全氣囊系統的傳感器觸發方式也沒有一個統一的標準，不僅因為其種類繁多，而且裝于車身上不同位置的傳感器觸發方式也不同。為使傳感器能夠方便地安裝在各個需要的感應部位，使其能夠正確、適時地感應碰撞，可選用磁電式傳感器。

2）??? 智能化控制系統

對安全氣囊控制系統的要求是準確判斷事故的碰撞強度，控制氣囊的展開與否。針對安全氣囊在使用中的缺陷，必須進一步提高控制系統的靈活性、準確性，為此可以采用智能化控制系統。

智能化控制系統一般由兩部分組成，即硬件部分和軟件部分。硬件部分主要由車載部分的電子控制單元（包括單片機、傳感器、點火電路等）和地面部分（包括串行通信電路、計算機系統等）組成;軟件部分主要由單片機和PC程序組成。智能化控制系統框圖如圖1所示。

3）??? 乘員探測系統

針對安全氣囊不能對不同的乘員做出相應的保護，可在乘員座位上安裝一個乘員探測系統，對車座上是否有人、乘員的體型大小，以及就座時偏離正中情況進行探測。即相當于專門安裝一個傳感器，探測乘員的乘坐信息，并傳遞給控制中心。如果發生碰撞，控制中心在對各種傳感器信息進行判斷的同時，綜合考慮乘員探測系統探測所得的乘員乘坐信息，這樣安全氣囊系統就可以針對駕駛員或乘員的乘坐情況適時、適量展開氣囊，有效避免人員傷亡。

四、安全氣囊的使用注意事項

安全氣囊是一次性產品。安全氣囊在碰撞引爆后，就不再具有保護能力，每個安全氣囊只能使用一次，引爆后須回維修廠家重新更換一個新的。因車型不同，安全氣囊的價格也不相同。重新安裝一套安全氣囊系統（包括感應系統和控制器）需要5000～10000元。因重配花費較多，故在使用時要注意以下事項：

（1）?? 安全氣囊必須與安全帶一起使用。如果不系好安全帶，即使有安全氣囊，在碰撞時也可能造成嚴重傷害甚至死亡

（2）?? 注意不要在安全氣囊的前方、上方或近處放置物品。因為安全氣囊在緊急狀況下引爆時，放置在安全氣囊前方、上方或近處的物品會被拋射出去，從而傷害乘員。

（3）?? 要保證安全氣囊真正起到安全作用，駕乘人員一定要養成良好的駕乘習慣，保證胸部與轉向盤保持一定距離。兒童使用安全氣囊時更要注意，很多安全氣囊都是針對成年人而設計的，包括安全氣囊在車內的位置、高度等。安全氣囊在充氣時可能給前排兒童造成傷害，建議把兒童安排在后排中間位置，并固定好。

（4）?? 避免高溫。安全氣囊裝置的部件應妥善保管，不要讓它在85℃以上的高溫環境下長期放置。