安全氣囊是什么

　　全氣囊的奔馳S級轎車駛下生產線已25年了。據美國國家公路安全管理部門(NHTSA)的統計，在美國的交通事故當中，安全氣囊已保護了 約14 200人的生命，你知道安全氣囊的由來嗎?下面就讓學習啦小編來為大家介紹一下吧，希望大家喜歡。

　　安全氣囊

　　安全氣囊，設置在車內前方(正副駕駛位)，側方(車內前排和后排)和車頂三個方向。安全氣囊由三部分組成：氣囊、傳感器和充氣系統。安全氣囊的功能是當車輛發(fā)生碰撞事故時減輕乘員的傷害程度，避免乘員發(fā)生二次碰撞，或車輛發(fā)生翻滾等危險情況下被拋離座位。如果發(fā)生碰撞，充氣系統可在不到十分之一秒的時間內迅速充氣，氣囊在膨脹時將沖出方向盤或儀表盤。從而使車內人員免受正向碰撞所產生作用力的沖擊，大約在一秒鐘后，氣囊就會收縮(氣囊上有許多小孔)，因此不會妨礙車內人員的行動。

　　安全氣囊簡介

　　安全氣囊安全氣囊，設置在車內前方(正副駕駛位)，側方(車內前排和后排)和車頂三個方向。裝有安全氣囊系統的容器外部都印有Supplemental Inflatable Restraint System，簡稱SRS)的字樣，直譯成中文為“輔助可充氣約束系統”。

　　安全氣囊由三部分組成;首先是氣囊自身，它由薄薄的尼龍纖維制成，折疊在方向盤或儀表盤中;然后是告知氣囊充氣的傳感器，傳感器可檢測到相當于以16-24公里/小時的速度撞擊墻壁的沖撞力;最后是充氣系統，安全氣囊實際上由與固體火箭助推器類似的系統進行充氣，疊氮化鈉(NaN3) 和硝酸鉀(KNO3) 迅速發(fā)生反應，生成大量的熱氮氣，此氣體將為氣囊充氣，氣囊在膨脹時將沖出方向盤或儀表盤。

　　安全氣囊是安全氣囊系統一個輔助保護設備，它是用帶橡膠襯里的特種織物尼龍制成，工作時用無害的氮氣填充。在發(fā)生碰撞時，安全氣囊充氣大約需要0.03秒。非?？斓某錃馑俣葘Υ_保當乘客的身體被安全帶束縛不動而頭部仍然向前行進時，安全氣囊能及時到位。在頭部碰到安全氣囊時，安全氣囊通過氣囊表面的氣孔開始排氣。氣體的排出有一定的速率，確保讓人的身體部位緩慢地減速。由于安全氣囊彈開充氣的速度可高達320公里/小時，碰撞時如果人的乘坐姿勢不正確，將給人帶來嚴重的傷害。

　　安全氣囊發(fā)展

　　安全氣囊使用安全氣囊來保護汽車乘員的想法最先產生于美國。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8月，赫特里克首次提出了“汽車用安全氣囊防護裝置”，并在美國獲得了 “汽車緩沖安全裝置”專利。但是，由于當時技術水平的限制，還不能把這種想法或專利付諸實現。1966年，梅塞德斯-奔馳公司開始研發(fā)安全氣囊裝置，梅塞 德斯的工程師們首先發(fā)明了碰撞傳感器以及氣體發(fā)生裝置，讓安全氣囊能夠在30毫秒內膨脹展開，他們還研制出了抗撕裂的氣囊織物材料，改善了氣囊的膨脹特 性，最終，把整個裝置設計安裝在汽車的方向盤中。

　　在大約250次真車撞擊試驗，2 500次的臺架試驗，以及超過700萬km的車輛路試之后，在1980年12月，同預張緊安全帶一起，安全氣囊被安裝在了當時的奔馳S級轎車上。而從 1985年起，奔馳在全部供應美國市場的汽車上都有安裝了這種安全系統。到了1991年，差不多有28%的奔馳轎車都裝備了駕駛員安全氣囊，從最早裝備安 全氣囊的奔馳S級轎車駛下生產線已25年了。據美國國家公路安全管理部門(NHTSA)的統計，在美國的交通事故當中，安全氣囊已保護了 約14 200人的生命，而在德國，自1990年以來，安全氣囊阻止了2 500例發(fā)生重大傷害的交通事故。據統計，安全氣囊在嚴重的碰撞事故當中能夠保護約三分之一的人員生還，另外，六分之一的駕駛員或前排乘客能夠在碰撞中得 到安全氣囊的保護而被拯救。安全氣囊的使用明顯提高了汽車的被動安全性。

　　奔馳公司作為最早安裝安全氣囊的廠家，已經在其制造的12 00萬輛車上都裝備了安全氣囊。1992年，安全氣囊就已經作為奔馳轎車一項標準配置。梅塞德斯的工程師們仍致力于研究改進安全氣囊的技術，包括 側面安全氣囊系統以及在事故中能夠更好地做出響應的氣囊控制系統。

　　安全氣囊的使用明顯提高了汽車的被動安全性。據資料統計，由于安全氣囊在北美的廣泛使用，使事 故死亡率減少了12%，而且在安全氣囊保護下人體的受傷程度也有所減輕。

　　安全氣囊另一方面，雖然由尼龍或聚脂纖維布料等制成的氣囊質量不大，但瞬間展開的速度卻高達 200km/h以上，這一沖擊速度對人體而言并非一個小數目，根據美國國家公路安全管理部門的統計數據，安全氣囊在碰撞交通事故中每挽救100名乘員生命 的同時，也因氣囊的不適當展開及乘員的不正確乘坐位置和坐姿，不幸導致57名乘員失去了生命。

　　在未來的幾年當中，安全氣囊仍然會在汽車安全設備中扮演重要的角色。工程師們在尋找的能夠對可 能發(fā)生的事故和汽車駕駛者進行自動調整的主動安全系統的可能性，新型智能化安全氣囊的開發(fā)對新技術提出了更高的要求。當駕駛員相對方向盤氣囊襯蓋的距離小于10cm時，在20～30毫秒內爆炸展開的氣囊會給駕駛員致命的沖擊傷害。 而副駕駛座上的成員如果沒有保持合適的坐姿，在碰撞中導致受傷的可能性也會大大增加。

　　安全氣囊出現了兩種發(fā)展趨勢，美國和日本的汽車公司正在努力增大氣囊尺寸來保護乘員。而 歐洲一些汽車制造公司，如奔馳、寶馬和沃爾沃等則認為，安全氣囊本身決不是保障乘員的靈丹妙藥，它必須在一個統一的汽車被動安全系統中才能有效地發(fā)揮作 用，在這個系統中，一定要具備緊縮式安全帶、結構可靠的座椅、兒童專用座椅和一系列其它部件。而且，最好在車身結構設計開始時就考慮到這個安全系統所有必 須的組成部件的安裝。

　　未來安全氣囊的智能化發(fā)展，還包括集成了先進的傳感器技術和信息處理系統，它們在事故發(fā)生的短 暫時間內能夠提供可靠的碰撞環(huán)境方面的信息。這些信息包括汽車碰撞的劇烈程度、碰撞的形式(正碰撞或側碰撞等)、乘員的身材、體重、乘坐位置和乘坐姿態(tài)， 以及乘員是否系有安全帶等等。智能安全氣囊系統根據探測到的信息，通過其電子控制系統的計算分析，決定安全氣囊何時及以何種程度展開，從而對乘員提供最優(yōu) 化的保護。

　　安全氣囊趨勢

　　安全氣囊隨著科技的發(fā)展和人們對汽車安全重視程度的提高，汽車安全技術中的安全氣囊技術也發(fā)展得很快，智能化、多安全氣囊是今后整體安全氣囊系統發(fā)展的必然趨勢。

　　新的技術可以更好地識別乘客類型，采取不同的保護措施。系統采用重量、紅外、超聲波等傳感器來判斷乘客與儀表板遠近、重量、身高等因素，進而在碰撞時判斷是否點爆氣囊、采用1級點火還是多級點火、點爆力有多大，并與安全帶形成總體控制。通過傳感器，氣囊系統還可以判斷出車輛當前經歷的碰撞形式，是正面碰撞還是角度碰撞，側面碰撞還是整車的翻滾運動，以便驅動車身不同位置的氣囊，形成對乘客的最佳保護。

　　網絡技術的應用也是安全氣囊系統的發(fā)展方向。在汽車網絡中，有一種應用面比較窄，但是非常重要的網絡即Safe-By-Wire。 Safe-By-Wire是專門用于汽車安全氣囊系統的總線，Safe-By-Wire技術旨在通過綜合運用多個傳感器和控制器來實現安全氣囊系統的細微控制。Safe-By-Wire Plus總線標準是由汽車電子供應商和部件供應商如飛利浦、德爾福等公司提出。與整車系統常用的CAN、FlexRay等總線相比，Safe-By-Wire的優(yōu)勢在于它是專門面向安全氣囊系統的汽車LAN接口標準。為了保證系統在汽車出事故時也不受破壞，Safe-By-Wire中嵌入有多重保護功能。比如說，即使線路發(fā)生短路，安全氣囊系統也不會因出錯而起動。Safe-By-Wire技術會在汽車安全氣囊系統中獲得廣泛的應用。

　　安全氣囊的使用

　　駕駛者應將座位盡量向后移，以便有足夠空間使安全氣囊在發(fā)生意外擴張后充分發(fā)揮其保護作用。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歲以下的小孩應坐在汽車的后排，并扣上安全帶。體重不超過18公斤的幼孩應放在配有幼孩座椅裝置的后排座位，并扣上安全帶。

　　在一些高檔車中像以安全性著稱的，瑞典的沃爾沃轎車在它的旗艦車型中全車配備了6個氣囊和18個氣簾，分別位于車內前排正副駕駛位，前后車門兩側各兩個，18個氣簾分布在前后擋風玻璃處，側面視窗處，對來自各個方向的撞擊提供最有效的保護。

　　安全氣囊原理

　 汽車行駛過程中，傳感器系統不斷向控制裝置發(fā)送速度變化(或加速度)信息，由控制裝置(中央控制器)對這些信息加以分析判斷，如果所測的加速度、速度變化量或其它指標超過預定值(即真正發(fā)生了碰撞)，則控制裝置向氣體發(fā)生器發(fā)出點火命令或傳感器直接控制點火，點火后發(fā)生爆炸反應，產生N2或將儲氣罐中壓縮氮氣釋放出來充滿碰撞氣袋。乘員與氣袋接觸時，通過氣袋上排氣孔的阻尼吸收碰撞能量，達到保護乘員的目的。

　　汽車的安全氣囊內有疊氮化鈉(NaN3)與硝酸銨(NH4NO3)等物質。當汽車在高速行駛中受到猛烈撞擊時，這些物質會迅速發(fā)生分解反應，產生大量氣體，充滿氣囊。疊氮化鈉分解產生氮氣和固態(tài)鈉，硝酸銨作為氧化劑參與。

　　新型安全氣囊加入了可分級充氣或釋放壓力的裝置，以防止一次突然點爆產生的巨大壓力對人頭部產生的傷害，特別在乘客未佩戴安全帶的時候，可導致生命危險。具體形式有：

　　1.分級點爆裝置，即氣體發(fā)生器分兩級點爆，第一級產生約40%的氣體容積，遠低于最大壓力，對人頭部移動產生緩沖作用，第二級點爆產生剩余氣體，并且達到最大壓力。總的來說，兩級點爆的最大壓力小于單級點爆。這種形式，壓力逐步增加。

　　2.分級釋放壓力方式，囊袋上開有泄壓孔或可調節(jié)壓力的孔，分為完全憑借氣體壓力頂開的方式或電腦控制的拉片Tether。這種方式，一開始壓力達到設定極限，然后瞬時釋放壓力，以避免過大傷害。[1]

　　安全氣囊前提

　　為了保證安全氣囊在適當的時候打開，汽車生產廠家都規(guī)定了氣囊的起爆條件，只有滿足了這些條件，氣囊才會爆炸。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爆炸的條件，氣囊還是不會打開。

　　安全氣囊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。

　　汽車發(fā)生碰撞時的主要受力部位是保險杠和車身縱梁，為了緩沖碰撞時的沖擊力，車身前部大都設計有碰撞緩沖區(qū)，而且車身的剛度分布也是不均勻的。在一些事故中，例如當轎車與沒有后部防護裝置的卡車發(fā)生鉆入性追尾事故，或轎車碰撞護欄后發(fā)生翻車事故，或發(fā)生車身側面碰撞等，這樣的事故往往沒有車身前部的直接撞擊，主要是車身上部和側面發(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，造成了車內乘員受傷或死亡，但是由于碰撞部位不對，有時候氣囊并不能打開。尤其是在側向碰撞中，如未配置側安全氣囊，主副安全氣囊由于不能達到起爆條件不能引爆，很容易對乘車人員造成致命傷害。

　　安全氣囊使用

　　優(yōu)勢

　　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(fā)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(fā)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(tài)下不粘在一起的潤滑粉末，對人體亦無害。

　　缺陷

　　安全氣囊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0.2秒之內停下，而氣囊則會以大約300km/h的速度彈出，而由此所產生的撞擊力約有180公斤，這對于頭部、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，就有可能釀出一場“悲劇”。

　　1.氣囊可能在很低的車速時打開。汽車在很低車速行駛而發(fā)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加重碰撞傷害。

　　2.氣囊的啟動會對乘員造成傷害。安全氣囊系統啟動時將沖開氣囊蓋板，并且在瞬間展開充氣，很可能對乘員造成沖擊;產生的灼熱氣體也會灼傷乘員和駕駛員。

　　3.當乘客偏離座位或座位上無人或兒童乘坐時，氣囊系統的啟動不僅起不到應有的保護作用，還可能會對乘員造成一定的傷害。