汽车安全气囊的发展与应用

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇汽车安全气囊的发展与应用范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

随着高速公路的发展和汽车性能的提高，汽车的行驶速度越来越快，特别是由于汽车拥有量的迅速增加，交通越来越拥挤等诸多因素导致近年来汽车安全事故的损失逐年上升。所以，汽车的安全性就变得尤为重要。汽车的安全性分为主动安全和被动安全两种。主动安全是指汽车防止发生事故的能力，主要有防抱死系统，制动力分配系统等。被动安全是指在万一发生事故的情况下汽车上的配置保护乘员的能力。目前主要有安全带、安全气垫 、防撞式车身和安全气囊防护系统( Airbag Restraint System以下简称为：安全气囊）等。

关键词：汽车被动安全辅助约束系统安全气囊

中图分类号： F407 文献标识码： A

一、汽车安全的概述

汽车的安全性分为两大类，一类叫做“主动安全性”，又称“积极安全性”。重点是将车轮悬架、制动和转向的性能调教到最好的程度，尽量提高汽车行驶的稳定性和舒服性，减少行车时所产生的偏差。例如安装制动防抱死装置（Antilock Braking System）以提高制动性能防止甩尾现象，安装驱动防滑装置（Acceleration Slip Regulation）防止汽车产生侧滑，采用转向动力辅助减轻驾驶者的疲劳程度，采用新式光源提高照明射程，等等。另一类叫做“被动安全性”，又称“消极安全性”，顾名思义就是一旦事故发生时，汽车保护内部乘员及外部人员的安全程度。

安全带和安全气囊就属于汽车乘员“被动安全性保护装置”。其中安全带在被动保护过程中起主要作用，而安全气囊属于“辅助约束系统”（Supplemental Restraint System），即SRS。它的作用是弥补佩带安全带仍不能保护的汽车乘员头部、脸部和胸部。

二、安全气囊的发展

安全气囊的使用已有近30年的历史，它对减少撞车伤亡有不可替代的作用。美国“高速公路安全保险机构”的报告指出，装有安全气囊的汽车在撞车时，死亡人数减少了23％。新泽西某一医院整形外科在4年时间里对2300起事故作了研究后认为，配有安全带和安全气囊的驾驶员在车祸中面部受伤减少了75％，而这主要是安全气囊的功劳。可见，安全气囊能够在交通事故中起到很大的保护作用。

三、安全气囊的组成及工作原理

3.1 控制系统的组成

汽车安全气囊控制系统是由传感器和电子控制器所组成，如下图：

其中比较常见的传感器有电子传感器，机电式传感器，机械式传感器，新型传感器，中央传感器和安全传感器六种类型。

3.2安全气囊的工作过程

由于车辆型号和安全气囊的种类不同，安全气囊的工作过程受到多种外界因素的影响。但是其工作过程大体上是相同的。

安全气囊的作用过程如下：碰撞碰撞传感器电子控制器（电脉冲）气体发生器气囊展开乘员保护。汽车发生正面碰撞时驾驶员的安全气囊展开过程如下图所示

汽车正面碰撞时安全气囊发生作用的过程示意图

一般来说，车辆的轻微碰撞不会使气囊打开。只有在车辆正面一定角度范围内碰撞才能使气囊打开。从理论上讲，只有车辆的正前方左右大约60°之间位置撞击在固定的物体上，速度高于30KM/h，这时安全气囊才可能打开。

需要强调的是：安全气囊只是起到辅助作用。在不系安全带的情况下安全气囊不但不能对乘员起到防护作用，还会对乘员有严重的杀伤力。安全气囊的爆发力是惊人的，足以击断驾驶者的颈椎。因此，系好安全带是安全气囊发挥保护作用的一个重要条件。

3.3安全气囊的正确使用

安全气囊是一种一次性的安全防护装置，使用时应注意：安全气囊必须和安全带配合使用；注意日常检查，及时排除安全气囊的故障。安全气囊装置的部件应妥善保管，不要让它承受85℃以上的高温，以免造成安全气囊误打开。安全气囊传感器等部件对碰撞和冲击很敏感，因此应尽量避免碰撞和冲击，以免造成安全气囊不必要的突然展开。

3.4安全气囊的缺陷

安全气囊作为提高汽车安全性的有效措施之一越来越受到人们的重视。世界各国都投人大量的人力物力致力予安全气囊的开发，在一些实际的碰撞事故中证明安全气囊确实具有降低乘员伤亡的功效，但也发现了其存在的一些问题和缺陷。

1、气囊可能在很低的车速时打开。汽车在很低车速行驶而发生碰撞事故时，乘员和驾驶员系上安全带即可，完全不需要安全气囊展开起保护作用。如果这时展开气囊反而会造成不必要的浪费，甚至还可能因安全气囊的展开加重碰撞伤害。

2、气囊的启动会对乘员造成伤害。安全气囊系统启动时将冲开气囊盖板，并且在瞬间展开充气，很可能对乘员造成冲击；产生的灼热气体也会灼伤乘员和驾驶员。

3、当乘客偏离座位或座位上无人或儿童乘坐时，气囊系统的启动不仅起不到应有的保护作用，还可能会对乘员造成一定的伤害。

四、汽车安全气囊的发展趋势

汽车安全系统是汽车电子领域增长最快的一部分。汽车的安全设计在整车设计中所占的比例也越来越大。安全气囊有效地减小了在汽车碰撞事故中乘员的伤亡，它的保护效果在汽车安全研究领域得到广泛的认识和高度重视。随着汽车安全气囊的普遍推广应用，安全气囊系统的各关键技术环节均成为汽车安全研究领域的重点。

当前安全气囊新技术的开发研究可以概括为向着气囊的智能化、绿色环保化、虚拟技术化、小型\轻型化、保护全方位化等方向发展。

（1）智能化

智能化安全气囊是在普通安全气囊的基础上增设传感器和与之相配套的计算机软件而制成。其重量传感器能根据重量感知乘客是大人还是儿童，其红外线传感器能根据热量探测座椅上是人还是物，其超声波传感器能探明乘员的存在和位置等。计算机软件则能根据乘客的身体、体重、所处位置和是否系安全带以及汽车碰撞速度及撞击程度等，及时调整气囊的膨胀时机、速度和程度，使安全气囊对乘客提供最合理有效的保护。这种气囊系统能够在汽车碰撞的一瞬间，根据碰撞条件和乘员状况来调节气囊的工作性能。它解决了安全气囊膨胀过快而对乘客造成的挤压伤害问题。

（2）绿色环保化

目前汽车安全气囊中普遍使用了迭叠化钠。迭氮化钠是一种有毒物质，其毒性是砷的近30倍。此外，从安全角度讲，迭氮化钠在被激活后释放的气体冲起气囊的同时，还会生成固态的钠，钠的化学性质非常活泼，特别是在与水接触时可以直接燃烧。因而，避免使用有潜在危险和有毒性的含钠物质，采用新型气体发生技术，是汽车安全气囊发展的一个方向。今后，车辆安全气囊中的迭氮化钠将由推进剂代替，避免使用存在潜在危险和有毒性的含钠物质。如TRW公司采用非叠氮化合物的推进剂作动力，替代了原来安全气囊所用的固体氮化合物。

（3）虚拟技术化

采用计算机模拟的“虚拟技术”方式替代轿车实物碰撞。由计算机进行“虚拟试验”，从而一方面减少人力、物力、财力的消耗；另一方面也加快了产品的开发周期。计算机进行模拟碰撞试验时，一方面测算轿车的设计对减少驾驶员和乘客受伤的风险能起多少作用，另一方面研究轿车受撞变形的方式，以及安全带和安全气囊之类防护系统应如何设计，才能达到最佳的防护效果。

（4）小型、轻型化

安全气囊总成将采用体积小的新型气体发生器，它采用压缩气体的混合式气体发生器及采用有机气体的纯气体式气体发生器。另外，安全气囊作为一个高度集成化的系统和模块，可以提供高度紧凑型的乘员正面保护，使方向盘既美观简洁，又有足够的空间来集成更多的控制系统。

（5）保护全方位化

安全气囊不再仅局限于保护驾驶员与前座乘员。现代汽车还将采用窗帘一般的侧气囊，这样即使是侧面被撞，车内乘员的安全也能得到充分的保证。如：侧翼气囊，它是置于车门两侧及车顶的气囊装置，当侧面撞击发生的刹那，发生器为气囊充满氮气。它还可以在撞击发生的关键瞬间，自始至终地保护着人体的上身。

结论

综上所述，我们可以清楚看到安全气囊在整个汽车的安全系统中的重要作用，安全气囊的工作状况的好坏直接影响驾乘的安全。汽车安全气囊作为一种设想提出来后到今天成为必需的安全装备在汽车上广泛应用已经过了整整半个世纪的历程。安全气囊的研究还在继续创新，安全气囊的新技术还在不断被开发。