汽车安全气囊的发展与应用-正文

汽车安全气囊的发展与应用 烟台汽车工程职业学院毕业论文

工程系碰撞实验室对浙江宁波美日汽车制造有限公司生产的美日MR6370A型经济轿车进行安全气囊碰撞实验，结果表明这种汽车完全符合国家规定的安全标准；2000年9月，上汽大众汽车推出的豪华型帕萨特1.8T新款轿车，该车配置了双安全气囊；2000年12月19日红旗世纪星（CA7202E3）双侧电子式安全气囊，在长春国家汽车质量监督检验中心进行实车匹配试验获得成功。而我国机动车碰撞保护法规CMVDR 294，也已于2000年1月1日正式颁布实施，今后安全气囊将大量应用在汽车上。我国汽车安全气囊已进入实施阶段，国家将对此进行法规配套和政策支持。今后，安全气囊将作为我国汽车产品上市的必备配置。据调查，2009年前排乘客侧面保护气囊的安装率将会是2006年的2倍，侧气帘的安装率将是2006年的4倍。根据有关人士预测，几年内，国内汽车安全产品市场将迅速进入成熟期。

3.5 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。汽车安全性分为主动安全和被动安全两种，主动安全系统旨在提高车辆行驶的稳定性，防范事故于未然。被动安全系统是事故发生后开始起作用，以减缓事故严重程度。汽车安全气囊属于被动安全系统。我国2000年实施了CMVDR 294《关于正面碰撞乘员保护的设计规则》，该法规等效于欧洲ECER94 法规。最近，我国的侧面碰撞法规已经开始实施，这将对我国车辆的碰撞安全性能和驾乘人员保护系统提出更高的要求。汽车安全法规体系的不断完善，将带动中国汽车电子市场的发展。

随着科技的发展和人们对汽车安全重视程度的提高，汽车安全技术中的安全气囊技术近年来也发展得很快。智能化、多安全气囊是今后整体安全气囊系统发展的必然趋势。

新的技术可以更好地识别乘客类型，采取不同的保护措施。系统采用重量、红外、超声波等传感器来判断乘客与仪表板远近、重量、身高等因素，进而在碰撞时判断是否点爆气囊、采用1 级点火还是多级点火、点爆力有多大，并与安全带形成总体控制。通过传感器，气囊系统还可以判断出车辆当前经历的碰撞形式，是正面碰撞还是角度碰撞，侧面碰撞还是整车的翻滚运动，以便引爆车

身不同位置的气囊，形成对乘客的最佳保护。网络技术的应用也是安全气囊系统的发展方向。

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、虚拟技术化等方向发展。

（1）智能化

随着电子信息技术的飞速发展，形形色色的智能技术在汽车上得到推广应用，智能化安全气囊就是其中之一。它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

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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。杰戈娃汽车公司生产的轿车座椅上还装有一种德尔福传感器公司开发的乘客体重传感器和一个皮带扣夹张紧传感器，可以指示乘客的体重和身材。

这种传感器还可以指示出乘客是否使用了安全带。整个传感器系统将由神经网络控制。为保证精确地确定乘客的位置，采用了4个超声波传感器：来自这些传感器的信息输送给神经网络，然后计算出乘客的体重和位置、衣服穿戴的类型等。还能确定他们的精确位置，身体向后仰还是向前倾。控制系统和传统的进行数字信号处理的微处理器结合使用。该系统提供两种膨胀的速度，采用了TRW公司开发的2级安全气囊充气装置，由控制系统决定是否起动安全气囊。例如，如果乘客的身驱支靠着仪表板，则不启动安全气囊。如果需要展开安全气囊，一级和二级充气装置都将启动。这种新安全气囊的其中一个优点，是比普通气囊展开的次数少。

（2）绿色环保化

目前汽车安全气囊中普遍使用了迭叠化钠。从环保和人体健康角度讲，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，使之符合环境保护的要求，是汽车安全气囊发展的一个方向。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；有采用空气和氢的混合物的安全气囊，氢燃烧后产生的热气体，能以很快的速度充满安全气囊；也有其他采用氦气其膨胀的新型安全气囊系统。

另外，最近法国地区发展规划和环境部建议，抓紧对汽车安全气囊进行技术改造，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。而推进剂是火箭所使用的燃料，在特定条件下，它可以释放出强大的能量。

（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。它由一台超级计算机进行“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。超级计算机位于一间配有精密气候调控系统的机房中，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。而各种运算都是以现实交通中发生的同类事故为依据进行的。

（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，德尔福传感器公司将推出了世界上最小的安全气囊模块，使方向盘既美观简洁，又有足够的空间来集成更多的控

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制系统。德尔福的技术可以提供高度紧凑型的乘员正面保护安全气囊，而且气囊系统的盖板与方向盘的接缝非常细小，几乎看不出来；安装的位置也比较独特，且方向盘看上去更漂亮。

（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。现代汽车还将采用了窗帘一般的侧气囊，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。来自侧翼撞击的力量必须足够大时才能触发气囊充气，仅是踢踹或撞击产生的能量还不足以造成气囊装置的触发。当侧面撞击发生时，撞击力虽被分散，但还有一部分由车门传至装有传感器的座椅上，就在门与传感器接触的刹那，火焰推动两个气体发生器，以高达每秒2000米的速度，差不多是七倍的音速为气囊充满氮气。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。

正在研制的此型保护气囊还有以下5种：

(1)安装在转向盘下方膝垫部位的安全气囊可保护下脚正碰撞中免受伤害。 (2)安装在制动踏板下的安全气囊以保护脚和踝关节在正碰撞中免受伤害。 (3)安装在前座椅靠背上的安全气囊以保护后座乘员。 (4)安装在汽车发动机罩下的安全气囊，保护行人。

(5)安装在前挡风玻璃边框的安全气囊以减少行人在汽车碰撞事故中头部的损伤。

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第四章 安全气囊的应用

安全气囊属于烟火类（PTI）器材，无论是装配、储存、使用以及运输，都必须按照有关易燃、易爆危险品的“爆破器材法”的规定来处理。

4.1.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，不允许在装车后进行任何试验。汽车若无碰撞事故正常行驶长达10年时，应更换新的安全气囊系统。使用时应注意：

（1）安全气囊必须和安全带配合使用。安全气囊属于辅助防撞安全装置，只有和安全带配合使用，才能获得满意的效果，所以驾驶员和乘员在汽车运行时必须系好安全带。

（2）注意日常检查。主要检查各碰撞传感器的固定是否牢固，搭铁线部位是否清洁、连接是否可靠，方向盘转动时是否有卡滞现象，以判断方向盘内的SRS螺旋电缆是否完好。起动车辆时特别要注意观察SRS报警灯是否自动熄灭，如果接通点火开关6s后，它依然闪烁或长亮不熄，则表示SRS系统有故障。在运行过程中，如果指示灯闪烁5min后长亮，也表示SRS系统出现故障。

（3）及时排除安全气囊的故障，否则会产生两种严重后果。一种是当汽车发生严重碰撞，需要安全气囊展开起保护作用时，它却不能工作。另一种是在汽车正常运行，安全气囊不应工作时，它却突然膨胀展开，给驾驶员和乘员造成不应有的意外伤害，甚至发生安全事故。

（4）避免高温。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。

（5）避免意外磕碰和振动。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。

（6）不要擅自改变安全气囊系统及其周边布置。不能擅自改动系统的线路和组件及更改保险杠和车辆前面部分结构。在方向盘和乘员侧气囊部位不可粘贴任何装饰品和胶条，以防影响气囊的爆开。

（7）乘员尽量坐后排。儿童和身材矮小的乘员在乘坐有安全气囊的车辆时应尽量坐后排，因气囊对他们的保护效果并不理想。

（8）严格按规范保管安全气囊系统元器件。安全气囊系统中有火药、传爆管等易燃易爆物品，必须严格按规范运输、保管，否则将会造成严重后果。

4.2安全气囊的检修，储存和运输

1.检修

安全气囊应注意日常的检修。安全气囊的一般检查，应按故障代码显示的故障进行检修，可以由驾驶员或专业修理工严格按照维修手册操作规程进行。不允许非专业人员对安全气囊系统进行拆开和检修。

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