安全气囊是什么

安全气囊是什么

　　全气囊的奔驰S级轿车驶下生产线已25年了。据美国国家公路安全管理部门(NHTSA)的统计，在美国的交通事故当中，安全气囊已保护了 约14 200人的生命，你知道安全气囊的由来吗?下面就让学习啦小编来为大家介绍一下吧，希望大家喜欢。

　　安全气囊

　　安全气囊，设置在车内前方(正副驾驶位)，侧方(车内前排和后排)和车顶三个方向。安全气囊由三部分组成：气囊、传感器和充气系统。安全气囊的功能是当车辆发生碰撞事故时减轻乘员的伤害程度，避免乘员发生二次碰撞，或车辆发生翻滚等危险情况下被抛离座位。如果发生碰撞，充气系统可在不到十分之一秒的时间内迅速充气，气囊在膨胀时将冲出方向盘或仪表盘。从而使车内人员免受正向碰撞所产生作用力的冲击，大约在一秒钟后，气囊就会收缩(气囊上有许多小孔)，因此不会妨碍车内人员的行动。

　　安全气囊简介

　　安全气囊安全气囊，设置在车内前方(正副驾驶位)，侧方(车内前排和后排)和车顶三个方向。装有安全气囊系统的容器外部都印有Supplemental Inflatable Restraint System，简称SRS)的字样，直译成中文为“辅助可充气约束系统”。

　　安全气囊由三部分组成;首先是气囊自身，它由薄薄的尼龙纤维制成，折叠在方向盘或仪表盘中;然后是告知气囊充气的传感器，传感器可检测到相当于以16-24公里/小时的速度撞击墙壁的冲撞力;最后是充气系统，安全气囊实际上由与固体火箭助推器类似的系统进行充气，叠氮化钠(NaN3) 和硝酸钾(KNO3) 迅速发生反应，生成大量的热氮气，此气体将为气囊充气，气囊在膨胀时将冲出方向盘或仪表盘。

　　安全气囊是安全气囊系统一个辅助保护设备，它是用带橡胶衬里的特种织物尼龙制成，工作时用无害的氮气填充。在发生碰撞时，安全气囊充气大约需要0.03秒。非常快的充气速度对确保当乘客的身体被安全带束缚不动而头部仍然向前行进时，安全气囊能及时到位。在头部碰到安全气囊时，安全气囊通过气囊表面的气孔开始排气。气体的排出有一定的速率，确保让人的身体部位缓慢地减速。由于安全气囊弹开充气的速度可高达320公里/小时，碰撞时如果人的乘坐姿势不正确，将给人带来严重的伤害。

　　安全气囊发展

　　安全气囊使用安全气囊来保护汽车乘员的想法最先产生于美国。1952年，美国汽车生产者联合会在理论上阐述了这样 一种汽车安全系统的必要性，几乎同时，这种系统的原理图也绘制了出来。1953年8月，赫特里克首次提出了“汽车用安全气囊防护装置”，并在美国获得了 “汽车缓冲安全装置”专利。但是，由于当时技术水平的限制，还不能把这种想法或专利付诸实现。1966年，梅塞德斯-奔驰公司开始研发安全气囊装置，梅塞 德斯的工程师们首先发明了碰撞传感器以及气体发生装置，让安全气囊能够在30毫秒内膨胀展开，他们还研制出了抗撕裂的气囊织物材料，改善了气囊的膨胀特 性，最终，把整个装置设计安装在汽车的方向盘中。

　　在大约250次真车撞击试验，2 500次的台架试验，以及超过700万km的车辆路试之后，在1980年12月，同预张紧安全带一起，安全气囊被安装在了当时的奔驰S级轿车上。而从 1985年起，奔驰在全部供应美国市场的汽车上都有安装了这种安全系统。到了1991年，差不多有28%的奔驰轿车都装备了驾驶员安全气囊，从最早装备安 全气囊的奔驰S级轿车驶下生产线已25年了。据美国国家公路安全管理部门(NHTSA)的统计，在美国的交通事故当中，安全气囊已保护了 约14 200人的生命，而在德国，自1990年以来，安全气囊阻止了2 500例发生重大伤害的交通事故。据统计，安全气囊在严重的碰撞事故当中能够保护约三分之一的人员生还，另外，六分之一的驾驶员或前排乘客能够在碰撞中得 到安全气囊的保护而被拯救。安全气囊的使用明显提高了汽车的被动安全性。

　　奔驰公司作为最早安装安全气囊的厂家，已经在其制造的12 00万辆车上都装备了安全气囊。1992年，安全气囊就已经作为奔驰轿车一项标准配置。梅塞德斯的工程师们仍致力于研究改进安全气囊的技术，包括 侧面安全气囊系统以及在事故中能够更好地做出响应的气囊控制系统。

　　安全气囊的使用明显提高了汽车的被动安全性。据资料统计，由于安全气囊在北美的广泛使用，使事 故死亡率减少了12%，而且在安全气囊保护下人体的受伤程度也有所减轻。

　　安全气囊另一方面，虽然由尼龙或聚脂纤维布料等制成的气囊质量不大，但瞬间展开的速度却高达 200km/h以上，这一冲击速度对人体而言并非一个小数目，根据美国国家公路安全管理部门的统计数据，安全气囊在碰撞交通事故中每挽救100名乘员生命 的同时，也因气囊的不适当展开及乘员的不正确乘坐位置和坐姿，不幸导致57名乘员失去了生命。

　　在未来的几年当中，安全气囊仍然会在汽车安全设备中扮演重要的角色。工程师们在寻找的能够对可 能发生的事故和汽车驾驶者进行自动调整的主动安全系统的可能性，新型智能化安全气囊的开发对新技术提出了更高的要求。当驾驶员相对方向盘气囊衬盖的距离小于10cm时，在20～30毫秒内爆炸展开的气囊会给驾驶员致命的冲击伤害。 而副驾驶座上的成员如果没有保持合适的坐姿，在碰撞中导致受伤的可能性也会大大增加。

　　安全气囊出现了两种发展趋势，美国和日本的汽车公司正在努力增大气囊尺寸来保护乘员。而 欧洲一些汽车制造公司，如奔驰、宝马和沃尔沃等则认为，安全气囊本身决不是保障乘员的灵丹妙药，它必须在一个统一的汽车被动安全系统中才能有效地发挥作 用，在这个系统中，一定要具备紧缩式安全带、结构可靠的座椅、儿童专用座椅和一系列其它部件。而且，最好在车身结构设计开始时就考虑到这个安全系统所有必 须的组成部件的安装。

　　未来安全气囊的智能化发展，还包括集成了先进的传感器技术和信息处理系统，它们在事故发生的短 暂时间内能够提供可靠的碰撞环境方面的信息。这些信息包括汽车碰撞的剧烈程度、碰撞的形式(正碰撞或侧碰撞等)、乘员的身材、体重、乘坐位置和乘坐姿态， 以及乘员是否系有安全带等等。智能安全气囊系统根据探测到的信息，通过其电子控制系统的计算分析，决定安全气囊何时及以何种程度展开，从而对乘员提供最优 化的保护。

　　安全气囊趋势

　　安全气囊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，以便驱动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。在汽车网络中，有一种应用面比较窄，但是非常重要的网络即Safe-By-Wire。 Safe-By-Wire是专门用于汽车安全气囊系统的总线，Safe-By-Wire技术旨在通过综合运用多个传感器和控制器来实现安全气囊系统的细微控制。Safe-By-Wire Plus总线标准是由汽车电子供应商和部件供应商如飞利浦、德尔福等公司提出。与整车系统常用的CAN、FlexRay等总线相比，Safe-By-Wire的优势在于它是专门面向安全气囊系统的汽车LAN接口标准。为了保证系统在汽车出事故时也不受破坏，Safe-By-Wire中嵌入有多重保护功能。比如说，即使线路发生短路，安全气囊系统也不会因出错而起动。Safe-By-Wire技术会在汽车安全气囊系统中获得广泛的应用。

　　安全气囊的使用

　　驾驶者应将座位尽量向后移，以便有足够空间使安全气囊在发生意外扩张后充分发挥其保护作用。驾驶者不宜倾前控车，坐姿要正确及紧贴座位背椅，且扣上安全带。12岁以下的小孩应坐在汽车的后排，并扣上安全带。体重不超过18公斤的幼孩应放在配有幼孩座椅装置的后排座位，并扣上安全带。

　　在一些高档车中像以安全性著称的，瑞典的沃尔沃轿车在它的旗舰车型中全车配备了6个气囊和18个气帘，分别位于车内前排正副驾驶位，前后车门两侧各两个，18个气帘分布在前后挡风玻璃处，侧面视窗处，对来自各个方向的撞击提供最有效的保护。

　　安全气囊原理

　 汽车行驶过程中，传感器系统不断向控制装置发送速度变化(或加速度)信息，由控制装置(中央控制器)对这些信息加以分析判断，如果所测的加速度、速度变化量或其它指标超过预定值(即真正发生了碰撞)，则控制装置向气体发生器发出点火命令或传感器直接控制点火，点火后发生爆炸反应，产生N2或将储气罐中压缩氮气释放出来充满碰撞气袋。乘员与气袋接触时，通过气袋上排气孔的阻尼吸收碰撞能量，达到保护乘员的目的。

　　汽车的安全气囊内有叠氮化钠(NaN3)与硝酸铵(NH4NO3)等物质。当汽车在高速行驶中受到猛烈撞击时，这些物质会迅速发生分解反应，产生大量气体，充满气囊。叠氮化钠分解产生氮气和固态钠，硝酸铵作为氧化剂参与。

　　新型安全气囊加入了可分级充气或释放压力的装置，以防止一次突然点爆产生的巨大压力对人头部产生的伤害，特别在乘客未佩戴安全带的时候，可导致生命危险。具体形式有：

　　1.分级点爆装置，即气体发生器分两级点爆，第一级产生约40%的气体容积，远低于最大压力，对人头部移动产生缓冲作用，第二级点爆产生剩余气体，并且达到最大压力。总的来说，两级点爆的最大压力小于单级点爆。这种形式，压力逐步增加。

　　2.分级释放压力方式，囊袋上开有泄压孔或可调节压力的孔，分为完全凭借气体压力顶开的方式或电脑控制的拉片Tether。这种方式，一开始压力达到设定极限，然后瞬时释放压力，以避免过大伤害。[1]

　　安全气囊前提

　　为了保证安全气囊在适当的时候打开，汽车生产厂家都规定了气囊的起爆条件，只有满足了这些条件，气囊才会爆炸。虽然在一些交通事故中，车内乘员碰得头破血流，甚至出现生命危险，车辆接近报废，但是如果达不到安全气囊爆炸的条件，气囊还是不会打开。

　　安全气囊安全气囊打开需要合适的速度和碰撞角度。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。这里所说的速度不是通常意义上所理解的车速，而是在试验室中车辆相对刚性固定障碍物碰撞的速度，实际碰撞中汽车的速度高于试验速度气囊才能打开。

　　汽车发生碰撞时的主要受力部位是保险杠和车身纵梁，为了缓冲碰撞时的冲击力，车身前部大都设计有碰撞缓冲区，而且车身的刚度分布也是不均匀的。在一些事故中，例如当轿车与没有后部防护装置的卡车发生钻入性追尾事故，或轿车碰撞护栏后发生翻车事故，或发生车身侧面碰撞等，这样的事故往往没有车身前部的直接撞击，主要是车身上部和侧面发生碰撞，碰撞车身部位的刚度很小，虽然车舱发生了很大的变形，造成了车内乘员受伤或死亡，但是由于碰撞部位不对，有时候气囊并不能打开。尤其是在侧向碰撞中，如未配置侧安全气囊，主副安全气囊由于不能达到起爆条件不能引爆，很容易对乘车人员造成致命伤害。

　　安全气囊使用

　　优势

　　安全气囊可将撞击力均匀地分布在头部和胸部，防止脆弱的乘客肉体与车身产生直接碰撞，大大减少受伤的可能性。安全气囊对于在遭受正面撞击时，的确能有效保护乘客，即使未系上安全带，防撞安全气囊仍足以有效减低伤害。据统计，配备安全气囊的车发生正面碰撞时，可降低乘客受伤的程度高达64%，甚至在其中有80%的乘客未系上安全带!至于来自侧方及后座的碰撞，则仍有赖于安全带的功能。此外，气囊爆发时的音量大约只有130分贝，在人体可忍受的范围;气囊中78%的气体是氮气，十分安定且不含毒性，对人体无害;爆出时带出的粉末是维持气囊在折叠状态下不粘在一起的润滑粉末，对人体亦无害。

　　缺陷

　　安全气囊安全气囊同样也有它不安全的一面。据计算，若汽车以60km的时速行驶，突然的撞击会令车辆在0.2秒之内停下，而气囊则会以大约300km/h的速度弹出，而由此所产生的撞击力约有180公斤，这对于头部、颈部等人体较脆弱的部位就很难承。因此，如果安全气囊弹出的角度、力度稍有差错，就有可能酿出一场“悲剧”。

　　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。