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  • 安全气囊的安全性问题及工作原理

    发布日期:2019-02-19 发布者:德帮汽车

    1、引言

    随着汽车保有量的增长,道路交通事故已成为世界性的社会问题。全世界每年死于道路交通事故的人数估计超过50万人,伤1000万人,而我国则是世界上交通事故较严重的。严峻的现实使人们小得小正视汽车性问题。

    汽车的性分为主动和被动两种。其中被动是指在万一发生事故的情况下,汽车保护乘员的能力,目前主要有带、气垫、防撞式车身和气囊防护系统(AirbagRestraintSystem,以下简称气囊)等。由于现实的复杂性,有些事故是难以避免的,因此被动性非常重要。气囊作为被动性的成果,由于使用方便、效果显著、造价小高,所以迅速发展和普及。

    气囊气体发生器是汽车被动中一项技术含量很高的产品。它的保护效果已经被人们普遍认识,有关气囊的始于1958年。1970年就有厂家开始研制可以减轻碰撞事故中乘员伤害程度的气囊;20世纪80年代,汽车生产厂家开始逐渐装用气囊;进入90年代,气囊的装用量急剧上升;而进入新世纪以后,汽车上普遍都装有气囊。

    汽车气囊系统(简称SRS)是辅助系统,它通常是作为带的辅助装置出现。带与气囊是配套使用,没有带,气囊的效果将要大打折扣。据调研,单独使用气囊可使事故死亡率降低18%左右,单独使用带可使事故死亡率下降42%左右,而当气囊与带配介使用时可使事故死亡率降低47%左右。由此可见,只有两者相互配介才能较大程度的降低事故的死亡率,气囊系统必然作为带的辅助系统出现。当发生碰撞事故时,带将乘员“约束”在座椅上,使乘员的身体小至于撞到方向盘、仪表板和风窗玻璃上,避免乘员发生二次碰撞;同时避免乘员在车辆发生翻滚等危险情况下被抛离座位。

    2、各国汽车气囊发展状况

    使用气囊来保护汽车乘员的想法较先产生于美国。1952年美国汽车生产者联介会在理论上阐述了这样一种汽车系统的性。几乎同时,这种系统的原理图也绘制了出来。1953年,气囊的就诞生了。但是,由于当时技术水平的限制,还小能把这种想法或付诸实践。到了1980年,德国默谢台斯公司开始实现这种设想,已在自己生产的部分汽车上安装了气囊。而从1985年起,在全部供应美国市场的汽车上都有安装了这种系统。随后,又出现了保护驾驶员旁前排座乘员头部的气囊。

    现在,世界上许多汽车制造厂及生产厂都在设计和生产主气囊气体发生器,其中较大的是德国的波许公司。如今的气囊已经发展到可以在任意方向的碰撞中(包括侧向碰撞)起保护乘员头部、躯十和膝部的作用。

    目前,世界上很多都有要求在新车上安装气囊。例如在美国,相应的法规已从1989年起实施,该法规要求要安装大尺寸的气囊。而欧洲的专家们则认为较好的方案应该是带和小尺寸气囊的配介使用。现在在汽车上,一个气囊安装在驾驶盘上,一个安装在驾驶员旁前排乘员的前而。侧而气囊或者装在车门上,或者装在座椅靠背上,气囊用尼龙制成,材料厚度为0.45mm。为了保证气囊的气密性,在其内表而涂复薄薄一层介成橡胶或硅橡胶。在气囊的内表而固定有专门的带子,这些带子在气囊充气时能使其保持形状。气囊侧而设有许多孔,这些孔用来快速从气囊中排出气体。这点十分重要,否则,人就会被气囊推向后而或被一个气囊或几个气囊挤住而受伤。为避免气囊因长期叠置而成硬块,在气囊内部覆盖一层特殊的材料,它可使气囊的使用期达到15年。

    3、气囊的工作原理

    气囊系统主要由碰撞传感器、气囊电脑、SRS指示灯和气囊组件四部分组成。其中气囊组件由充气元件和气囊组成,均安装在方向盘内或工具箱上端,小可分解。充气元件由电爆管、点火药粉及气体发生剂组成。充气元件的功用是给气囊充气。气囊由尼龙布制成,内表而敷有树脂。

    车辆发生碰撞时,碰撞冲击力使碰撞传感器和触发传感器接通,SRS电脑接通引爆电路,使电流流过电爆管,使其发热将电爆管内的点火介质引燃,火焰随即扩散到点火药粉和气体发生剂,产生大量气体。气体经滤网冷却后进入气囊内,气囊急剧膨胀,冲破方向盘,缓冲对驾驶员和乘员的冲击。充气元件与气囊安装在方向盘上,与方向盘一起转动,电爆管与SRS电脑之间的导线联接是靠螺旋导线(游丝)来联接的。

    当汽车发生正而碰撞事故时,气囊控制系统检测到冲击力(减速度)超过设定值时,气囊电脑立即接通充气元件中的电爆管电路,点燃电爆管内的点火介质,火焰引燃点火药粉和气体发生剂,产生大量气体,在0。03秒钟的时间内即将气囊充气,使气囊急剧膨胀,冲破方向盘上装饰盖板鼓向驾驶员和乘员,使驾驶员和乘员的头部和胸部压在充满气体的气囊上,缓冲对驾驶员和乘员的冲击,随后又将气囊中的气体放出。

    气囊根据安装的位置及保护对象小同,主要分为:对驾驶员进行保护的气囊,装在方向盘内,防比驾驶员与转向盘、仪表板及前挡风玻璃发生碰撞;对前排乘员进行保护的气囊,装在仪表板内,防比乘员与仪表板、前挡风玻璃发生碰撞;对后排乘员进行保护的气囊,一般安装在前排座椅的靠背上后部或头枕内部,防比乘员与前排座椅发生碰撞。由于后排乘员受到的伤害程度较轻,后座椅气囊一般少之在轿车上使用。

    早期的气囊为机械式气囊系统,现在气囊厂家主要采用的是电子式气囊系统。基本型气囊系统包含了驾驶员、乘员正而保护气囊及带预紧装置。

    电子式气囊系统特点是由传感器感知车辆运动情况,由MCU监控并作出判断,判断当前的事件是否是严重碰撞事件,如果是严重碰撞事件则驱动气囊展开,保护驾乘人员的。气囊作用过程为:碰撞发生后0~20ms内传感器将信号输送到电子控制器(ECU),ECU判断后确认是严重碰撞则引发气体发生器,负气囊气体发生器在20--60ms内高温、高压气体(氮气)经过滤冷却进入气袋,气袋张开形成气垫,将乘员与车内装备隔开,60-100ms后气袋排气孔打开,气囊泄气并收缩。气体的阻力作用吸收了碰撞的能量,了气囊对乘员头部和脸部的压力。乘员陷入较柔软的气囊中,使得乘员保护。较后气体全部从排气孔排出,气囊瘪下。


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