① 汽車安全氣囊原理的化學原理
汽車的安全氣囊內有疊氮化鈉(NaN3)或硝酸銨(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鈉;硝酸銨分解產生大量的一氧化二氮(N2O)氣體和水蒸氣]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,即氣體發生器分兩級點爆,第一級產生約40%的氣體容積,遠低於最大壓力,對人頭部移動產生緩沖作用,第二級點爆產生剩餘氣體,並且達到最大壓力。總的來說,兩級點爆的最大壓力小於單級點爆。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,然後瞬時釋放壓力,以避免過大傷害。氣囊打開條件為了保證安全氣囊在適當的時候打開,汽車生產廠家都規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,速度高於30KM/h,這時安全氣囊才可能打開。這里所說的速度不是我們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於試驗速度氣囊才能打開。汽車發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,而且車身的剛度公布也是不均勻的。在一些事故中,例如當轎車與沒有後部防護裝置的卡車發生鑽入性追尾事故,或轎車碰撞護欄後發生翻車事故,或發生車身側面碰撞等,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生碰撞,碰撞車身部位的剛度很小,雖然車艙發生了很大的變形,造成了車內乘員受傷或死亡,但是由於碰撞部位不對,有時候氣囊並不能打開。安全氣囊使用過程中存在的缺陷安全氣囊作為提高汽車安全性的有效措施之一越來越受到人們的重視。世界各國都投人大量的人力物力致力予安全氣囊的開發,使得安全氣囊系統得到大力發展。在一些實際的碰撞事故中證明安全氣囊確實具有降低乘員傷亡的功效,但也發現了其存在的一些間題。安全氣囊在使用中存在的問題有: 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生碰撞事故時,乘員和駕駛員繫上安全帶即可,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,並且在瞬間展開充氣,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。對現有安全氣囊的改進思考從安全氣囊在使用過程中存在的缺陷可知,現有安全氣囊的基本設計目標是用來對付嚴重交通事故的,但在一些不太嚴重,的事故中,系統反應過度,反而會對駕乘人員施加作用過大,適得其反,造成不必要的傷害。 針對實際使用中存在的問題,我們更希望在安全氣囊展開之前,安全氣囊系統能夠精確感應汽車發生的碰撞,並按照程序來判斷碰撞事故的嚴重程度,如果碰撞級別比較低的話,只需將安全帶的預緊機構拉緊即可;如果碰撞級別比較高,需要啟動安全氣囊,則將點燃氣囊的指令傳遞給氣囊系統。這也就是要求安全氣囊系統能夠准確地感應所發生的碰撞事故;並且能模仿人腦,根據實際的碰撞程度來判別安全氣囊是否需要展開,有一定靈活性;並且能夠針對不同體形的乘員適當的調整安全氣囊。安全氣囊的改進和引用1.磁電式感測器的採用 感測器的觸發通常有:開關式,純機械式,單點電子式,側撞式,應變式等。目前國際上對汽車上安全氣囊的感測器觸發方式也沒有一個統一標准。不僅是因為其種類繁多,而且.是因為裝於車身上不同位置的感測器觸發方式也不同。為使感測器能夠方便地安裝在各個需要的感應部位,使其能夠正確、適時地感應碰撞,可選用磁電式感測器。 磁電式感測器可以安裝在車身上的任何位置,只要稍微調整一下某些參數值,使得其能夠識別峰值為0588 m/s:和時間脈沖為0-20 ms的碰撞加速度信號即可。只要碰撞加速度峰值和時間脈沖寬度同時滿足條件,就會向氣囊發出觸發信號,展開氣囊,對人體進行保護。 感測器結構如圖1所示,它由外殼(非磁性材料)、磁性材料、慣性體(非磁性材料)、連接在慣性體上『的軟鐵、支持和調節位移幅值的彈簧、安裝在與外殼連接的凸柱內的永久磁鐵和繞制在軟鐵上的線圈及引線組成。當感測器受到碰撞加速度時,慣性體產生反向加速度,導致通過線圈的磁通量發生變化,在線圈引線兩端產生鍾形脈沖信號,當調整彈簧剛度時,可改變加速度信號的寬度。 感測器的信號判別電路由三部分組成:信號幅度判別電路;信號寬度判別電路;有用、無用信號判別電路。通過對碰撞信號進行多方位的判別,可使控制裝置獲取的碰撞信號更全面,發出的點火控制更准確,從而確保安全氣囊在必要的情況下展開。 如何獲得穩定的沖擊加速度信號是研究;感測器的關鍵,也是保證感測器准確獲取碰撞信號的關鍵。磁電加速度感測器採用落錘沖擊試驗裝置來調整校正其感應敏感度。釋放錘頭,與橡膠面碰擊時,安裝在錘頭上面的加速度或磁電式感測器將感受到沖擊加速度。不同落高對應不同加速度;調整橡膠厚度,可改變信號寬度;調整落錘高度,可改變信號幅度。 磁電式感測器不僅電子判別電路出錯率低,感應碰撞信號的可信度高而准確;而且通過標錘落定實驗可以調節它的感應范圍寬度,滿足汽車碰撞產生脈沖的再現,從而還可以安裝於車身上任何部位。還有就是它設計簡單,價格低廉,對絕大多數汽車使用者來說都不再是望而卻步的奢侈品。 2.智能化控制系統的採用 對安全氣囊控制系統的要求是准確判斷事故的碰撞強度,控制氣囊的展開與否。針對安全氣囊在使用中的缺陷,必須進一步提高控制系統靈活性、准確性,為此我們可以採用智能式控制系統。 1.碰撞感測器。安全氣囊系統中的重要部件,其功能是檢測、判斷汽車發生碰撞後的撞擊信號,以便決定是否展開緩沖氣囊。碰撞感測器主要有三種類機械式感測器在早期的安全氣囊中使用較多,主要應用慣性原理,利用感測器中元件的慣性力克服彈簧力來觸發氣體發生器。機械式在加速度較低時保證不啟動氣囊,可靠性較高;但只能單點感測,對機械部件的品質、精度和耐磨性要求極高。 電子式感測器是一種應用最早的碰撞感測器,根據電子原理,利用電信號來反映車身減速度,而後根據電信號來判別是否展開緩沖氣囊。 機電式感測器採用機電結合的方式,將機械信號轉化為電子信號,再利用電子信號點爆安全氣囊。即具有機械式的優點,又能克服機械式感測器本身存在的缺陷,安裝在車身上任何位置,以便得到較好的減速信號,而且能夠在同一位置安裝多個感測器。 2.緩沖氣囊。氣囊一般由防裂性能好的聚酞胺織物製成,它是一種半硬的泡沫塑料,能承受較大的壓力;經過硫化處理,可減少氣囊沖氣膨脹時的慣性力;為使氣體密封,氣囊裡面塗有塗層材料。氣囊的大小、形狀、漏氣性能是確定安全氣囊保護效果的重要因素,必須根據不同汽車的實際情況來確定。 目前,安全氣囊系統開發人員正在根據神經網路原理開發智能型氣囊系統。它主要是利用神經末梢(即各種感測器)將各自探索到的周圍環境的各種信息傳輸給中樞神經(即電腦或微機),並能將碰撞事故的碰撞類型,碰撞事故嚴重程度以及碰撞時的車速等信息一起傳遞給電腦,由電腦對這些信息進行加工處理分析,做出相應反應,並執行與這些信息相對應的、正確的氣囊保護程序,即所謂的智能式控制系統。 智能式控制系統一般由兩部分組成,軟體部分和硬體部分。硬體部分主要由車載部分的電子控制單元(包括單片機、感測器、點火電路等)和地面部分(包括串列通訊電路、計算機系統等);軟體部分主要由單、片機部分和微機部分組成。控制系統框圖如圖2所示。氣囊傷人、保護效果不佳或者浪費等狀況。 3.乘員探測系統的選擇 針對氣囊未能對不同的乘員做出相應的保護,我們可在乘員座位上安裝一個乘員探測系統,對車座上是否有人,乘員的體型大小,以及就座時偏離正中情況進行探測。相當於專門安裝一個感測器,探測的乘員乘坐信息,並傳遞給中央電腦控制中心。如果發生碰撞的話,控制中心在對各種感測器傳過來的信息進行判斷的同時綜合考慮乘員探測系統探測所得的乘員乘坐信息。這樣的話,安全氣囊系統就可以針對駕駛員和乘員的乘坐情況適時適量展開氣囊,完全避免 理想的安全氣囊是可以針對各種不同的特殊情況對汽車的使用者進行保護。安全氣囊應盡可能多地收集和利用有關乘員形體位置信息及撞車類型和撞車速度的數據,建立資料庫,對碰撞中乘員和車的有關信息進行識別判斷,調整安全約束系統參數,使人體獲得最佳保護。要實現這一理想,以我們目前的研.究來說可能還有很長的一段差距,但我們可以逐步完成。以上的探討思考也只是向理想邁進的一個步伐而已,相信今後隨著科學技術研究的發展,我們的汽車安全措施會更加的完善。 4.氣體發生器的多元化發展 對於氣體發生器,不僅要求其工作可靠,性能穩定,耐久性好,符合環保要求,而且要求盡量減輕其質量和降低成本。尤其針對安全氣囊氣體傷人的情況,更是要求對氣體發生器加以改進。目前汽車上的氣囊系統大量採用以疊氮化物作為氣體發生物質的推進劑型氣體發生器,其它類型的氣體發生器,包括混合氣體型氣體發生器、液體(液態氣)型氣體發生器、壓縮空氣蓄能型氣體發生器和硝化纖維型氣體發生器等也在積極研製。如摩爾頓公司生產的一種低密度、無毒的氣體型氣體發生器,與現用的相比具有體積小、質量輕的優點;布雷德公司開發的一種新型無鈉疊氮化物氣體發生器,耗用量不到鈉疊氮化物發氣劑的40%,而能產生等量的氣體,從而使其體積減小,質量減輕。 安全氣囊的發展趨勢隨著科技的發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近年來也發展得很快,智能化、多安全氣囊是今後整體安全氣囊系統發展的必然趨勢。 新的技術可以更好地識別乘客類型,採取不同的保護措施。系統採用重量、紅外、超聲波等感測器來判斷乘客與儀錶板遠近、重量、身高等因素,進而在碰撞時判斷是否點爆氣囊、採用1級點火還是多級點火、點爆力有多大,並與安全帶形成總體控制。通過感測器,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。網路技術的應用也是安全氣囊系統的發展方向。在汽車網路中,有一種應用面比較窄,但是非常重要的網路即Safe-By-Wire。 Safe-By-Wire是專門用於汽車安全氣囊系統的匯流排,Safe-By-Wire技術旨在通過綜合運用多個感測器和控制器來實現安全氣囊系統的細微控制。Safe-By-Wire Plus匯流排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等匯流排相比,Safe-By-Wire的優勢在於它是專門面向安全氣囊系統的汽車LAN介面標准。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,即使線路發生短路,安全氣囊系統也不會因出錯而起動。Safe-By-Wire技術將會在汽車安全氣囊系統中獲得廣泛的應用。A安全氣囊的歷史汽車安全氣囊系統,簡稱SRS,是一種輔助保護系統。安全氣囊最早由瑞典人發明,到20世紀80年代,安全氣囊技術基本成熟。1972年,通用汽車首次進行大范圍的安全氣囊現場試驗,並於1974年將安全氣囊列為若干型號轎車的選購配置。1996年,通用汽車推出業界第一個防止側面撞擊的安全氣囊,可減輕氣囊膨脹給兒童造成傷害。2002年,通用汽車宣布將在2003年型號的大型卡車和運動休閑車上酉謾正面安全氣囊感知器,可根據副駕駛座上乘員的體重自動關閉安全氣囊。B安全氣囊的工作原理當車輛發生碰撞時,安全氣囊控樹模塊快速對信號做出處理,確認發生碰撞的嚴重程度已超出安全帶的保護能力,便迅速釋放氣囊,使乘員的頭、胸部直接與較為柔軟有彈性的氣囊接觸,從而通過氣囊的緩:中作用減輕乘員的傷害。一般說來,輕微的碰撞不會打開安全氣囊,只有在車輛正面一定角度范圍內才是打開安全氣囊的有效碰撞范圍,後碰、側碰、翻轉都不會引發安全氣囊打開。 需要強調的是,安全氣囊只是輔助,在不系安全帶的狀況下,安全氣囊不但不能對乘員起到防護作用,還會對乘員有嚴重的殺傷力。安全氣囊的爆發力是驚人的,足以擊斷駕駛者的頸椎。因此,系好安全帶是安全氣囊發揮保護作用的一個重要條件。安全氣囊的使用駕駛者應將座位盡量向後移,以便有足夠空間使安全氣囊在發生意外擴張後充分發揮其保護作用。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後排,並扣上安全帶。體重不超過18公斤的幼孩應放在配有幼孩座椅裝置的後排座位,並扣上安全帶。安全氣囊有哪些特點?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。安全氣囊對於在遭受正面撞擊時,的確能有效保護乘客,即使未繫上安全帶,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%的乘客未繫上安全帶!至於來自側方及後座的碰撞,則仍有賴於安全帶的功能。此外,氣囊爆發時的音量大約只有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下不粘在一起的潤滑粉末,對人體亦無害。 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,這對於頭部、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」。 安全氣囊在近幾年得到了飛速的發展,價格大幅度下降,裝備了安全氣囊的轎車也從過去的中高級轎車向中低級轎車發展。同時,有些轎車前排安裝了乘客用的安全氣囊(即雙安全氣囊規格),乘客用的安全氣囊與駕車者用的安全氣囊相似,只是氣囊的體積要大些,所需的氣體也多一些而已。
為了說明安全氣囊的基本原理,這里首先說明汽車發生事故時造成乘員傷亡的原因。當汽車發生碰撞事故時,汽車和障礙物之間的碰撞稱為一次碰撞,一次碰撞的結果導致汽車速度急劇下降,速度從35km/h降到零的時間約150ms左右;乘員和汽車內部結構之間的碰撞稱之為二次碰撞,由於慣性的作用,當汽車急劇降速時,乘員要保持原來的速度向前運動,於是就發生了乘員和方向盤、儀錶板、擋風玻璃等之間的碰撞,從而造成了乘員的傷亡.汽車安全氣囊的基本思想是,在發生—次碰撞後,二次碰撞前,迅速在乘員和汽車內部結構之間打開一個充滿氣體的袋子,使乘員撲在氣袋上,避免或減緩二次碰撞,從而達到保護乘員的目的。由於乘員和氣袋相碰時,因振盪造成乘員傷害,所以一般在氣囊的背面開兩個直徑25mm左右的圓孔。這樣,當乘員和氣囊相碰時,藉助圓孔的放氣可減輕振盪,放氣過程同時也是一個釋放能量的過程,因此可以很快地吸收乘員的動能,有助於保護乘員。
安全氣囊最重要的指標是可靠性,如果不該點火而點火打開氣囊稱為誤點火:如果應該點火而沒有點火稱之為漏點火,如果點火太晚則稱之為遲點火,無論是誤點火、漏點火、還是遲點火都是不能允許的。為了提高安全氣囊系統的可靠性,防止電源線在碰撞中斷線、電池遭到破壞,系統中備有儲能電容或電池,以保證即使掉電也能夠開氣囊。為了監測感測器、電子電路、氣體發生器;系統一般還有故障診斷模塊、並設有信號燈於予以顯示。汽車安全氣囊系統一般有左右擋板感測器各一個,還有一個感測器放在含有診斷模塊的控制器中,氣囊有司機席(Driver Side)正面碰撞氣囊和乘客席(Pssseneer Side)正面碰撞氣囊,另外還有警告燈。當發生前面碰撞時,兩個擋板感測器中只要有一個閉合,診斷模塊就會根據送來的信號進行處理和判斷,認為有必要點火後時即發出點火信號使氣囊充氣。
現在要介紹的是 氣體發生器。
基本化學原理:
汽車的安全氣囊內有疊氮酸鈉(NaN3)或硝酸銨(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鈉;硝酸銨分解產生大量的一氧化二氮(N2O)氣體和水蒸氣]
化學方程式:
NaN3 + NH4NO3 ------->N2 + Na + N2O + H2O(g)
註:這只是最基本的化學反應原理方程式,實際的反應是非常復雜的。
② 馳易佳分析汽車安全氣囊工作原理是什麼
前言
隨著汽車綜合性能的提高,
汽車的安全裝置越來越重要,汽車的安裝置分為主動安全和被動安全兩種,主動安全裝置(如ABS、ASR等)是指汽車防止發生事故的能力,被動安全裝置是指汽車一旦發生事故,汽車保護乘員的能力。汽車發生事故時,對乘員的傷害是在瞬間發生的,例如,以車速50公里/時進行正面撞車時,其發生時間只有十分之一秒左右。為了在這樣短暫的時間中防止或減小對乘員的傷害,
目前汽車主要裝有安全帶、防撞式車身和安全氣囊防護系統(SRS是英文Supplemental RestraintSystem的縮寫)等。
2 汽車安全氣囊發展
安全氣囊是1953年由美國人約翰·赫綴克發明的。1973年日本本田汽車公司引進安全氣囊技術進行實車應用。經過了30多年的漫長歷程,直至1984年,汽車碰撞安全標准(FMVSS208)在美國經多次被廢除後又重新被認可並開始實施,
其中規定從1995年9月1日以後製造的轎車前排座前均應裝備安全氣囊,同時還要求1998年以後的新轎車都裝備駕駛者和乘客用的安全氣囊,自此才確認了安全氣囊的作用。如今,這個在當年頗具創意性的發明已轉為千百萬個產品,種類也發展為正面氣囊、側面氣囊、安全氣簾等等。各國生產的中高級轎車,大多數都裝有安全氣囊,有些轎車已將安全氣囊列入必裝件。在國內消費者對汽車被動安全性能的要求也越來越高,
但目前除了極少數高級車裝備了側面氣囊之外,大部分車型還只是安裝了正面氣囊。
3 汽車安全氣囊系統的基本組成及工作過程
3.1 汽車安全氣囊系統的基本組成
駕駛員處的安全氣囊是存放在方向盤襯墊內,當您看見方向盤上標有「SRS」或「Airbag」字樣,就可知此車裝有安全氣囊。按其總體結構可分為機械式和電子式安全氣囊系統兩類。機械式安全氣囊不需要電源,檢測碰撞和引爆點火劑都是利用機械裝置來完成。電子式安全氣囊是機械式安全氣囊與電子技術結合的產物。目前汽車採用的安全氣囊系統普遍都是電子式安全氣囊系統。電子式安全氣囊系統主要由碰撞感測器、微處理器(SRSECU)、輔助防護系統指示燈(SRS指示燈)、氣體發生器和氣囊等主要部件組成,如下圖為汽車安全氣囊系統的組成示意圖1。
碰撞感測器和微處理器用以判斷撞車程度,傳遞及發送信號;氣體發生器根據信號指示產生點火動作,點燃固態燃料並產生氣體向氣囊充氣,使氣囊迅速膨脹。氣囊裝在方向盤轂內緊靠緩沖墊處,其容量約50至90升不等,做氣囊的布料具有很高的抗拉強度,多以尼龍材質製成,折疊起來的表面附有乾粉,以防安全氣囊粘著在一起爆發時被沖破;為了防止氣體泄漏,氣囊內層塗有密封橡膠;同時氣囊設有安全閥,當充氣過量或囊內壓力超過一定值時會自動泄放部分氣體,避免將乘客擠壓受傷。氣囊中所用的氣體多為氮氣。
3.2 汽車安全氣囊的工作過程
汽車在行駛中發生一定強度碰撞後,感測器開關啟動,控制線路即開始處於工作狀態,並接著偵測迴路來判斷是否真有碰撞發生。如果訊號是同時來自兩個感測器的話才會使安全氣囊開始作用。
由於汽車的發電機及蓄電池通常都處於車頭易受損的部位,因此,安全氣囊的控制系統皆具有自備的電源以確保作用的發揮。在判定施放安全氣囊的條件正確之後,控制迴路便會將電流送至點火器,接著瞬時快速加熱,將內含的氮化鈉推進劑點燃。安全氣囊組件工作過程如(圖2)。
(1)將從碰撞感測器接收的電信號傳給充氣器的引爆劑。
(2)引爆劑像根「電火柴」通電後著火,然後再點燃充氣器組件內的擴爆劑,擴爆劑又稱為引爆管。
(3)擴爆劑點燃後,點燃主裝葯-主推進劑。傳統的主推進劑由氮化鈉加氧化劑組成,也有些使用壓縮氮氣或氬氣,還有兩種混合應用。
(4)推進劑燃燒生成氮氣流。
(5)迅速膨脹的氣體經過過濾進入折囊墊,形成安全氣囊雛形。
(6)充氣器使充入安全氣囊的氣體壓力增高,並開始推壓安全氣囊飾罩。
(7)安全氣囊飾罩上的壓力不斷上升,飾罩材料延伸變形和撕裂薄弱區的接縫。
(8)隨著裂縫的出現,飾罩門開啟,為充氣安全氣囊的噴出提供最佳通路。
(9)氣體壓力繼續增長,安全氣囊張開至織物綳緊。
(10)乘員接觸和壓迫安全氣囊,實現安全保護;通過氣體的粘性阻尼作用,乘員前移能量被吸收和耗散, 安全氣囊中過壓氣體經過安全氣囊通氣孔排出而不致傷害乘員。
據計算, 正規的安全氣囊必須在發生汽車碰撞後的0.01秒內微處理器開始工作,0.03秒內點火裝置啟動,0.05秒內高壓氣體進入氣囊,0.08秒內氣囊向外膨脹,0.11秒內氣囊完全脹大,此刻之後,駕車者才會撞上氣囊。
4 安全氣囊系統的檢修
如果安全氣囊已經引爆,
必須更換而不能修復使用。檢修安全氣囊系統與檢修汽車的其它系統不同,若操作錯誤,可能使安全氣囊意外引爆導致傷亡。各個廠家採用的感測器、充氣器類別和級數、引爆電路布局、引爆~擴爆~推進劑等都有差別,因此,對安全氣囊系統檢修的注意事項,大致歸納如下,詳細作業應嚴格按各車型維修手冊的規定。
安全氣囊系統的故障,必須採用顯碼法、外接儀器診斷法、閃碼法或參數測量法以確定故障部位,再進入維修或換件階段;檢修安全氣囊系統時,將點火開關轉至「LOCK」位置以及拆下蓄電池負極電纜,還需再等2~5分鍾(讓電能貯存電容器放電完畢)以上,才能進行維修工作,否則安全氣囊有不適時引爆張開的危險;
不能用萬用表測量安全氣囊組件引爆電阻的阻值(引爆電阻時所需的電流極小,萬用表電阻檔的輸出電流一般都大於引爆電流,
即使選用輸出電流只有幾毫安培的高阻檔, 也不能保證安全氣囊不會誤爆)。目前,大多進口汽車的車型都用安全氣囊ECU內的診斷電路,
發送比引爆電流微弱許多的監測電流對引爆電阻實行檢測。假設方向盤內螺旋電纜聚酯薄膜與銅導體面間的阻值在規定容限,各接觸面(點)接觸良好,將引爆電阻從引爆電路分離,
確診了安全氣囊ECU功效正常後,才可以診斷引爆電阻。下面以奧迪A6轎車SRS系統為例做簡要介紹。
4.1 SRS 系統的組成部件
奧迪A6
轎車SRS系統的主要部件有電子控制及監測單元J234(即氣囊電腦),SRS故指示燈,氣囊組件,爆燃式安全帶張緊器,螺旋導線單元(即氣囊滑環F138)和連接線束等,它取消了傳統的車身前部碰撞感測器,
而把它們集成在了控制單元J234內。
4.2 維修注意事項
(1)絕對不能用萬用表測量任何與SRS系統有關的電路( 在拔掉組件的情況下可以測量其導線的導通與否)。
(2)維修SRS系統之前,應將點火開關轉到OFF位置,拆除電瓶線負極並等待5分鍾
以上( 拆電瓶線前應向車主索要錄音機密碼,修復完成後要對錄音機進行解碼)。
(3)安裝電子控制及監測單元J234時,必須按照規定的方向安裝,使箭頭指向車
的前方。
(4)安裝螺旋導線單元時,必須使汽車前輪處於直行位置,並且使螺旋導線也在中間位置(即往正反兩個方向轉的圈數相同的那個位置),否則裝上後,轉動方向盤時有可能拉斷螺旋導線。
(5)更換SRS電腦J234後,必須對新電腦J234進行編碼,否則故障燈常亮,SRS系統不工作。
(6)若線束有損壞,必須更換新件。
奧迪A6轎車SRS系統具有強大的自診斷能力,內容包括:讀取故障代碼、清除故障代碼、查詢控制電腦編號、給控制單元編碼、讀取測量數據流等功能。奧迪A6的OBDⅡ診斷介面在方向盤下駕駛員右腿上方,接上診斷儀(如V.A.G1552)就可以通過它的自診斷系統診斷出故障的大致原因,
再通過查閱具體的資料,就可以確定正確的維修方法。
5 安全氣囊未來發展方向
5.1新型材料的應用
杜邦公司與德國阿莎芬堡的TakataPetri聯合開發中,推出一個新的HytrelRS材料規格,成為業界第一個可以應用於安全氣囊系統中的來源於可再生資源的熱塑性彈性體。杜邦HytrelRS保留了Hytel標准等級的技術特性,含有質量分數35%
以上的可再生物質,可以滿足汽車製造業對可持續發展方案的需求。
5.2頂棚安全氣囊系統
美國TRW汽車集團推出一種全新的裝配於汽車頂棚的安全氣囊系統,可取代通常安裝在汽車儀表盤裡面的安全氣囊。TRW全新的頂棚安全氣囊系統是一項獨特的技術。有研究表明,該技術提高了未來汽車內飾風格的靈活性,並可為乘員提供優異的約束和保護功能。此外,這種全新的設計,不需將安全氣囊安裝在儀表盤內,也不需專門製作一扇為安全氣囊打開的門,顯著降低了汽車儀表盤的開發製造成本,提高了開發效率且適用於各種汽車架構。該頂棚安全氣囊系統包括一個氣袋和一個氣體發生器。當車輛發生碰撞時,氣體發生器向氣袋充氣並打開,對乘員實施保護。其不僅有助於減輕事故中乘員所受的傷害,而且提高了車廂內飾設計的美感,同時也節省了儀表盤內的空間。
5.3智能化、多安全氣囊
隨著科技的發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近年來也發展得很快,智能化、多安全氣囊是今後整體安全氣囊系統發展的必然趨勢。
新的技術可以更好地識別乘客類型,採取不同的保護措施。系統採用重量、紅外、超聲波等感測器來判斷乘客與儀錶板遠近、重量、身高等因素,進而在碰撞時判斷是否點爆氣囊、採用1級點火還是多級點火、點爆力有多大,並與安全帶形成總體控制。通過感測器,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。
網路技術的應用也是安全氣囊系統的發展方向。在汽車網路中,有一種應用面比較窄,但是非常重要的網路即Safe-By-Wire。
Safe-By-Wire是專門用於汽車安全氣囊系統的匯流排,Safe-By-Wire技術旨在通過綜合運用多個感測器和控制器來實現安全氣囊系統的細微控制。Safe-By-Wire
Plus匯流排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等匯流排相比,Safe-By-Wire的優勢在於它是專門面向安全氣囊系統的汽車LAN介面標准。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,即使線路發生短路,安全氣囊系統也不會因出錯而起動。Safe-By-Wire技術將會在汽車安全氣囊系統中獲得廣泛的應用。
參考文獻
[1] 惠彬.安全氣囊系統的使用及檢測維護.哈飛汽車工業集團有限公司,2010.
[2] 董震,席金波.奧迪A6轎車維修手冊[M].機械工業出版社,2006.
[3] 朱忠倫.安全氣囊系統及關鍵技術[J]. 安徽交通職業技術學院汽車與機械工程系,2010.
[4] 趙翔.汽車安全氣囊系統的安全檢修[J].安徽電氣工程學校,2010.
[5] 網路.安全氣囊[OL]. ,2012.
③ 想要了解汽車的安全氣囊,應該怎麼做
安全氣囊的作用我們可以通過網路搜索,也可以通過一些科普網路進行了解。安全氣囊其實最早誕生於美國,主要是為了給駕駛者或者成員提供有效的一個被動保護,避免在汽車相撞或者說引發交通事故的時候,減少頭部面部的一個傷害。其實安全氣囊這一個技術,早在1953年的時候,就已經被美國人員申請了專利,現在已經普及到了各種汽車上面,成為了一個標配。
另外我們也可以到一些汽配店去進行了解。銷售汽車配件的,他們也會對汽車的配件有所了解,在我們想要購買的時候,他們也會耐心的跟我們講解配件的來源、作用以及價格和配置等等。
④ 聯想上網本的安全氣囊保護什麼用
那個是硬碟保護,就是說硬碟不是最怕震動嗎,這個功能可以緩沖對硬碟的震動,從而保護硬碟
⑤ 氣囊是什麼(動物類)
特具氣囊,進行雙重呼吸。鳥類為滿足飛行時高氧、高能量消耗的需要,呼吸系統特化為由以肺為主的氣管網和氣囊組成。氣囊是與氣管相通的盲狀膜質裹。是鳥體內獨具的貯氣和冷卻裝置,是進行雙重呼吸的重要器官。鳥肺是一個由大量相互連通的毛細支氣管組成的缺乏彈性的海綿體。毛細支氣管與次級、初級(中支氣管)、支氣管和氣管組成復雜的氣管網路。毛細支氣管表面布滿了毛細血管。氣體交換就在毛細支氣管壁與毛細血管壁之間進行。這樣鳥肺無論在體積上或呼吸效能上都大大超過了爬行類。
鳥類的氣囊是由初級、次級支氣管伸出肺外部分的末端膨大後形成的盲狀膜質囊。它分布於鳥體的各組織器官間。大型的氣囊共有9個,其中位於體前部為次級支氣管形成的稱前氣囊;位於體後部為初級支氣管形成的稱後氣囊。氣囊除具貯存空氣、協助鳥體完成雙重呼吸的主要功能外,還能減輕鳥體飛行時的比重,減少肌肉以及內臟間的磨擦,並能散發飛行時產生的大量熱能,對調節、恆定鳥類飛翔時的體溫起了重要作用。有人計算一隻飛行的家鴿,吸入的空氣的3/4用於散發飛行時的熱量。
鳥休止時,呼吸運動同其他陸棲脊椎動物一樣,是靠肋骨的升降,胸骨的上下移動以改變胸腔的容積來完成的。但飛行時,由於胸骨是扇翅肌(胸肌)固著的地方和支撐點,不能上下移動,國而劇烈的呼吸運動主要靠隨著扇翅節律引起的氣囊張縮來完成。鳥飛行時,當翅揚起時,氣囊擴張,由於鳥體內外氣壓不平衡,一部分空氣沿初級支氣管迅速進入後氣囊。這部分空氣未經肺內進行氣體交換,所以是富氧的。另一部分空氣同時進入肺,在毛細支氣管處直接進行氣體交換;當翅扇下時,肺內經過氣體交換的空氣經前氣襄排出體外,與此同時,後氣囊受壓收縮,將貯存的富氧空氣壓入肺,在肺內再次進行氣體交換。固此,鳥體無論在吸氣或呼氣時肺內均能進行氣體交換。這種呼吸現象稱為雙重呼吸。由此可見,氣囊的出現和雙重呼吸作用的產生是鳥類對飛翔生活的極好適應,保證了鳥飛行時劇烈呼吸運動的順利完成,從而也保證了鳥飛行時對高能、高氧消耗的需要和體溫的恆定。
⑥ 快遞里的氣囊叫什麼
快遞箱裡面的袋子叫做充氣袋,充氣袋是一個統稱,它包括了很多款式的充氣袋,比如應用在貨櫃車裡面的集裝箱充氣袋、包裝產品的氣柱袋、還有易碎品包裝多用的袋中袋等,而在紙箱裡面的充氣袋多為填充的作用,所以電商們最喜歡使用氣泡卷和填充氣袋放在箱子裡面。
快遞簡介:
快遞又稱速遞或快運,是指物流企業(含貨運代理) 通過自身的獨立網路或以聯營合作(即聯網)的方式,將用戶委託的文件或包裹,快捷而安全地從發件人送達收件人的門到門(手遞手)的新型運輸方式。
快遞有廣義和狹義之分。廣義的快遞是指任何貨物(包括大宗貨件) 的快遞;而狹義的快遞專指商務文件和小件的緊急遞送服務。從服務的標准看,快遞一般是指在48 小時之內完成的快件送運服務。
⑦ srs airbag是什麼意思
安全氣囊。⑧ 汽車安全氣囊的工作原理和工作過程是怎樣的
1 前言
隨著汽車綜合性能的提高,
汽車的安全裝置越來越重要,汽車的安裝置分為主動安全和被動安全兩種,主動安全裝置(如ABS、ASR等)是指汽車防止發生事故的能力,被動安全裝置是指汽車一旦發生事故,汽車保護乘員的能力。汽車發生事故時,對乘員的傷害是在瞬間發生的,例如,以車速50公里/時進行正面撞車時,其發生時間只有十分之一秒左右。為了在這樣短暫的時間中防止或減小對乘員的傷害,
目前汽車主要裝有安全帶、防撞式車身和安全氣囊防護系統(SRS是英文Supplemental RestraintSystem的縮寫)等。
2 汽車安全氣囊發展
安全氣囊是1953年由美國人約翰·赫綴克發明的。1973年日本本田汽車公司引進安全氣囊技術進行實車應用。經過了30多年的漫長歷程,直至1984年,汽車碰撞安全標准(FMVSS208)在美國經多次被廢除後又重新被認可並開始實施,
其中規定從1995年9月1日以後製造的轎車前排座前均應裝備安全氣囊,同時還要求1998年以後的新轎車都裝備駕駛者和乘客用的安全氣囊,自此才確認了安全氣囊的作用。如今,這個在當年頗具創意性的發明已轉為千百萬個產品,種類也發展為正面氣囊、側面氣囊、安全氣簾等等。各國生產的中高級轎車,大多數都裝有安全氣囊,有些轎車已將安全氣囊列入必裝件。在國內消費者對汽車被動安全性能的要求也越來越高,
但目前除了極少數高級車裝備了側面氣囊之外,大部分車型還只是安裝了正面氣囊。
3 汽車安全氣囊系統的基本組成及工作過程
3.1 汽車安全氣囊系統的基本組成
駕駛員處的安全氣囊是存放在方向盤襯墊內,當您看見方向盤上標有「SRS」或「Airbag」字樣,就可知此車裝有安全氣囊。按其總體結構可分為機械式和電子式安全氣囊系統兩類。機械式安全氣囊不需要電源,檢測碰撞和引爆點火劑都是利用機械裝置來完成。電子式安全氣囊是機械式安全氣囊與電子技術結合的產物。目前汽車採用的安全氣囊系統普遍都是電子式安全氣囊系統。電子式安全氣囊系統主要由碰撞感測器、微處理器(SRSECU)、輔助防護系統指示燈(SRS指示燈)、氣體發生器和氣囊等主要部件組成,如下圖為汽車安全氣囊系統的組成示意圖1。
碰撞感測器和微處理器用以判斷撞車程度,傳遞及發送信號;氣體發生器根據信號指示產生點火動作,點燃固態燃料並產生氣體向氣囊充氣,使氣囊迅速膨脹。氣囊裝在方向盤轂內緊靠緩沖墊處,其容量約50至90升不等,做氣囊的布料具有很高的抗拉強度,多以尼龍材質製成,折疊起來的表面附有乾粉,以防安全氣囊粘著在一起爆發時被沖破;為了防止氣體泄漏,氣囊內層塗有密封橡膠;同時氣囊設有安全閥,當充氣過量或囊內壓力超過一定值時會自動泄放部分氣體,避免將乘客擠壓受傷。氣囊中所用的氣體多為氮氣。
3.2 汽車安全氣囊的工作過程
汽車在行駛中發生一定強度碰撞後,感測器開關啟動,控制線路即開始處於工作狀態,並接著偵測迴路來判斷是否真有碰撞發生。如果訊號是同時來自兩個感測器的話才會使安全氣囊開始作用。
由於汽車的發電機及蓄電池通常都處於車頭易受損的部位,因此,安全氣囊的控制系統皆具有自備的電源以確保作用的發揮。在判定施放安全氣囊的條件正確之後,控制迴路便會將電流送至點火器,接著瞬時快速加熱,將內含的氮化鈉推進劑點燃。安全氣囊組件工作過程如(圖2)。
(1)將從碰撞感測器接收的電信號傳給充氣器的引爆劑。
(2)引爆劑像根「電火柴」通電後著火,然後再點燃充氣器組件內的擴爆劑,擴爆劑又稱為引爆管。
(3)擴爆劑點燃後,點燃主裝葯-主推進劑。傳統的主推進劑由氮化鈉加氧化劑組成,也有些使用壓縮氮氣或氬氣,還有兩種混合應用。
(4)推進劑燃燒生成氮氣流。
(5)迅速膨脹的氣體經過過濾進入折囊墊,形成安全氣囊雛形。
(6)充氣器使充入安全氣囊的氣體壓力增高,並開始推壓安全氣囊飾罩。
(7)安全氣囊飾罩上的壓力不斷上升,飾罩材料延伸變形和撕裂薄弱區的接縫。
(8)隨著裂縫的出現,飾罩門開啟,為充氣安全氣囊的噴出提供最佳通路。
(9)氣體壓力繼續增長,安全氣囊張開至織物綳緊。
(10)乘員接觸和壓迫安全氣囊,實現安全保護;通過氣體的粘性阻尼作用,乘員前移能量被吸收和耗散, 安全氣囊中過壓氣體經過安全氣囊通氣孔排出而不致傷害乘員。
據計算, 正規的安全氣囊必須在發生汽車碰撞後的0.01秒內微處理器開始工作,0.03秒內點火裝置啟動,0.05秒內高壓氣體進入氣囊,0.08秒內氣囊向外膨脹,0.11秒內氣囊完全脹大,此刻之後,駕車者才會撞上氣囊。
4 安全氣囊系統的檢修
如果安全氣囊已經引爆,
必須更換而不能修復使用。檢修安全氣囊系統與檢修汽車的其它系統不同,若操作錯誤,可能使安全氣囊意外引爆導致傷亡。各個廠家採用的感測器、充氣器類別和級數、引爆電路布局、引爆~擴爆~推進劑等都有差別,因此,對安全氣囊系統檢修的注意事項,大致歸納如下,詳細作業應嚴格按各車型維修手冊的規定。
安全氣囊系統的故障,必須採用顯碼法、外接儀器診斷法、閃碼法或參數測量法以確定故障部位,再進入維修或換件階段;檢修安全氣囊系統時,將點火開關轉至「LOCK」位置以及拆下蓄電池負極電纜,還需再等2~5分鍾(讓電能貯存電容器放電完畢)以上,才能進行維修工作,否則安全氣囊有不適時引爆張開的危險;
不能用萬用表測量安全氣囊組件引爆電阻的阻值(引爆電阻時所需的電流極小,萬用表電阻檔的輸出電流一般都大於引爆電流,
即使選用輸出電流只有幾毫安培的高阻檔, 也不能保證安全氣囊不會誤爆)。目前,大多進口汽車的車型都用安全氣囊ECU內的診斷電路,
發送比引爆電流微弱許多的監測電流對引爆電阻實行檢測。假設方向盤內螺旋電纜聚酯薄膜與銅導體面間的阻值在規定容限,各接觸面(點)接觸良好,將引爆電阻從引爆電路分離,
確診了安全氣囊ECU功效正常後,才可以診斷引爆電阻。下面以奧迪A6轎車SRS系統為例做簡要介紹。
4.1 SRS 系統的組成部件
奧迪A6
轎車SRS系統的主要部件有電子控制及監測單元J234(即氣囊電腦),SRS故指示燈,氣囊組件,爆燃式安全帶張緊器,螺旋導線單元(即氣囊滑環F138)和連接線束等,它取消了傳統的車身前部碰撞感測器,
而把它們集成在了控制單元J234內。
4.2 維修注意事項
(1)絕對不能用萬用表測量任何與SRS系統有關的電路( 在拔掉組件的情況下可以測量其導線的導通與否)。
(2)維修SRS系統之前,應將點火開關轉到OFF位置,拆除電瓶線負極並等待5分鍾
以上( 拆電瓶線前應向車主索要錄音機密碼,修復完成後要對錄音機進行解碼)。
(3)安裝電子控制及監測單元J234時,必須按照規定的方向安裝,使箭頭指向車
的前方。
(4)安裝螺旋導線單元時,必須使汽車前輪處於直行位置,並且使螺旋導線也在中間位置(即往正反兩個方向轉的圈數相同的那個位置),否則裝上後,轉動方向盤時有可能拉斷螺旋導線。
(5)更換SRS電腦J234後,必須對新電腦J234進行編碼,否則故障燈常亮,SRS系統不工作。
(6)若線束有損壞,必須更換新件。
奧迪A6轎車SRS系統具有強大的自診斷能力,內容包括:讀取故障代碼、清除故障代碼、查詢控制電腦編號、給控制單元編碼、讀取測量數據流等功能。奧迪A6的OBDⅡ診斷介面在方向盤下駕駛員右腿上方,接上診斷儀(如V.A.G1552)就可以通過它的自診斷系統診斷出故障的大致原因,
再通過查閱具體的資料,就可以確定正確的維修方法。
5 安全氣囊未來發展方向
5.1新型材料的應用
杜邦公司與德國阿莎芬堡的TakataPetri聯合開發中,推出一個新的HytrelRS材料規格,成為業界第一個可以應用於安全氣囊系統中的來源於可再生資源的熱塑性彈性體。杜邦HytrelRS保留了Hytel標准等級的技術特性,含有質量分數35%
以上的可再生物質,可以滿足汽車製造業對可持續發展方案的需求。
5.2頂棚安全氣囊系統
美國TRW汽車集團推出一種全新的裝配於汽車頂棚的安全氣囊系統,可取代通常安裝在汽車儀表盤裡面的安全氣囊。TRW全新的頂棚安全氣囊系統是一項獨特的技術。有研究表明,該技術提高了未來汽車內飾風格的靈活性,並可為乘員提供優異的約束和保護功能。此外,這種全新的設計,不需將安全氣囊安裝在儀表盤內,也不需專門製作一扇為安全氣囊打開的門,顯著降低了汽車儀表盤的開發製造成本,提高了開發效率且適用於各種汽車架構。該頂棚安全氣囊系統包括一個氣袋和一個氣體發生器。當車輛發生碰撞時,氣體發生器向氣袋充氣並打開,對乘員實施保護。其不僅有助於減輕事故中乘員所受的傷害,而且提高了車廂內飾設計的美感,同時也節省了儀表盤內的空間。
5.3智能化、多安全氣囊
隨著科技的發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近年來也發展得很快,智能化、多安全氣囊是今後整體安全氣囊系統發展的必然趨勢。
新的技術可以更好地識別乘客類型,採取不同的保護措施。系統採用重量、紅外、超聲波等感測器來判斷乘客與儀錶板遠近、重量、身高等因素,進而在碰撞時判斷是否點爆氣囊、採用1級點火還是多級點火、點爆力有多大,並與安全帶形成總體控制。通過感測器,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。
網路技術的應用也是安全氣囊系統的發展方向。在汽車網路中,有一種應用面比較窄,但是非常重要的網路即Safe-By-Wire。
Safe-By-Wire是專門用於汽車安全氣囊系統的匯流排,Safe-By-Wire技術旨在通過綜合運用多個感測器和控制器來實現安全氣囊系統的細微控制。Safe-By-Wire
Plus匯流排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等匯流排相比,Safe-By-Wire的優勢在於它是專門面向安全氣囊系統的汽車LAN介面標准。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,即使線路發生短路,安全氣囊系統也不會因出錯而起動。Safe-By-Wire技術將會在汽車安全氣囊系統中獲得廣泛的應用。
參考文獻
[1] 惠彬.安全氣囊系統的使用及檢測維護.哈飛汽車工業集團有限公司,2010.
[2] 董震,席金波.奧迪A6轎車維修手冊[M].機械工業出版社,2006.
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[4] 趙翔.汽車安全氣囊系統的安全檢修[J].安徽電氣工程學校,2010.
[5] 網路.安全氣囊[OL]. ,2012.
⑨ 安全氣囊的工作原理
安全氣囊的保護原理是:當汽車遭受一定碰撞力量以後,氣囊系統就會引發某種類似微量炸葯爆炸的化學反應,隱藏在車內的安全氣囊就在瞬間充氣彈出,在乘員的身體與車內零部件碰撞之前能及時到位,在人體接觸到安全氣囊時,安全氣囊通過氣囊表面的氣孔開始排氣,從而起到鋪墊作用,減輕身體所受沖擊力,最終達到減輕乘員傷害的效果。
⑩ 安全氣囊的發展及應用
這是我的畢業論文啊 、、太多了 發不完
1.1 國外汽車安全氣囊的發展
安全氣囊的雛形是美國人 Jhon.W.Hetrick 發明的安全氣墊。1952 年 Hetrick 發明了他自己之稱為「汽車安全氣墊」的裝置,用來減輕急剎車或正面碰撞帶來的嚴重傷害。這是一種純機械裝置。用於使氣囊膨脹的壓縮空氣貯存在一個壓力容器中,連接著彈簧的質量塊用來感應汽車的減速度。當質量塊產生位移時,能打開一個閥使壓力空氣從壓力容器中沖出來,以使氣囊膨脹。氣囊可裝在方向盤中、手套箱門上、儀錶板上部以及前排座椅的靠背。
早期的空氣囊主要用於與其它安全裝置一起防止飛機著陸時與地面的碰撞。1960 年,安全氣囊技術開始在原有的基礎上研製並轉為民用。
60 年代末, 美國高速公路交通安全委員會(NHTSA)開始建議制定一個可選擇的安全氣囊法則, 鼓勵汽車廠商去發展安全氣囊。
70 年代, 美國通用、福特, 德國賓士,日本豐田等汽車公司以及美國 MORTON 公司、TRW 公司、德國 TEMIC 公司、ICT 研究院、日本 DAICEL 公司、瑞典 AUTOLIV 公司等均開始投入大量資金和人力研究與發展安全氣囊, 其中 1971 年 5 月德國的一個研究小組成功地將火箭推進技術應用於汽車安全氣囊。這些綜合力量使安全氣囊的研究與發展進入了一個全新的發展階段。
1984 年, 美國高速公路交通安全委員會(NHTSA) 在著名的「聯邦汽車安全標准」中的 208 條款《乘員碰撞保護》(Federal MotorVehicl Safety Standard208, 簡稱 FMVSS208) 中增加了安裝氣囊的要求, 這為安全氣囊的發展和使用提供了一個明確的法則及指導方向。FMVSS208 條款是汽車安全氣囊發展史上的一個重要的里程碑。此後, 歐洲也頒布了 ECER94 法規, 緊接著日本豐田、本田, 美國福特、克萊斯勒, 德國寶馬, 瑞典富豪等汽車公司紛紛開始銷售配有安全氣囊的汽車。
20 世紀 90 年代後期, 美國、歐共體、日本已正式立法在汽車上配置安全氣囊, 雙氣囊已成為絕大多數主流轎車的標准件。
安全氣囊由美國人約翰•赫特里特(John•Hotrich )發明。他是一位自學成才的阿賓夕法尼亞州工程師。1952 年,在遭遇一次事故後,他萌發了設計撞車安全裝置的想法。在這次事故中,約翰為躲避一個障礙物而猛打方向盤進行制動,他和妻子都用手臂本能地保護坐在前座中間位置上的女兒。這次事故後他意識到必須要有一個良好的方法來保護乘員,兩周之後他繪好了設計圖紙交給了代理人,這份圖紙確定了今天安全氣囊的雛型。1953 年 8 月 18 日,他獲得了" 汽車緩沖安全裝置" 的美國專利。
安全氣囊從 1952 年就取得了專利,但在應用推廣中經歷了幾上幾下的波折,足足走過了 30 多年的漫長路途。直至 1984 年,汽車碰撞安全標准(FMVSS208) 在美國經多次被廢除後又重新被認可並開始實施,其中規定從 1995 年 9 月 1 日以後製造的轎車前排座前均應裝備安全氣囊,同時還要求 1998 年以後的新轎車都裝備駕駛者和乘客用的安全氣囊,自此才確認了安全氣囊的作用。如今,這個在當年頗具創意性的發明已轉為千百萬個產品,種類也發展為正面氣囊、側面氣囊、安全氣簾等等。各國生產的中高級轎車,大多數都裝有安全氣囊,有些轎車已將安全氣囊列入必裝件。在國內,隨著 CMVDR294 碰撞安全法規的開始實施,國內消費者對汽車被動安全性能的要求也越來越高,但目前除了極少數高級車裝備了側面氣囊之外,大部分車型還只是安裝了正面氣囊。
安全氣囊在近幾年得到了飛速的發展,價格大幅度下降,裝備了安全氣囊的轎車也從過去的中高級轎車向中低級轎車發展。同時,有些轎車前排安裝了乘客用的安全氣囊(即雙安全氣囊規格),乘客用的安全氣囊與駕車者用的安全氣囊相似,只是氣囊的體積要大些,所需的氣體也多一些而已。進入 90 年代以來,安全氣囊的安全性能已被人們普遍接受,並被視為一種現代化和高檔次的安全裝置。了解安全氣囊的工作原理及注意事宜對我們更好的保護自己有很重要的作用,但對於駕駛員來說,安全駕駛才是第一位的,這是任何先進的安全裝置都無法替代的。
1.2國內汽車安全氣囊的發展
我國對汽車安全氣囊的研究起步較晚。上個世紀 80 年代末我國的一些汽車碰撞安全和軍工專家才開始關注汽車安全氣囊的研究和發展。
隨著世界汽車進軍我國,我國的汽車工業迎來了前所未有的發展契機。1992 年,我過自行研製的 FS-01 安全氣囊通過撞車試驗。我國的政策法規也對我國汽車工業的發展提供了良好的發展空間。
在我國「九五」規劃期間和「十五」規劃中, 國家經貿委和汽車行業將安全氣囊列為我國汽車零配件三大重點發展項目( 電子噴油系統、防抱死制動系統和安全氣囊系統) 之一, 尤其是在 1999 年 1 0 月 28 日, 國家機械工業局發布《關於正面碰撞乘員保護的設計規則》( CMVDR294) 。這個設計規則明確提出對汽車乘員在發生汽車碰撞時的安全標准。所述的安全要求。CMVDR294 的發布間接地對汽車配置安全氣囊提出了新的要求, 這無疑是中國安全氣囊發展史上的一個進步, 同時也對安全氣囊的研究與發展指明了正確的方向和注入了新的活力。
在十多年的研究與發展過程中, 國內許多大學與事業公司的研究與產品已初具基礎, 其中部分研究與技術已接近國際水平。清華大學的黃世霖等人在汽車碰撞實驗研究中, 系統地研究了多種國產汽車中安全氣囊的匹配技術對汽車安全氣囊的點火控制模擬、汽車碰撞的過程模擬和實驗驗證以及有關軟體在汽車安全氣囊系統設計中的應用等方面作了大量工作, 對國內的汽車安全氣囊研究具有重要的指導作用。
坐落在錦州經濟技術開發區的錦恆公司是國內唯一一傢具有自主知識產權的汽車安全氣囊生產企業,其生產能力和所佔市場份額在國內最大。錦恆公司建有國內一流的研發中心,實驗室通過了國家 CNAL 認證,具有正面碰撞、角度碰撞、柱撞、側面撞等實車碰撞試驗能力和台車試驗能力。公司的主要碰撞、檢測設備和組裝生產線均由國外引進,技術裝備水平國內領先。他們通過引進美國公司的安全氣囊生產技術,開發出填補國內空白的機械式安全氣囊產品;與一汽汽研所共同承擔了國家 「九五」汽車電子產品攻關計劃,開發出具有獨立知 識產權的電子式安全氣囊產品。目前,該公司共為國內 20 多個汽車生產廠家的 30 多個車型研發、配套安全氣囊,已形成單班年產 20 萬套安全氣囊總成、120 萬只氣囊、15 萬只飾蓋的生產能力,是國內同行業中首家實現為整車配套的企業。近年,他們還與國際著名的安全氣囊供應商簽訂加工安全氣囊零部件的協議,產品將走向歐洲、北美等國家。
2000 年以來,我國安全氣囊市場需求平均每年都有超過 200% 的速度在增長,到 2004 年我國安全氣囊市場總配套量接近 400 萬套。目前,國內生產安全氣囊企業有近 20 家,2004 年產量超過 200 萬套,安全氣囊的國產化率超過 50% 。國內安全企業的生產和配套市場基本上分外資企業和國產企業兩大陣營。外資企業主要以 Autoliv 、Plast、T akawa、Mobis 等為代表,國內 80% 以上的安全氣囊由他們生產,外資企業占據著我國安全氣囊的中高端配套市場。國產企業主要是以錦州錦恆、東方久樂、上海比亞迪等為代表,他們國內安全氣囊的產量只佔 15% 左右,主要在一些國產化的經濟型乘用車有所配套。我國安全氣囊在經歷安全氣囊的進口高峰後,進口安全氣囊的高速增長是勢頭已經跌落,2005 年上半年已經出現進口負增長。目前,進口安全氣囊在國內配套市場所佔比重不到一半。2004 年底開始,跨國安全氣囊企業相繼在中國投資氣囊組件的生產,加強了安全氣囊上游零部件本地化供應配套的能力。到 2 007 年,我國 80% 以上的安全氣囊組件將實現本地化生產。目前,我國安全氣囊零部件 ECU 、氣體發生器、氣袋、布料的國內采購率只有 5% 左右,氣囊組件配套還有很大的發展空間。
1.3國內安全氣囊的評價
盡管我國安全氣囊的研究與發展已初具基礎和規模, 但是離世界先進水平還相距甚遠, 這些差距主要包含安全氣囊法規、撞車實驗系統、安全氣囊的設計、製造和測試等方面。事實上, 我國的撞車實驗系統還不能完全滿足美國 FMVSS208 條款的技術要求; 其次在安全氣囊方面, 我們還缺少關鍵技術的自主知識產權; 此外, 感測器、氣體發生器和氣囊的技術規范及檢測還未達到一個令人滿意的狀態。因此,我們業內人士還要付出艱辛的努力!
1.4 汽車安全氣囊的發展趨勢
汽車安全系統是汽車電子領域增長最快的一部分。汽車的安全設計在整車設計中所佔的比例也越來越大。汽車安全性分為主動安全和被動安全兩種,主動安全系統旨在提高車輛行駛的穩定性,防範事故於未然。被動安全系統是事故發生後開始起作用,以減緩事故嚴重程度。汽車安全氣囊屬於被動安全系統。我國 2000 年實施了 CMVDR 294 《關於正面碰撞乘員保護的設計規則》,該法規等效於歐洲 ECER94 法規。最近,我國的側面碰撞法規已經開始實施,這將對我國車輛的碰撞安全性能和駕乘人員保護系統提出更高的要求。汽車安全法規體系的不斷完善,將帶動中國汽車電子市場的發展。據預測,2009 年前排乘客側面保護氣囊的安裝率將會是 2006 年的 2 倍,側氣簾的安裝率將是 2006 年的 4 倍。
隨著科技的發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近年來也發展得很快,智能化、多安全氣囊是今後整體安全氣囊系統發展的必然趨勢。
新的技術可以更好地識別乘客類型,採取不同的保護措施。系統採用重量、紅外、超聲波等感測器來判斷乘客與儀錶板遠近、重量、身高等因素,進而在碰撞時判斷是否點爆氣囊、採用 1 級點火還是多級點火、點爆力有多大,並與安全帶形成總體控制。通過感測器,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。網路技術的應用也是安全氣囊系統的發展方向。在汽車網路中,有一種應用面比較窄,但是非常重要的網路即 Safe-By-Wire 。 Safe-By-Wire 是專門用於汽車安全氣囊系統的匯流排,Safe-By-Wire 技術旨在通過綜合運用多個感測器和控制器來實現安全氣囊系統的細微控制。
Safe-By-Wire Plus 匯流排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 等匯流排相比,Safe-By-Wire 的優勢在於它是專門面向安全氣囊系統的汽車 LAN 介面標准。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,即使線路發生短路,安全氣囊系統也不會因出錯而起動。Safe-By-Wire 技術將會在汽車安全氣囊系統中獲得廣泛的應用。
汽車安全氣囊作為一種設想提出來後到今天成為必需的安全裝備在汽車上廣泛應用已經過了整整半個世紀的歷程。安全氣囊有效地減小了在汽車碰撞事故中乘員的傷亡,它的保護效果在汽車安全研究領域得到廣泛的認識和高度重視。隨著汽車安全氣囊的普遍推廣應用,安全氣囊系統的各關鍵技術環節均成為汽車安全研究領域的重點。
當前安全氣囊新技術的開發研究可以概括為向著氣囊的智能化、小型化、多樣化、無污染的方向發展。
(1)安全氣囊的智能化
傳統的正面碰撞安全氣囊系統是根據前座乘員的常規乘座位置和氣囊的理想點火時刻為原則設計的。但是在實際的汽車碰撞事故中,影響氣囊保護性能的因素很多,例如乘員的身高和體重、乘員相對於方向盤河南機電高等專科學校畢業論文 7 或儀錶板的位置、碰撞的劇烈程度等等。不同的碰撞條件及乘員和乘員的位置的變化會導致乘員不是在最佳時刻與氣囊接觸,從而降低對乘員的保護效果。為了充分發揮安全氣囊的保護效果,自適應式或稱為智能型安全氣囊的概念也就應運而生。 近年來,智能型安全氣囊的研究致力於開發一種能夠最大限度地保護乘員的安全氣囊系統。 這 種氣囊系統能夠在汽車碰撞的一瞬間根據碰撞條件和乘員狀況來調節氣囊的工作性能。智能型氣囊的關鍵技術之一是先進的感測系統和電子運算系統,它們在事故發生的短暫時刻內能夠提供可靠的碰撞環境的信息。這些信息包括汽車碰撞的劇烈程度,碰撞的方位,乘員的身材、體重、位置,乘員是否系有安全帶。智能氣囊系統根據原有探測的信息作出判決怎樣調節和控制氣囊的工作性能,使氣囊能充分發揮其保護效果。
(2)安全氣囊的小型化
縮小安全氣囊總成的體積是當前發展的趨勢 之一。 新型發生器工作時,壓縮氣體從氣罐中噴出充滿氣袋。這種發生器氣體產生率高,因而尺寸小,便於安裝布置。
(3)環境保護型安全氣囊
採用壓縮氣體的氣體發生器對人體無毒害 ,且易於回收處理,沒有環境污染的問題。
(4)安全氣囊的多樣化
駕駛員和前座乘員安全氣囊已成為轎車生產 中的標 准設備,作為正碰撞事故中的安全措施。側面碰撞氣囊正在迅速發展。不同設計形式的側碰 撞氣囊可分別安裝在坐椅靠背外側、車門中部、車身中立柱、車身頂部與車門交界部位。這些安裝在不同部位的側碰撞氣囊可分別起到保護乘員頭部、胸部和臀部的作用。
正在研製的新型保護氣囊還有以下 5 種:
①安裝在轉向盤下方膝墊部位的安全氣囊可保護下腳正碰撞中免受傷害。
②安裝在制動踏板下的安全氣囊以保護腳和踝關節在正碰撞中免受傷害。
③安裝在前座椅靠背上的安全氣囊以保護後座乘員。
④安裝在汽車發動機罩下的安全氣囊,保護行人。
⑤安裝在前擋風玻璃邊框的安全氣囊以減少行人在汽車碰撞事故中頭部的損傷。
2.1 汽車安全氣囊的組成
駕駛員處的安全氣囊是存放在方向盤襯墊內,因此,當您看見方向盤上標有"SRS" 或"Airbag"字樣,就可知此車裝有安全氣囊。安全氣囊系統主要由感測器、微處理器、氣體發生器和氣囊等主要部件組成。感測器和微處理器用以判斷撞車程度,傳遞及發送信號;氣體發生器根據信號指示產生點火動作,點燃固態燃料並產生氣體向氣囊充氣,使氣囊迅速膨脹。氣囊裝在方向盤轂內緊靠緩沖墊處,其容量約 5 0 至 90 升不等,做氣囊的布料具有很高的抗拉強度,多以尼龍材質製成,折疊起來的表面附有乾粉,以防安全氣囊粘著在一起在爆發時被沖破;為了防止氣體泄漏,氣囊內層塗有密封橡膠;同時氣囊設有安全閥,當充氣過量或囊內壓力超過一定值時會自動泄放部分氣體,避免將乘客擠壓受傷;氣囊中所用的氣體多是氮氣。
Srs 中電控系統中的感測器,按其功能可分為碰撞強度感測器和防護碰撞感測器;而碰撞強度感測器按其安置位置又可分為包括左前碰撞感測器,右前碰撞感測器和中央碰撞感測器的前碰撞感測器和中心碰撞感測器兩種。
碰撞感測器和防護碰撞感測器串連在一起,其功能都是檢測車輛發生碰撞時的慣性力或減速度值,並把信號傳輸給 srs 的 e cu。所不同的是,碰撞強度感測器是用來檢測車輛發生碰撞時所受碰撞的激烈程度,其信號是供系統的控制單元判斷是否引爆點火劑 而使氣體發生劑給氣囊充氣;而防護碰撞感測器則是防治碰撞強度感測器短路而導致安全氣囊誤膨開,其信號是供控制單元判斷是否發生碰撞。
ECU為一獨立安裝的控制系統,它不與其他系統的控制單元合用,其功能是接受個感測器發來的信號並判斷是否引爆使氣囊膨開。
2.2 安全氣囊系統的分類
1.按引爆方式分類
按引爆方式分類,安全氣囊系統可分為機械控制式和電子控制式兩類。機械控制是安全氣囊系統 機械控制是安全氣囊系統不需要電源,電子電路和電路配線,其全部零件都組裝在轉向盤裝飾蓋板的下面,檢測碰撞動作和引爆點火劑都是利用機械裝置的動作來完成的。目前,這種類型的安全氣囊很少使用。
(1)電子控制是安全氣囊系統 電子控制式安全氣囊系統是目前普遍採用的一種安全氣囊系統。這種類型的感測器是利用碰撞感測器來檢測碰撞信號並把信號發送到安全氣囊系統的控制單元,控制單元根據碰撞感測器發送來的信號由在其內部預先設置的程序不斷不得進行數學計算和邏輯判斷,當判斷結果是發生碰撞時,srs 的 ecu 便立即發出點火指令引爆點火劑,點火劑引爆時所產生的大量熱量使疊氮化鈉葯片的氣體發生劑分解,產生大量的氮氣使氣囊膨開。
(2)目前日本的本田公司的雅閣,市民,豐田公司的凌志,皇冠,佳美,日產公司的尼桑星球,瑞士沃爾沃公司的 850,960,美國福特公司的林肯城市,通用公司的凱迪拉克,國產轎車的紅旗世紀星,奧迪 a6 ,帕薩特 b5,捷達王以及高爾夫等轎車採用的都是電子控制式安全氣囊系統 。
2.按安全氣囊數量分類
按安全氣囊數量分類可分為單安全系統,雙安全氣囊系統和多安全氣囊系統。
(1)單安全氣囊系統 單安全氣囊系統,只是在駕駛員側的轉向盤中安裝拉一個安全氣囊。
(2)雙安全氣囊系統近幾年生產的轎車大多都採用拉雙安全氣囊系統,即在駕駛員側和前座乘員側各安裝了一個安全氣囊,如本田雅閣,市民,豐田佳美,馬自達 626,929,福特林肯城市及國產的奧迪 a6 等轎車均採用的是雙安全氣囊系統。由於前座乘員在汽車發生碰撞時的危險性比駕駛員的要大,所以前座乘員側的安全氣囊的尺寸通常比較大,並與駕駛員側的安全氣囊同時起作用。
(3)多安全氣囊系統多安全系統是指在車上安裝了 3 個或 3 個以上的安全氣囊。例如,瑞典沃爾沃 850,960,通用的別克,上海大眾帕薩特轎車等。
3.按保護類型分類按保護類型分類
安全氣囊系統可分為駕駛員用安全氣囊,前排成員安全氣囊,防側撞安全氣囊和後座成員用安全氣囊。
(1)駕駛員用安全氣囊 駕駛員用安全氣囊是汽車最廣泛採用的安全氣囊,他在車輛發生碰撞時對駕駛員起保護作用。這種氣囊分為美式和歐式兩種,並安裝在轉向盤中。 美式安全氣囊的設計原則是嘉定駕駛員未系座椅安全帶時車輛發生碰撞,為了更好的保護駕駛員,所以氣囊體積較大,約 6 0 升。歐式安全氣囊則是假定駕駛員繫上安全帶時車輛發生碰撞,這時由於安全帶已起保護作用,所以其體積較小,通常約為 40 升。
(2)前排成員用安全氣囊 前排成員用安全氣囊也分為歐式,美式兩種。由於前排成員在車內的位置不固定,所以設計的安全氣囊的體積也較大,以保證在發生撞車時成員免受傷害。通常美式前排成員用安全氣囊體積約為 160 升,歐式前排成員安全氣囊設計約為 75 升。
(3)防側撞安全氣囊 根據使用要求的不同,防側撞安全氣囊可以安裝在車門上橫梁中,車門內板中或座椅側面。安裝在車門上橫梁中的防側撞安全氣囊,用以保護乘員的頭部,安裝在車門板內的防側撞安全氣囊和安裝在座椅側面的防側撞安全氣囊,用以保護乘員的胸部和心,肺臟等重要器官。由於空間的限制,通常防側撞安全氣囊的體積都較小,安裝在車門板內的 安全氣囊體積通常為 35~40 升,而安裝在座椅側面的安全氣囊體積僅為 12 升左右。
(4)後排座成員用安全氣囊
近年來,由於對後排座成員的安全防護的重視,所以在後排座椅上不僅安裝了安全帶,而且還在前排座椅的後面安裝了保護後排座成員的安全氣囊。
後排座成員安全氣囊在結構上同其他安全氣囊基本相同,其體積通常可達 100 升。在車輛發生碰撞並引爆後,安全氣囊 便在後排座乘員與前排座椅間形成一個防護氣墊,從而達到對後排座成員的保護作用。
2.3汽車安全氣囊的工作原理
當車輛發生碰撞時,安全氣囊控樹模塊快速對信號做出處理,確認發生碰撞的嚴重程度已超出安全帶的保護能力,便迅速釋放氣囊,使乘員的頭、胸部直接與較為柔軟有彈性的氣囊接觸,從而通過氣囊的緩:中作用減輕乘員的傷害。一般說來,輕微的碰撞不會打開安全氣囊,只有在車輛正面一定角度范圍內才是打開安全氣囊的有效碰撞范圍,後碰、側碰、翻轉都不會引發安全氣囊打開。 需要強調的是,安全氣囊只是輔助,在不系安全帶的狀況下,安全氣囊不但不能對乘員起到防護作用,還會對乘員有嚴重的殺傷力。安全氣囊的爆發力是驚人的,足以擊斷駕駛者的頸椎。因此,系好安全帶是安全氣囊發揮保護作用的一個重要條件。
早期的安全氣囊為機械式安全氣囊系統,現在國內外氣囊廠家主要採用的是電子式安全氣囊系統。基本型安全氣囊系統包含了駕駛員、乘員正面保護安全氣囊及安全帶預緊裝置。
電子式安全氣囊系統特點是由感測器感知車輛運動情況,由 MCU 監控並作出判斷,判斷當前的事件是否是嚴重碰撞事件,如果是嚴重碰撞事件則驅動氣囊展開,保護駕乘人員的安全。安全氣囊作用過程為:碰撞發生後 0 ~20ms 內感測器將信號輸送到中央電子控制器(ECU ),ECU 判斷後確認是嚴重碰撞則引發氣體發生器,在 20 ~60ms 內高溫、高壓氣體(氮氣)經過濾冷卻進入氣袋,氣袋張開形成氣墊,將乘員與車內裝備隔開,60 ~100ms 後氣袋排氣孔打開,氣囊泄氣並收縮。氣體的阻尼作用吸收了碰撞的能量,緩解了氣囊對乘員頭部和臉部的壓力,乘員陷入較柔軟的氣囊中,使得乘員得到保護。最後氣體全部從排氣孔排出,氣囊癟下。為安全氣囊系統基本裝車形式,圖中 DAB 是駕駛員氣囊,PAB 是乘員氣囊,PSB 是安全帶預緊裝置。
由於安全氣囊系統屬於汽車安全部件,它所採用的電子器件均有較高的特殊性能要求,需要精度高、可靠性好、抗干擾能力強等特點。
常規安全氣囊的電子控制系統包括加速度感測器和 MCU 等。當前國內外氣囊廠家常用的安全氣囊感測器為微機電系統(MEMS)感測器,MEMS 感測器的感應范圍比較寬,可以感應 1G 到 100G 值的加速度,感應方向可從單軸向到三軸向,在正面、側面、垂直三個方向感應汽車碰撞過程中的加速度變化,並輸出模擬信號。
安全氣囊控制要求 MCU 運算能力強、I/O 口充足等,從可靠性角度考慮,需要使用汽車級的具有一些特殊功能模塊的 MCU 。根據系統性能的不同要求使用的 MCU 有 8 位、16 位,對於更復雜的系統,許多氣囊系統供應商已經採用了 32 位的高性能。
現代安全氣囊系統由碰撞感測器,緩沖氣囊,氣體發生器及控制塊等組成。氣體發生器。安全氣囊系統要求氣體發生器能夠在較短的時間內(30 ms 左右)產生大量的氣體充滿氣囊,產生的氣體必須對人體無害,且不能溫度太高,同時要求氣體發生器有很高的可靠性和穩定性。氣體發生器主要有:壓縮氣體式、煙火式和混合式三種型式。混合式氣體發生器是壓縮氣體式和煙火式相結合的發生器,也是目前廣泛應用一種 氣體發生器。控制裝置。一般集成 在 微 計 算 機 中 。 當 汽 車 發 生 碰 撞 事 故時 , 電 控 裝 置 接 收 多 個 傳 感 器 傳 來 的 車 身 不 同 位 置 的 減 速 信 號 , 經 過反 復 不 斷 的 分 析 、 比 較 、 計 算 , 決 定 是 否 發 出 點 火 信 號 。 要 求 控 制 裝置 能 夠 在 復 雜 的 碰 撞 情 況 下 作 出 非 常 准 確 的 判 斷 , 點 火 時 刻 也 必 須 精確 控 制 。
雖然安全氣囊在結構上會有所不同,但其工作原理基本一致。汽車行駛過程中,感測器系統不斷向控制裝置發送速度變化(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(即真正發生了碰撞),則控制裝置向氣體發體發生器發出點火命令或感測器直接控制點火,點火後發生爆炸反應,產生 N2 或將儲氣罐中壓縮氫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。
安全氣囊根據安裝的位置及保護對象不同,主要分為:對駕駛員進行保護的氣囊,裝在方向盤內,防止駕駛員與轉向盤、儀錶板及前擋風玻璃發生碰撞;對前排乘員進行保護的氣囊,裝在儀錶板內,防止乘員與儀錶板、前擋風玻璃發生碰撞;對後 排乘員進行保護的氣囊,一般安裝在前排座椅的靠背上後部或頭枕內部,防止乘員與前排座椅發生碰撞。由於後排乘員受到的傷害程度較輕,後座椅安全氣囊一般只在高級轎車上使用。
汽車的安全氣囊內有疊氮化鈉、或硝酸銨等物質。當汽車在高速行駛中受到猛烈撞擊時,這些物質會迅速發生分解反應,產生大量氣體,充滿氣囊。
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,即氣體發生器分兩級點爆,第一級產生約 40%的氣體容積,遠低於最大壓力,對人頭部移動產生緩沖作用,第二級點爆產生剩餘氣體,並且達到最大壓力。總的來說,兩級點爆的最大壓力小於單級點爆。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,然後瞬時釋放壓力,以避免過大傷害。
第三章 汽車安全氣囊的應用及展望