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1、1论安全气囊的发展与运用论安全气囊的发展与运用（作者单位与署名）摘摘 要：要：汽车用安全气囊是技术纺织品领域里的一项重要用途，历经半个多世纪的发展，从军用安全技术系统转向民用小汽车安全防护系统，并在各个技术环节都取得了许多进步，汽车用安全气囊在国外发展速度较快，在国内也已开始了研究与应用工作。文章介绍了国内外汽车用安全气囊的发展及应用，并展望了安全气囊进一步发展的趋势。关键词：关键词： 安全气囊，汽车 一、简述安全气囊的定义及作用安全气囊是现代轿车上引人注目的高技术装置。安装了安全气囊装置的轿车方向盘，平常与普通方向盘没有什么区别，但一旦车前端发生了强烈的碰撞，安全气囊就会瞬间从方向盘内“蹦”
2、出来，垫在方向盘与驾驶者之间，防止驾驶者的头部和胸部撞击到方向盘或仪表板等硬物上。安全气囊面世以来，已经挽救了许多人的性命。研究表明，有气囊装置的轿车发生正面撞车，驾驶者的死亡率，大轿车降低了 30%，中型轿车降低 11%，小型轿车降低 14%。安全气囊主要由传感器、微处理器、气体发生器和气囊等部件组成。传感器和微处理器用以判断撞车程度，传递及发送信号；气体发生器根据信号指示产生点火动作，点燃固态燃料并产生气体向气囊充气，使气囊迅速膨胀，气囊容量约在(50-90)L。同时气囊设有安全阀，当充气过量或囊内压力超过一定值时会自动泄放部分气体，避免将乘客挤压受伤。安全气囊所用的气体多是氮气或一氧化碳
3、。二、汽车安全气囊发展概述现在，随着汽车技术的进步和道路条件的改善，汽车行驶的速度越来越快，车流量也越来越大，安全隐患也越来越严重，交通事故逐年递增。因此，确保汽车行驶的安全性，解决乘车人员的安全越来越受到人们的重视。而在汽车上装配安全气囊就是一种有效的解决方法。1国外安全气囊的发展 安全气囊的雏形是美国人 Jhon.W.Hetrick 发明的安全气垫。1952 年 Hetrick 发明了他自己之称为“汽车安全气垫”的装置，用来减轻急刹车或正面碰撞带来的严重伤害。这是一种纯机械装置。用于使气囊膨胀的压缩空气贮存在一个压力容器中，连接着弹簧的质量块用来感应汽车的减速度。当质量块产生位移时，能打开
4、一个阀使压力空气从压力容器中冲出来，以使气囊膨胀。气囊可装在方向2盘中、手套箱门上、仪表板上部以及前排座椅的靠背。早期的空气囊主要用于与其它安全装置一起防止飞机着陆时与地面的碰撞。1960 年，安全气囊技术开始在原有的基础上研制并转为民用。60 年代末,美国高速公路交通安全委员会(NHTSA)开始建议制定一个可选择的安全气囊法则，鼓励汽车厂商去发展安全气囊。 70 年代，美国通用，福特，德国奔驰，日本丰田等汽车公司以及美国 MORTON 公司、TRW 公司、德国 TEMIC 公司、ICT 研究院、日本 DAICEL 公司、瑞典 AUTOLIV 公司等均开始投入大量资金和人力研究与发展安全气囊，
5、其中 1971 年 5 月德国的一个研究小组成功地将火箭推进技术应用于汽车安全气囊。这些综合力量使安全气囊的研究与发展进入了一个全新的发展阶段。 1 ! S1 R# K1 d5 H1984 年，美国高速公路交通安全委员会(NHTSA)在闻名的“联邦汽车安全标准”中的208 条款乘员碰撞保护(Federal MotorVehicl Safety Standard208，简称 FMVSS208)中增加了安装气囊的要求，这为安全气囊的发展和使用提供了一个明确的法则及指导方向。FMVSS208 条款是汽车安全气囊发展史上的一个重要的里程碑。此后，欧洲也颁布了ECER94 法规，紧接着日本丰田、本田，美
6、国福特、克莱斯勒，德国宝马，瑞典富豪等汽车公司纷纷开始销售配有安全气囊的汽车。 20 世纪 90 年代后期，美国、欧共体、日本已正式立法在汽车上配置安全气囊,双气囊已成为绝大多数主流轿车的标准件。2国内安全气囊的发展 我国对汽车安全气囊的研究起步较晚。上个世纪 80 年代末我国的一些汽车碰撞安全和军工专家才开始关注汽车安全气囊的研究和发展。 “ f& X6 e* “ v9 q随着世界汽车进军我国，我国的汽车工业迎来了前所未有的发展契机。1992 年，我过自行研制的 FS-01 安全气囊通过撞车试验。我国的政策法规也对我国汽车工业的发展提供了良好的发展空间。 在我国“九五”规划期间和“十五”规划
7、中,国家经贸委和汽车行业将安全气囊列为我国汽车零配件三大重点发展项目(电子喷油系统、防抱死制动系统和安全气囊系统)之一，尤其是在 1999 年 10 月 28 日，国家机械工业局发布关于正面碰撞乘员保护的设计规则 。这个设计规则明确提出对汽车乘员在发生汽车碰撞时的安全标准。所述的安全要求。这项发布间接地对汽车配置安全气囊提出了新的要求,这无疑是中国安全气囊发展史上的一个进步,同时也对安全气囊的研究与发展指明了正确的方向和注入了新的活力。 在十多年的研究与发展过程中，国内许3多大学与事业公司的研究与产品已初具基础，其中部分研究与技术已接近国际水平。清华大学的黄世霖等人在汽车碰撞实验研究中，系统地
8、研究了多种国产汽车中安全气囊的匹配技术对汽车安全气囊的点火控制模拟、汽车碰撞的过程模拟和实验验证以及有关软件在汽车安全气囊系统设计中的应用等方面作了大量工作，对国内的汽车安全气囊研究具有重要的指导作用。坐落在锦州经济技术开发区的锦恒公司是国内唯一一家具有自主知识产权的汽车安全气囊生产企业，其生产能力和所占市场份额在国内最大。锦恒公司建有国内一流的研发中心，实验室通过了国家 CNAL 认证，具有正面碰撞、角度碰撞、柱撞、侧面撞等实车碰撞试验能力和台车试验能力。公司的主要碰撞、检测设备和组装生产线均由国外引进，技术装备水平国内领先。他们通过引进美国公司的安全气囊生产技术，开发出填补国内空白的机械式
9、安全气囊产品；与一汽汽研所共同承担了国家“九五”汽车电子产品攻关计划，开发出具有独立知识产权的电子式安全气囊产品。目前，该公司共为国内 20 多个汽车生产厂家的 30 多个车型研发、配套安全气囊，已形成单班年产 20 万套安全气囊总成、120 万只气囊、15 万只饰盖的生产能力，是国内同行业中首家实现为整车配套的企业。今年，他们还与国际闻名的安全气囊供给商签订加工安全气囊零部件的协议，产品将走向欧洲、北美等国家。 5 K“ v6 V5 _* o# T) s2000 年以来，我国安全气囊市场需求平均每年都有超过 200%的速度在增长，到 2004年我国安全气囊市场总配套量接近 400 万套。目前
10、，国内生产安全气囊企业有近 20 家，2004 年产量超过 200 万套，安全气囊的国产化率超过 50%。国内安全企业的生产和配套市场基本上分外资企业和国产企业两大阵营。外资企业主要以Autoliv、Plast、Takawa、Mobis 等为代表，国内 80%以上的安全气囊由他们生产，外资企业占据着我国安全气囊的中高端配套市场。国产企业主要是以锦州锦恒、东方久乐、上海比亚迪等为代表，他们国内安全气囊的产量只占 15%左右，主要在一些国产化的经济型乘用车有所配套。我国安全气囊在经历安全气囊的进口高峰后，进口安全气囊的高速增长是势头已经跌落，2005 年上半年已经出现进口负增长。目前，进口安全气囊
11、在国内配套市场所占比重不到一半。2004 年底开始，跨国安全气囊企业相继在中国投资气囊组件的生产，加强了安全气囊上游零部件本地化供给配套的能力。到 2007 年，我国 80%以上的安全气囊组件将实现本地化生产。目前，我国安全气囊零部件 ECU、气体发生器、气袋、布料的国内采购率只有 5%左右，气囊组件配套还有很大的发展空间。 8 ?* Z9 u33.汽车安全气囊技术的发展趋势汽车安全气囊作为一种设想提出来后到4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
12、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、小型化、多样化、无污染的方向发展。（1）安全气囊的智能化 传统的正面碰撞安全气囊系统是根据前座乘员的常规乘座位置和气囊的理想点火时刻为原则设计的。但是在实际的汽车碰撞事故中，影响气囊保护性能的因素很多，例如乘员的身高和体重、乘员相对于方向盘或仪表板的位置、碰撞的剧烈程度等等。不同的碰撞条件及乘员和乘员的位置的变化会导致乘员不是在最佳时刻与气囊接触，从而降低对乘员的保护效果。为了充分发挥安全气囊的保护效果，自适应式或称为智能型安全气囊的概念也就应运而生。近年来，智能型
13、安全气囊的研究致力于开发一种能够最大限度地保护乘员的安全气囊系统。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。智能型气囊的关键技术之一是先进的传感系统和电子运算系统，它们在事故发生的短暂时刻内能够提供可靠的碰撞环境的信息。这些信息包括汽车碰撞的剧烈程度，碰撞的方位，乘员的身材、体重、位置，乘员是否系有安全带。智能气囊系统根据原有探测的信息作出判决怎样调节和控制气囊的工作性能，使气囊能充分发挥其保护效果。（2）安全气囊的小型化缩小安全气囊总成的体积是当前发展的趋势之一。新型发生器工作时，压缩气体从气罐中喷出充满气袋。这种发生器气体产生率高，因而尺寸小，便于安装布
14、置。（3）环境保护型安全气囊 采用压缩气体的气体发生器对人体无毒害，且易于回收处理，没有环境污染的问题。（4）安全气囊的多样化 驾驶员和前座乘员安全气囊已成为轿车生产中的标准设备，作为正碰撞事故中的安全措施。侧面碰撞气囊正在迅速发展。不同设计形式的侧碰撞气囊可分别安装在坐椅靠背外侧、车门中部、车身中立柱、车身顶部与车门交界部位。这些安装在不同部位的侧碰撞气囊可分别起到保护乘员头部、胸部和臀部的作用。正在研制的新型保护气囊还有以下 5 种：安装在转向盘下方膝垫部位的安全气囊可保护下脚在正碰撞中免受伤害。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。安装在前座椅靠背上的安全气囊以保
15、护后座乘员。安装在汽车发动机罩下的安全气囊，保护行人。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。5安全气囊是一种集机械、电子、化学、纺织等多学科于一体的高新技术产品。新型安全气囊的开发研究对新技术提出了更高的要求。特别是对其可靠性的要求可与航空、航天产品的可靠性相比。国外先进的安全气囊系统的失效率均控制在百万分之一以下。随着科学技术水平的发展，各种新型气囊将会逐步装备到汽车上，使得汽车的安全性得到进一步的完善。尽管安全气囊是保护汽车乘员免受伤害的重要措施之一，但是还必须牢牢记住乘员的安全是由汽车的整体安全性能决定的，也是由乘员的安全意识来决定的。因此汽车乘员即使在装
16、有安全气囊的汽车上也要应用其他的安全措施，以使乘员得到最佳的保护效果。汽车的前车身一般都设计有相应的吸能区，比如梯形结构钢梁、孔式结构、褶皱式造型、波纹管状结构等，都可在正面碰撞后有效地吸收能量，防止乘员受伤。每种车型由于设计不同，采用的吸能区的形式也不同，但是最终能否发挥作用，还是要通过试验来验证。买车时的另外一个考虑因素是大众对于这款车子的口碑。一款好的车型肯定会在经销商和用户中口碑相传，包括对于交通事故的反映情况。沃尔沃在欧洲不仅仅是 NCAP 系统评测的五星级，在用户中的安全口碑也很好。此外，购车时也应考虑必要的安全配置。比如，ABS 可以使车子在用力刹车时保持车子的操控性，防止跑偏、甩尾造成事故。有的车子还采用了高级的安全配置，双悬架系统在制动时可以使悬架的刚度突然加大，保证制动时的车身平稳。4.对汽车安全气囊的十种知识介绍汽车安全气囊是 20 世纪汽车上的十大发明之一，但也曾因成本高、安全性能上不稳定而倍受争议。安全气囊的作用到底有多大？安全气囊是否是必要的？安全气囊是绝对安全的吗？（1）对大多数汽车来说，安全气囊属被动安全
