掌握安全气袋的保护原理 掌握安全气袋系统的组成及工作原理 了解预紧式安全带的保护原理 了解安全保护系统的发展趋势 本章由三部分组成： 安全气袋、预紧式安全带和安全系统展望，重点是安全气袋部分安全气袋和安全带两节各自独立，学习顺序可自行掌握安全系统展望的内容建立在前两部分的基础之上，应在前两节之后学习这样可以对安全保护系统有一个全面地了解 气 袋 气袋保护思想 气袋组成及工作原理 传 感 器 控制系统 气 袋 气体发生器 气袋之发展状况 气袋之关键技术 安全带 预紧式安全带作用原理 分 类 安全系统展望 展 望 汽车发生碰撞事故时，在惯性的作用下，司机和乘客会高速撞向方向盘 等车内部件，受到伤害在汽车上安装安全带和安全气袋等保护系统，可以 在撞车时把乘客约束在座椅上，限制乘客头部、胸部的移动距离，避免与车 内部件发生剧烈碰撞，从而起到保护作用所以也把这种保护系统叫做乘员 约束系统 气袋的基本保护思想是：在发生碰撞后迅速在乘员和车内部件之间打开一个充满气体的袋子，让乘员扑在气袋上。
通过气袋的排气节流阻尼吸收乘员的动能，使猛烈的车内碰撞得以缓冲，以达到保护乘员的目的安全气袋系统主要由传感器、控制器、气体发生器和气袋等组成 其工作原理为：传感器感受汽车碰撞强度并将其传给控制器，控制器进行判断并在适当时机发出点火信号触发气体发生器，气体发生器点火后迅速产生大量气体展开气袋从而达到保护乘员生命安全的目的 传感器 目前主要有机械式、机电式、电子式等几种其中电子集成式集成度高，其内部集成有加速度传感，低通滤波器，温度补偿等模块；接口简单，可靠性高；具有自测试功能，可及时发现异常现象是目前广泛应用的一种 传感方式传感方式有多点式和单点式目前正在使用的多点传感式安全气袋系统的典型配置，共有三个传感器：一个机电式左档板传感器，一个机电式右档板传感器和诊断模块中的一个电子传感器司机侧和乘客侧各有一个气袋两个档板传感器中只要有一个闭合，诊断模块就对电子传感器送来的信号进行处理和判断，当认为有必要点火时，就发出点火信号使气袋充气单点传感式安全气袋系统采用单个电子式传感器，并且传感器和点火控制模块以及诊断模块都集成在一起目前，由于点爆控制算法越来越完善，单点传感式气袋系统正在逐步取代多点传感式气袋系统 多点式和单点式二者的比较 控制系统是气袋系统的核心部件，其控制机理是各生产厂家严格保密的核心技术。
气袋控制系统要能准确判断出正撞、偏撞、斜撞、撞树等各种复杂情况的碰撞强度，并准时点爆气袋 控制系统主要有机械式、模拟电子式、智能式几种机械式控制系统主要用于低成本的气袋系统，应用正在减少 现在大部分都采用带微处理器的智能控制系统，对电子式传感器测量得到的信号进行处理，输出点爆信号其原理框图如图所示 图中安全传感器是一机电式传感器，它在不低于3g的加速度时闭合，主要是为了提高系统的抗干扰性 气袋控制器一般具备如下特性： 在不影响系统可靠性的前提下，尽量采用集成元件，元器件的个数应尽量少 元件及电路应为可测试的 减少耗电，使系统在主电源掉电情况下可继续工作 储存故障代号，以备事后诊断 气袋的形式有两种 一种体积比较大，即使乘客不系安全带也能起到良好的保护作用，主要在美国市场，因为美国法 规对安全带的佩戴没有强制性； 一种体积较小，与安全带配合使用，是将安全气袋与三点式安全带共同组成一个乘员保护系统 使之达到最佳的乘员保护效果。
这种气袋主要在欧洲市场应用，因为欧洲对安全带的佩戴有强制 性要求 混合型气体发生器性能上的优势 对温度的敏感性较低，低温条件下性能变化不大； 通过调整，容易满足客户对峰值压力、压力上升曲线、溢出气体的速度等性能的要求； 对环境有利无毒性材料；优异的抗老化性能； 气体发生器表面温度低在气体发生器作用后，其表面温度至多上升75度，塑料件可与气体发生器接触； 溢出的气体无害产生的少量非毒性颗粒，92％的颗粒是KCl，产出的颗粒浓度比采用叠氮化钠等燃烧剂的热式气体发生器低； 优异的燃烧剂抗老化性能在车体中15年无变化，推进剂不会吸湿 气体发生器有单级和两级气体发生器单级气体发生器有一个产气部件，两级气体发生器有两个相互独立的产气部件，适当组合两个部件的工作时间，即可获得不同的充气特性适用与智能乘员保护系统 安全气袋于1958年发明并申请了专利它作为汽车被动安全性研究的成果，是随着汽车被动安全性研究的深入而发展的美国通用汽车公司在1974-1976年间安装了大约一万套气袋系统，但是，由于技术上的原因又停止了生产直到90年代后，由于以下原因才得到推广和普及：碰撞试验技术的进步；公众对于安全要求的提高；安全气袋对于人体的保护效果显著。
从1970年到1990年的20年间，欧 美关于安全气袋方面的专利只有106项，而从1990年到1994年4月，有 专利464项在美国，到1995年，前排乘员的气袋安装率已超过60％ 法规规定在1997年9月1 日后出厂的轿车中100％安装司机侧和前排乘 员侧气袋在欧洲则是标准装备和选件并存，现在新车型基本都安装 有安全气袋 安全气袋的保护作用是十分显著的据美国官方公布的数字，1986年至1997年2月15日，安全气袋共挽救了1828人的生命(1639名司机，189名乘员)安全气袋同时也有副作用在上述时间段内，气袋造成38名儿童、21名司机、2个乘员死亡这些主要发生在低速碰撞的情况造成死亡的原因有如下几种：儿童及儿童座椅靠近气袋；碰撞前的制动使得儿童更加靠近气袋气袋主要造成头和颈部伤害另外矮个子司机受到的伤害也是类似原因目前欧美等发达国家对乘员保护系统的研究主要有下述几个方面： 发展低能量气袋，减少气袋对离位乘员、儿童乘员的伤害 研究侧撞气袋、翻滚气袋等保护装置 研究智能保护系统 研究膝部、小腿、踝部的保护装置 碰撞判断准确汽车的碰撞形式是各式各样的，其碰撞强度、减速度波形、车体变形等都是不一样的，但都要求气袋系统能准确地判断出强度如何，并能准确控制气袋点爆。
目前气袋系统有两种形式，一种是与安全带配合使用，当低速碰撞时，主要是安全带对乘员起保护作用，当发生高速碰撞时，才启动气袋对人进行保护，此时气袋主要保护人的面部，又称之为“面袋” 第二种是单独起保护作用，发生碰撞时，气袋要保护人的头部和胸部第二种气袋的体积较大(对司机侧气袋为60升以上)，充气时间长，充气量大，启动气袋的碰撞车速较低，造价高第一种气袋的体积较小，(对司机侧气袋为40升左右)，充气量小，充气时间短，启动气袋的碰撞车速高，造价低就我国情况看，第一种气袋更适合我国国情 气袋的点爆车速与各个国家的事故形式有关通常是根据大量的事故统计数据，总结出在不同车速的碰撞事故对乘员造成的伤害程度，据此确定何种车速需启动气袋对乘员进行保护目前国外的资料中可以得知，对使用安全带的“面袋”来说，一般规定：20km/h以下正面撞墙时，气袋不点爆；30km/h以上正面撞墙时，气袋一定点爆；20～30km/h之间为点火的模糊区，气袋可点爆也可不点爆对不使用安全带的气袋，一般是12.8km/h(8mph)正面撞墙时气袋不爆，20.9km/h(13mph)正面撞墙时气袋要点爆如果高速碰撞时气袋没有点爆(漏点火)，会造成乘员的严重伤害，是绝对不允许的。
点火时刻准确以司机侧气袋为例气袋点爆后，气体发生器的充气时间约是30毫秒对处于正常位置的50百分位假人，最佳情况下是发生碰撞时，气袋刚刚充满气体后，人的头部即与气袋接触，这样保护作用最好如果人头部接触到气袋时，气袋尚未充气完毕(迟点火)，则气袋不仅不能起到缓冲吸能作用，巨大的爆炸力反而会将人打伤如果气袋充气完毕后很长时间人的头部才与气袋接触(早点火)，由于气袋节流小孔的排气作用，气袋中没有足够的气体压力，同样会影响对人的保护作用 如果乘员乘坐位置偏离了正常位置，如司机离方向盘过近或过远，称为离位乘员气袋对离位乘员具有较强的伤害作用以司机侧气袋为例，根据美国有关机构的尸体试验结果，如果气袋点爆时尸体胸部靠在方向盘上，气袋会将其肋骨打断；如果胳膊靠在方向盘上，气袋会使得胳膊骨折气袋对离位儿童乘员的伤害尤为严重因此美国在推行低能量气袋，即延长气袋的充气时间，减少气袋爆出时的侵略性此时气袋的充气时间大于30ms，气袋的点爆时间要提前 抗粗糙路面干扰能力强气袋系统是一次性使用的安全防护系统，若意外点爆，除了会造成经济损失，由于气袋点爆时的巨大声响和体积，会对乘员造成惊吓，可能会引发不必要的事故。
因此必须具有高的抗粗糙路面干扰能力根据清华大学的总结，当汽车以20～60km/h的速度通过下述路面时，气袋不应点爆：上下110毫米高的台阶、铁路铁轨、270毫米深的坑及国标路面，计有扭曲路面、坑洼路面、石块路面、搓板路面、卵石路面等这些情况都会产生较大的汽车减速度，气袋系统必须能识别出此种状况，气袋不能点爆 高可靠性与工作稳定性 由于汽车的工作环境比较复杂，气袋必须有较高的工作可靠性和稳定性 如汽车在雨中工作； 汽车在高温气候中行驶； 汽车在寒冷的地区使用； 汽车在高海拔的地区使用； 汽车在强电磁干扰环境中等 这些环境都不能引起气袋系统的失效另外，某些时候汽车上的电瓶电压可能偏低；在发生碰撞时，可能在碰撞的最初时刻即将电瓶破坏，使气袋系统失去电源因此气袋系统要有很宽的工作电源范围，并且当电源失掉后，应能有数百毫秒的持续工作能力 安全气袋通过气袋的排气节流阻尼吸收乘员的动能以达到保护乘员的目的 主要由传感器、控制器、气体发生器和气袋等组成其中控制系统主要有 机械式、模拟电子式、智能式几种。
安全气袋系统应具满足准确判断碰撞、 准确点火、抗干扰能力强可靠性高等要求 谈谈安全气袋的组成及工作原理 第三代的智能式气袋控制系统的由哪些部分组成，它们是如何工作的？ 气袋系统在设计时应注意哪些问题？ 预紧式安全带是近年来发展的一种安全带一般，为了乘员的舒适，安全带的预紧力不能太大，安全带与人体之间总有一定的间隙，当乘员衣服较厚时，此间隙会较大在碰撞时，这个间隙将减小安全带的有效作用范围，降低安全带的效能安全带使用预紧器后，可在碰撞达到一定强度时，启动预紧器，带动锁扣回缩或卷收器回转，使得安全带缩短一定距离，有效消除间隙，可以提高安全带的作用预紧式安全带是在普通安全带上增加预紧器构成的。