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1、安全气囊的工作原理 典型的气囊系统包括二个组成部分：探测碰撞点火装置（或称传感器），气体发生器的气囊（或 称气袋）。当传感器开关启动后，控制线路即开始处于工作状态，并借着侦测回路来判断是 否真有碰撞发生。如果讯号是同时来自两个传 感器的话才会使安全气囊开始作用。由于汽 车的发电机及蓄电池通常都处于车 头易受损的部位，因此，安全气囊的控制系统皆具有自 备的电源以确保作用的 发挥。在判定施放安全气囊的条件正确之后，控制回路便会将电流 送至点火 器，借着瞬时快速加热，将内含的氮化钠推进剂点燃。在近乎爆炸的化学反应 快 速发生的同时，会产生大量无害的以氮气为主的气体，将气囊充气至饱满的 状态，并借着
2、强大的冲击力，气囊能够冲开方向盘上的盖而完全展开，以保护 驾驶者头部不受伤害。同 时在推进剂点燃的过程之中，点火器总成中的金属网 罩可冷却快速膨胀的气体，随即气囊 可由设计好的小排气口排气，以发挥逐渐 缓冲功能，并避免在车身仍继续移动时阻碍碰撞 后的视线安全性能。1953年8月18日，J.W.HETRICK取得了第一个美国安全气囊的专利权， 但是直至1984年汽车碰撞安全标准（FMVSS208）在美国经多次被废除后又重新被认可并开 始实施。从此以后，安全带、安全气囊、安全的车身结构等在技术上取得了不断突破。随着 CMVDR294碰撞安全法规在中国开始实施，国内消费者对汽车被动安全性能的要求也越
3、来 越高。技术构成：汽车安全 技术的进步使人们更能体验到行车的乐趣。最初的安全带是由瑞典人发明的。安全气囊的出 现要晚一些，它是由折叠好的气囊（安装在方向盘上）、充气器、点火器、氮气固态粒子和相 应的线束连接而成的，其中，检测碰撞强度的加速度传感器集成在安全气囊控制器内。工作过程：当碰撞发生时，控制器根据传感器发出的加速度信号，识别和判断碰撞的强 度，当碰撞强度达到设计条件时，引爆气囊的传感器迅速触动点火器引爆氮气固态粒子，形 成迅速膨胀的气袋，以缓冲前排乘客所遭受的冲击力度，主要保护其头部不受伤害。当然不 必紧张，传感器会自动计算所受到碰撞的强烈程度，不会因驾驶员操作不当、汽车遇到小的 障碍
4、或较轻的碰撞而导致气囊错误起爆。打开原则：轻微的碰撞不会打开安全气囊。 一般说来，只有在车辆正面一定角度范围内才是打开安全气囊的有效碰撞范围，后碰、侧碰、 翻转都不会引发安全气囊打开。如：桑塔纳2000升级版在车身正面左右各30度以内受到 重创时才会打开安全气囊。安全气囊打开的必要条件：A、车速一般在50公里/小时以上，但关键因素是碰撞发生时的加速度（在国家鉴定试验中， 碰撞瞬时的加速度约为-40g；B、正面行驶；C、碰撞物体：刚性墙壁或障碍物；D、打开时间：在碰撞发生后的几十毫秒内。E、碰撞物体的刚性：车辆以50公里时速撞向墙壁和撞向沙堆的效果截然不同，因此50公 里/小时只是相对速度，只有
5、当实际碰撞满足条件时，安全气囊才会自动打开。需要强调的是，系好安全带是安全气囊发挥保护作用的一个重要条件。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。安全气囊系统称为SRS,相对于安全带，安全气囊只是一个辅助保护设备。安全气囊 是用带橡胶衬里的特种织物尼龙制成，工作时用无害的氦气
6、填充。此系统由一个传感器激活， 该传感器用于监视碰撞中汽车速度减小的程度。在碰撞发生的早期，安全气囊开始充气，安 全充气大约需要0.03秒。安全气囊可以非常快的速度充气十分重要，这能确保当乘客的身 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。如果前排装备了安全气囊，不要让6岁或140CM以下的儿童坐在前座，更不要将婴儿 座椅安置在前乘客座。安全最为重要现场爆破的
7、安全气囊是VOLVOS80的双段式前安全气囊，分为两段激 活式，能够根据碰撞强度设定气囊的充气压力，更加人性化地保护驾驶者的人身安全。严重 碰撞时，气囊迅速充气，压力最大；非严重碰撞时，气囊先充70%的气体，经过0.1秒的 间隔后再充30%的气体，从而来减小充气压力，让人的头部与气囊更柔和地接触。 VOLVOS80轿车配备有22个安全气囊，有前部先进的双段式安全气囊，安装在前乘客座 上的保护乘客胸部的SIPS防侧撞气囊，还有保护侧面乘客头部的IC气帘等。瑞典VOLVO轿车以安全高质闻名于世，1959年VOLVO的工程师发明了三点式安全带， 至今已拯救了数百万人的生命。在正面撞车时，安全带是最重
8、要的安全设施，但实际上在严重碰撞中它也只能避免头部 受重伤。因为尽管有安全带，但在发生严重碰撞时人的上身还是会由于巨大的惯性而往前冲。 所以安全带只有与气囊配合起来，才能使乘客在重大事故中得到最好的保护。化学原理：汽车的安全气囊内有叠氮化钠（NaN3）或硝酸铵（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；硝酸铵分解产生大量的一氧化二氮（N2O）和水蒸气 安全气囊的作用：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
9、撞，安全气囊就 会瞬间从方向盘内“蹦”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
10、气或一氧化碳。在被动安全方面，除了驾驶员侧有安全气囊外，有些轿车前排也安装了乘客用的安全 气囊（即双安全气囊规格），乘客用的与驾车者用的相似，只是气囊的体积要大些，所需的气 体也多一些而已。 206全系车均配有正面双安全气囊，面世以来，已经挽救了许多人的性命。 另外，有些轿车还在座位侧面靠门一侧安装了侧面安全气囊在汽车发生撞车并达到一定的撞击强度的瞬时，控制电路对传感器发出的信号迅速作 出响应，引燃气体发生器，利用热空气的急剧膨胀原理，使气囊袋在撞车后的极短时间内迅 速充胀，及时地在司乘人员的前方生成一个气垫，从而减缓撞击力，使人的头部和胸部得到 一定的保护。发生正面严重撞车事故时，安全气囊系
11、统可对前排乘员的头部及胸部提供附加保护，但安全 气囊系统仅是汽车被动安全系统中的一部份，决不能取代座椅安全带。$ $只有佩带安全带，安全气囊系统方能发挥其保护作用。基于安全方面的考虑，车辆行使 时，前排乘员必须佩带安全带。安全气囊警告灯将点火开关旋至“ON”立置时或在发动机起动时变亮，6秒钟后警告灯自动熄灭。这表明安 全气囊保护系统工作正常。如果安全气囊警告灯出现下述情况，请尽快与海马汽车销售服务店联系。1将点火开关转到ON位置时，警告灯不亮。2 发动机起动后，警告灯仍然亮着。3 行驶时警告灯点亮或时而闪烁时而熄灭。 警告灯不亮，表示安全气囊待发状态不正常，一旦发生事故，安全气囊不能正常触发。
12、 擅自维修或改动安全气囊系统是危险的，安全气囊有可能意外激活或失效，这会导致严重伤 害。绝对不能擅自改动安全气囊系统，所有的维修服务只能由海马汽车销售服务店进行。安全气襄的改进和引用1. 磁电式传感器的采用 传感器的触发通常有：开关式，纯机械式，单点电子式，侧撞式，应变式等。目 前国际上对汽车上安全气囊的传感器触发方式也没有一个统一标准。 不仅是因为其种 类繁多，而且是因为装于车身上不同位置的传感器触发方式也不同。为使传感器能 够方便地安装在各个需要的感应部位，使其能够正确、适时地感应碰撞，可选用磁电 式传感器。磁电式传感器可以安装在车身上的任何位置，只要稍微调整一下某些参数值，使 得其能够识
13、别峰值为 0588 m/s ：和时间脉冲为 0-20 ms 的碰撞加速度信号即可。只 要碰撞加速度峰值和时间脉冲宽度同时满足条件，就会向气囊发出触发信号，展开气 囊，对人体进行保护。传感器结构如图 1 所示，它由外壳（非磁性材料）、磁性材料、惯性体（非磁性 材料）、连接在惯性体上 的软铁、支持和调节位移幅值的弹簧、安装在与外壳连接的 凸柱内的永久磁铁和绕制在软铁上的线圈及引线组成。当传感器受到碰撞加速度时， 惯性体产生反向加速度，导致通过线圈的磁通量发生变化，在线圈引线两端产生钟形 脉冲信号，当调整弹簧刚度时，可改变加速度信号的宽度。传感器的信号判别电路由三部分组成：信号幅度判别电路；信号宽度
14、判别电路； 有用、无用信号判别电路。通过对碰撞信号进行多方位的判别，可使控制装置获取的 碰撞信号更全面，发出的点火控制更准确，从而确保安全气囊在必要的情况下展开。如何获得稳定的冲击加速度信号是研究；传感器的关键，也是保证传感器准确获 取碰撞信号的关键。 磁电加速度传感器采用落锤冲击试验装置来调整校正其感应敏感 度。释放锤头，与橡胶面碰击时，安装在锤头上面的加速度或磁电式传感器将感受到 冲击加速度。不同落高对应不同加速度；调整橡胶厚度，可改变信号宽度；调整落锤 高度，可改变信号幅度。磁电式传感器不仅电子判别电路出错率低，感应碰撞信号的可信度高而准确；而 且通过标锤落定实验可以调节它的感应范围宽度
15、，满足汽车碰撞产生脉冲的再现，从 而还可以安装于车身上任何部位。还有就是它设计简单，价格低廉，对绝大多数汽车 使用者来说都不再是望而却步的奢侈品。2. 智能化控制系统的采用对安全气囊控制系统的要求是准确判断事故的碰撞强度，控制气囊的展开与否。 针对安全气囊在使用中的缺陷，必须进一步提高控制系统灵活性、准确性，为此我们 可以采用智能式控制系统。1.碰撞传感器。 安全气囊系统中的重要部件，其功能是检测、判断汽车发生碰撞 后的撞击信号，以便决定是否展开缓冲气囊。碰撞传感器主要有三种类机械式传感器 在早期的安全气囊中使用较多，主要应用惯性原理，利用传感器中元件的惯性力克服 弹簧力来触发气体发生器。机械
16、式在加速度较低时保证不启动气囊，可靠性较高；但 只能单点传感，对机械部件的品质、精度和耐磨性要求极高。电子式传感器是一种应用最早的碰撞传感器，根据电子原理，利用电信号来反映 车身减速度，而后根据电信号来判别是否展开缓冲气囊。机电式传感器采用机电结合的方式，将机械信号转化为电子信号，再利用电子信 号点爆安全气囊。即具有机械式的优点，又能克服机械式传感器本身存在的缺陷，安 装在车身上任何位置，以便得到较好的减速信号，而且能够在同一位置安装多个传感 器。2.缓冲气囊。 气囊一般由防裂性能好的聚酞胺织物制成，它是一种半硬的泡沫塑 料，能承受较大的压力；经过硫化处理，可减少气囊冲气膨胀时的惯性力；为使气体 密封，气囊里面涂有涂层材料。气囊的大小、形状、漏气性能是确定安全气囊保护效 果的重要因素，必须根据不同汽车的实际情况来确定。目前，安全气囊系统开发人员正在根据神经网络原理开发智能型气囊系统。它主
