关键词：被动安全；关键部件；故障模式；安全
中图分类号：U46 文献标识码：A
1汽车被动安全系统组成及其功能
1.1安全车身（吸能式车架）
车架设计的最优设想是，在面临碰撞时车架会以哪种形式弯折，从而最大程度保留完整的车体结构，形成安全空间，为后续的成员救援和逃脱带来更大机会。
1.2防撞钢梁
前后防撞梁的意义就是车辆第一次承受撞击力的装置，在车身被动安全方面有一个重要理念就是一点受力全身受力。说白了就是当汽车车体的某一个位置受到了撞击，如果仅仅让这一部位去承受力的话，那么达到的保护效果会很差。
1.3安全气囊
车辆碰撞时，汽车的动能瞬间变化，驾乘人员由于惯性仍然保持原有的运动状态，安全气囊就是要停止驾乘人员的惯性运动，从而尽量减少人员的伤害。所谓的安全气囊通俗来讲就是在碰撞中自动弹出的一种充气垫，对人体起到缓冲和包裹阻隔的保护作用。
1.4汽车安全座椅
行车中，乘员坐在座椅上，因此座椅无疑成为将乘员与车身连接在一起的关键部件，并直接关系到行车的舒适和安全。
1.5头部保护系统
头颈部受损伤是交通事故中最常见的伤害。当车辆发生追尾碰撞时，驾乘人员的颈部很容易受伤，每十名交通事故伤员就有一名是永久性头颈部的受伤害者。可见对头部保护系统的研发深度和高度有待投入更大的力度。
1.6行人和儿童乘员保护
发动机罩盖易被碰触部位的刚度在限制程度内，如内板刚度分布和多圆锥的结构及发动机罩盖铰链结构布置等，均可一定程度在碰撞中保护行人的头部。
1.7安全带
汽车安全带的作用是当汽车遇到意外情况紧急制动时，可以将驾驶员和乘客束缚在座椅上，以避免前冲，从而保护驾驶员和乘客避免二次碰撞所造成的伤害。
2被动安全气囊系统基本部件的失效分析和改进措施
2.1气体发生器
气体发生器是气囊的主要部件，目前现代汽车多采用烟火式与压缩气体式混合型气体发
生器，其主要的工作原理是在短时间内由爆炸产生大量对人不毒害的气体来填满气囊气袋，从而起到缓冲的作用。其常见的失效模式是发生器产生的压力值过低或者过高起不到预计的保护效果，以及产生气体温度过高伤人。由于本文中所选车型的气体发生器失效概率明显高于其他关键部件，所以通过对气体发生器故障模式的分析提出以下改进意见：
（1）充气方式的改进
现阶段汽车仍以采用单级气囊为主，单级气囊为一次点火起爆，起爆压力较大容易造成对人体的伤害。采用改进充气方式后，气囊分为两次点火起爆，第一次只起爆气囊容积的60%，降低了起爆的最大压力值，减少了人体伤害的风险。并根据碰撞事故的严重性，决定是否进行二次起爆，二次起爆将点燃剩余全部气体并使气袋达到最大压力值。
（2）安装设计的改进
气体发生器的充气口应与气袋的进气口相结合，在实际的生产实践中有过装配人员将气体发生器接口与气袋接口连接错误的事件。因此应在设计之初为气体发生器设计相应的接口物理防错，避免装配人员的误操作。
（3）点火器的改进
点火器的点火的可靠性和点火时间的准确性是衡量点火器合格与否的重要标准，为保证点火器在规定的时间能完成规定的点火动作应强化点火器的可靠性，并在有可能的情况下适度增加点火器的数量以增加余度，进一步保障点火器的可靠性。
2.2控制模块（ECU）
控制模块是气囊系统的核心部件，刚性大的地方一般为防止外界的干扰多数安装在中控台内。在车辆行驶中，有车前端传感器实时监测车辆的加速度、压力的敏感信息，当监控值超过预定值就认为发生了碰撞事故。随后由控制模块向发生器发出控制信号，发生器起爆气囊。
控制模块的失效主要表现为不能准确的控制点火时间（多数为点火时间过晚），从而导致点火器触发时间偏后，气体发生器升压时间晚气袋压力不足，不能有效的保护乘客。
产生这种情况的原因一般是装备质量问题或者检验差错，选择使用了不合格的元器件，改进的方案如下
（1）控制线束固定的改进
控制线束的松动或脱落是造成控制模块（ECU）失效的主要原因，在控制模块（ECU）与控制线束接口之间设计锁止卡槽卡口，能有效的防止控制线束松动脱落。
（2）不合格原件使用的改进
在装车前进行原件的可靠性检验，并通过静态环境试验和静态静起爆试验以保证使用的控制模块电子原件的可靠性。
2.3气囊气袋
现代汽车的气囊气袋多采用能承受压力性能较好的高分子聚酰胺织物材料制成。在实际使用中为增加气囊的气密性，多在气囊内部喷有涂料涂层，并在气囊外表面做硫化处理以缓解高速充气时的冲击力。依据汽车的不同使用条件，和实际用途评价气囊气袋的因素主要有体积大小，展开形状和气密性。气袋安装在气囊饰盖之下并与气体发生器链接，在触发前规则的折叠，触发后气囊气袋后部或顶部有排气口，用以减少和保持气袋内的压力值。司乘人员受撞击与气囊接触后将气体排出从而起到缓解冲击力的作用。气囊饰盖设有撕裂线，气囊
起爆后气袋从撕裂线处弹出，以减少气囊气袋触发后的冲击力。改进方案如下：
（1）锁止螺母的改进
气囊与发生器及挡板分离是因为螺母松动，在此处改为使用锁止螺母。在锁止螺母的选择时要是选择适当的螺母残余力矩或拧紧力矩。
（2）缝纫设计的改进
在缝纫气囊的排气口时要设计倒针和重逢区，以防止排气口处撕裂。在缝纫起针和结尾处要设计有足够的倒针长度。设计时要选择合适的缝纫线，保证缝纫线的抗拉强度和抗腐蚀性。
3安全车身的改进
车身结构是保障车辆安全性的关键，车身结构设计的科学合理就能有效的降低整车装备重量，又能极大地提高车体本身的安全性为车内乘员提供更全面的保护。
3.1正面碰撞是最为常见，同时也是对乘员保护的重难点，改进措施如下
（1）前侧梁和撞击防护箱采用高强度钢板，以使车辆前部在撞击中的损坏程度降到最低。
（2）强化水箱支架及底部结构，提高撞击能量吸收效率。
（3）强化车门内板、设计出缓冲横梁，以抑制车舱变形并为驾乘人员提供足够的安全生存空间。
3.2侧面碰撞也是之一种常见的事故类型，和正面碰撞相比，它的碰撞缓冲区域相当狭小，因此对安全性设计也就要求更高。安全车声侧面碰撞防护措施：
（1）强化车侧面部件：通过将B柱加强梁采用多层高强度钢板、地板横梁增加了强化件以及将冲击梁进行最佳配比等方法增强汽车乘员车舱的强度，将车舱的损坏程度降到最低。
（2）对车顶进行加固，将撞击能量传递和分散到碰撞的相反方向上，以减小车身的变形。
4减少对行人伤害的改进
（1）发动机舱盖采用纵梁结构，在发生碰撞时减少对行人头部的伤害。
（2）发动机舱盖断面采用缓冲结构设计，减少行人身体和车辆接触时的冲击力。
（3）对保险杠前端进行加固，并在水箱支架下或后部设计安装缓冲装置，从而减少对行人腿部的伤害。
5安全带的改进
（1）预紧带安全带，在发生碰撞时预紧安全带能更准的发挥作用，瞬间收紧将乘员紧紧地束缚在安全座椅内，同时限力装置会根据碰撞能量的大小合度的放松预紧力减小约束力过大对人员造成伤害。
（2）安全带气囊的使用，因为考虑到安全带使用的便利性，一般安全带织带的宽度有限，在碰撞时对乘员的束缚作用有限并可能对乘员造成伤害。在安全带内侧安装小型安全气囊，可以极大的提高安全带的约束作用，减少了安全带正常使用对乘员的伤害。同时安全带气囊也用较好的吸能作用，更好的保证了驾乘人员的安全。
6防撞钢梁的改进
（1）采用液压缓冲器：将防撞横梁内侧通过与液压缓冲器相连接。当发生碰撞时，可以保证防撞横梁有更多的缓冲作用时间，使得防撞钢梁受力更为平衡。同时内设的液压缓冲器也有相当的吸能作用，在低速时可有效的降低碰撞强度，将损失降到最小。
（2）吸收能量性能的强化，在横梁内部或传统的吸能盒填充树脂类材料，在事故发生时，树脂材料能更好的吸收冲击能量，避免过多的能力传到进乘员舱。
（3）外部安全气囊的使用，简单来说就是将原本在乘员舱使用的安全气囊安装在防撞钢梁前部，当检查到不可避免的碰撞事故时自动起爆，进一步减少碰撞的冲击能量。
7安全座椅的改进
（1）加大坐垫的摩擦系数，防止碰撞时乘员从座椅上向前滑动，影响与安全相配合的固定作用，降低安全气囊的使用效果。
（2）安全座椅靠背内置充气系统，当碰撞发生时瞬间充气，为乘员提供更好的侧向包围，尤其是在发生翻过事故中能有效的保护乘客不与车辆内饰件相撞。
（3）加强安全座椅背部的强度，避免正面碰撞时后排乘客对前排乘客造成二次撞击，或后备箱物品对后排乘客造成冲击伤害。
参考文献
[1]吴穹，许开立.安全管理学[M].北京：煤炭工业出版社，2000.
[2]翁亦乐.现代汽车安全气囊技术汽车安全[M].北京：机械工业科技出版社，2009.
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