机电信息工程
电动汽车降价钱海傅院霞
(蚌埠学院理学院，安徽蚌埠233030)
摘要：研究一种水上安全气囊装置，并描述了其基本组成结构和工作原理。汽车防沉气囊装置主要包括了压力传感器、电控系统、气囊、激发点爆装置、气体发生装置、信号接收装置和信号接收放大器。当汽车与水面压力过大到对车内人员造成生命安全时，安装在车体底部的压力传感器就可以检测到车体落水的状况，并将这一信号以极快的速度传递给汽车防沉气囊系统的控制器，经过一系列的步骤使气囊充气。
关键词：压力传感器；触发点爆装置；气体发生装置；气囊材料
随着近些年汽车行业的快速发展，汽车进入了越来越多的中国家庭，其安全性更是备受社会关注。在众多的交通事故中，汽车落水事故致死率相对其它交通事故而言比较大。据不完全统计，我国每年会发生300余起关于汽车落水的事故，然而车内被困人员获救率却不到10C*12。因此，该项设计从被困人员的角度出发，汽车防沉气囊利用撞击水面的压力，使装置触发，将汽车浮于水面，达到保护被困人员的作
用。1汽车防沉气囊的工作原理
汽车防沉气囊采用了压力传感技术、气囊快速充气技术、控制和发生装置等装置。其基本原理是在汽车落水的一瞬间，压力感应装置探测到汽车撞击水平面时产生的巨大的撞击力，通过电子控制单元处理传感信号，并对是否需要点爆气囊做出判断，当汽车防沉气囊中的气体发生装置接收到由电子控制单元输入的点爆信号时，电子控制单元就会立即点爆气囊，瞬间产生大量气体，通过气体发生装置产生的气体的浮力，以及气囊膨胀所排开的周围水的体积使汽车从水中浮起，从而增加人们获救的时间和可能性2(
基金项目：安徽省大学生创新训练项目《汽车防沉气囊》(S201911305086)、校级新工科教学研究项目《光电信息科学与工程专业教育信息化的探索与实践》(2020XGKJY17)。
作者简介：钱海(2000-)，男，安徽铜陵人，本科，研究方向：光电产品设计工作。
通讯作者：傅院霞(1981-)，女，安徽潜山人，副教授。2汽车防沉气囊组成结构
2.1压力传感器
压力传感器是指能够将汽车的所受压力实时地转变为相应电流信号的仪器。压力传感器以一个可以产生变形的精密元件为基准，设置一定程度的弹性形变量为触发点。当压力产生的弹性形变和电压量达
到触发点的启动位置时，压力感应器就会判断该车掉入水中并迅速给电子控制系统发出一个电信号，使电控装置迅速开启并激发汽车防沉气囊点爆装置让气体发生器开始工作，并向气囊内充气。当汽车防沉气囊工作时，压力感应信号需要由电压信号转换为可用的电流信号。电压信号主要是由压阻式压力传感器转换而来，产生的电压信号比较微弱；电流信号则为4〜20mA标准的电流信号，它是由电压信号经差分放大器处理后，再由变送芯片转换而来的。电流信号通过线路来进行远距离的信号传输，紧接着传送到主机端，然后再由主机端通过内部电阻来将电流信号进行转换，成为电压信号囚(由此得到的电压信号还需要被转换成为数字信号，这个是由A/D转换器来完成的。数字信号再经由单片机程序的处理及相关变换后便可以得到实际的压力信号。
2.2汽车防沉气囊的电子控制器和气体触发器
电子将通用单片机进行相关程
的书写。首先需要选取一个51单片机，将相关的触发程序和一些子程序来写入单片机的ROM之中。将把压力传感器的信号传出接口接到单片机的输入端口。当压力传感器中由于压力过大产生电压和电流进入到单片机中时，会引起单片机内本身的状态发生改变。单片机会从它的记忆存储“容器”ROM中到要执行的命令，接收到命令后分析是否需要进行程序的运行，最后按照相应程序的内容来进行相应的执行。
气体的发生装置与单片机输出端相连，气体的发生器主要包括了电子感应器、化学反应原料以及细小的点火装置。当电子感应器被开关打开后，控制线路立即处于产生气体的工作状态，此时对于汽车落水是否而产生的足够大的压力信号进行判定4。若探测回路对信号的判定达到了汽车防沉气囊的开启条件,
《湖北农机化》2021年第6期
机电
信息工程
则点火装置会快速地启动，点爆器在 体发生装置电源所发出的电流信号后会进行瞬时加热，将氮
化钠等化学剂 点燃。 的化学反应会瞬间产
生 的稳
体，这种混合气体的主 分是氮气些其 较稳定的气体 ，气体对
进行 ，直至充满时气体在 时具有强
的 力） 在
膨胀的同时可以挤
开周围
的液体，最终展开至内
力相对来说比
较稳定的状 以膨胀到的最大体积状态。
2.3 气囊
首先，不是所有的材料都适用于充当汽车的防沉 气囊，对 以下 ：（1）选择的 •需具有完全的密封性，可以保证在充气的同时不会释
中所产生的气体。（2）需要用比较好的.材
， 由于吸水而产生 的 由于吸水
而导致
体积变小，从而
地浮
于 。（3）这 程度的弹性 柔软性，可以保证在 程中容纳 的气体，可以
在 上的时间加长。柔软性是
体过
多导致
爆炸从而
的 。
2.4电源
通的安全气囊一样，同时拥有
蓄电池和发动机的
电源，
用手动遥控器
以直接引发气体发生器的 电源。当
汽车掉入水中时，可能会由于进水而导致的电源失灵
状况，应该将电源包裹上相应的
散 I-， 的打开
的时间，汽
的安全性。
3 气 发流程
汽车防沉气囊触发流程如图1所示（
图1汽车防沉气囊触发流程图
4
气囊的 与测
所 装的
置 的
会导致 的 。我们给出了以下的2 适用于 的 辆。
1
： 将6 置于 的 置，
辆稳定地浮于
之上。这里，我们需要使
用2个较大的 分别置于汽车的头部与尾部下面，
另外4个分别置于靠近车轮的位置，6个气囊将会同 时 ，将
稳地停在 上。
2
： 将 的 置于 的
尾部，在汽车防沉气囊迅速膨胀时，将汽车头部插入 水中）
尾，车内
以利用后备箱来逃生（
部分车型都会
后备箱逃生通道，由于后备箱逃
生通道的开关是机械装置的，不需要通电。因此，我
用
由于车子进水了，后备箱的逃生通道由
于电路进水发生 而
大众用。这时我
'
以通过后备箱的通道进入到车辆的 ，丿 以大
声呼救，或者可以通过一些其它方式来拯救自己。
的
型的实验，首先，需要用载
汽车之家途观论坛较大的公交 进行测验，在公交
的实验中我 用
方法，但是
加安全
的 。由于公交车上
本身体积较大，可
郑州限号2020最新限号10月以打开 引
。
对于小轿车以及其它的家用型小型车辆，我们既
可以使用第1种，对于可以在车内手动打开后备箱的 车辆，我 以使用第2种方法。5 结语
本
在将 的 辆上会
全
实用# 及安装的产品。在
目前的社会中，人们已
离了贫困阶段，他们对于
生 的 全性会加长汽车
的 ）以 此
他 的出行。本文相信，在将来的 落水事故
中，如口 辆安装了
，
将会为救援科目二补考
的救援时间。同时，落水的
以通过自
的能力
或救援自己。
分夺秒的
，这是实施下一步实际行
动前所 的
，在生 前
犹豫（
因为不管是2t 重的大SUV 还是重不过1t 的小型车，
密封 ，车辆下 ，但是
入水的时间差 会很大，都是几十秒到几分钟的
事。所以当
开始下沉时
动作
装了 而
侥幸，要利用争取来的
时间，为自
份 。
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《湖北农机化$021年第6
期
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