汽车安全气囊概述与工作原理
概述
汽车安全气囊是在发生碰撞后,非常短的时间内,ECU发出点火指令,气体发生器起爆释放气体,气袋重启后冲破cover而形成一个袋体,使像前冲的乘员不至于撞到方向盘或者仪表板或者其他汽车零部件上.其实就是一个用能量制约能量的过程,通俗说就是以暴制暴,呵呵,所以说是被动的.气囊起爆后是一个袋体就像一个充气的气球,能抵消很大一部分由于碰撞而对司乘人员向前的冲量和能量,从而达到保护作用.
安全气囊分布在车内前方正副驾驶位,侧方车内前排和后排和车顶三个方向.在装有安全气囊系统的容器外部都印有Supplemental Inflatable Restraint System,简称SRS的字样,直译成中文,应为“辅助可充气约束系统”.英文名称中强调了安全气囊是辅助性的设备,应该与安全带配合工作才能起到最佳的保护作用.
作用
当汽车与障碍物碰撞后,称为一次碰撞,乘员与车内构件发生碰撞,称为二次碰撞,气囊在一次碰撞后、二次碰撞前迅速打开一个充满气体的气垫,使乘员因惯性而移动时“扑在气垫上”从而缓和乘员受到的冲击并吸收碰撞能量,减轻乘员的伤害程度.
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.
需要特别说明的是,传感器只有在满足了一定的条件下才会工作.安全气囊的传感器的设计有很多种,有一部分是采用摆锤或杠杆式开关,还有的是弹簧负载的转轮式,此外还有用水银开关的产品.但不论感测器开关型式如何,都必须有足够的撞击力才能使得开关启动,同时这
个撞击力必须来自正的方向才行.通常这个撞击力约等于以时速25公里至50公里左右碰撞固定物所产生的结果.当汽车受到这种高速碰撞时,装在车前端的碰撞传感器和装在汽车中部的安全传感器,就可检测到车速突然减速,并将这一信号迅速传递给安全气囊系统的控制电脑,电脑在经过分析确认之后,才会引爆安全气囊包内的电热点火器,使气囊发生迅速膨胀.
据计算,正规的安全气囊必须在发生汽车碰撞后的秒内微处理器开始工作,秒内点火装置启动,秒内高压气体进入气囊,秒内气囊向外膨胀,秒内气囊完全胀大,此刻之后,驾车者才会撞上气囊.
可见,气囊的打开与否与撞击角度和撞击速度都有关,一般来说在汽车翻转、轻微碰撞、侧面碰撞或后面碰撞时,气囊均不会打开,比如桑塔纳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.再有一点,对于撞击速度而言,安全气囊系统测定的是撞击后车辆的减速度,因此,在做安全碰撞实验时,一般都是让车笔直地撞在不能移动且不能变形的墙上.
汽车的安全气囊
安装在方向盘中的安全气囊和充气系统
充气系统使用固体推进剂和点火器
缺陷
虽然安全气囊在一些实际的碰撞事故中证明它确实具有降低乘员伤亡的功效,但也发现了其存在的一些问题.主要有：
1.气囊可能在很低的车速时打开.汽车在很低车速行驶而发生碰撞事故时,安全带即可保护乘
员,完全不需要安全气囊展开起保护作用.如果这时展开气囊反而会造成不必要的浪费,甚至还可能因安全气囊的展开加重碰撞伤害.
2.气囊的启动会对乘员造成伤害.安全气囊系统启动时将冲开气囊盖板,并且在瞬间展开充气,很可能对乘员造成冲击.
3.当乘客偏离座位或座位上无人或是儿童乘坐时,气囊系统的启动不仅起不到应有的保护作用,还可能会对乘员造成一定的伤害.
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