安全裝備中的雙刃劍 安全氣囊技（jì）術詳解

安全氣囊的原理及結構

安全氣囊是（shì）“輔助約束係統”（SRS）的一部分，主要是為了防止汽車碰撞時車內乘員（yuán）和車內部件間發生碰撞而造成的傷害，它通常是作為安全帶的輔助（zhù）安全裝置出現，二（èr）者共（gòng）同作用。安全氣（qì）囊的保（bǎo）護原理是：當汽車遭受一定碰撞力（lì）量以（yǐ）後，氣囊係統（tǒng）就會引發某種類似微量炸藥爆炸的化學反應，隱藏在車內的安全氣囊就在（zài）瞬間充氣彈出，在乘員的身體與車內零部件（jiàn）碰撞之（zhī）前能及時到（dào）位，在人體（tǐ）接觸到安全氣囊時，安全氣囊通過氣囊（náng）表麵的氣孔開始排氣，從而起到鋪墊作用，減輕身體所受（shòu）衝擊力，最終（zhōng）達到減輕乘員傷害的效（xiào）果。

通常車型的安全氣囊係統結構示意圖

常用的汽車安全氣囊係統由碰撞傳感器、控製模（mó）塊（ECU）、氣（qì）體發生器及氣囊等組成，下麵逐一為大家介紹這幾（jǐ）個主要組（zǔ）成部分。

安全氣（qì）囊係統傳感器

安全氣囊傳感器一（yī）般也稱碰撞傳感器，按照用途的不同（tóng），碰（pèng）撞傳感器分為觸發碰撞傳感器（qì）和防護碰撞傳感器。觸發碰撞傳感器也稱為碰（pèng）撞強度傳感器，用於檢測（cè）碰撞時的加速度變化，並將碰撞信號（hào）傳（chuán）給氣囊電腦，作為氣囊電腦的觸發信號；防護（hù）碰（pèng）撞傳感器（qì）也稱為（wéi）安全碰撞傳（chuán）感器，它與觸發碰撞傳感器串聯，用（yòng）於防止氣囊誤爆（bào）。

按照結構的不同，碰撞傳感器還可分為機電式碰撞傳感器（qì）、電子（zǐ）式碰撞傳感器以及機械式（shì）碰撞傳感器。防護碰撞傳感器一（yī）般采用電（diàn）子式結構，觸發（fā）碰撞傳（chuán）感器一（yī）般采用機電結合式結構或機械（xiè）式結構。機電結合式碰撞傳（chuán）感器是利用機械（xiè）的（de）運動（滾動或轉動）來控製電氣觸點動作（zuò），再由觸點（diǎn）斷開和閉合來控製氣囊（náng）電路的接通和切斷，常見的有滾球式和偏心錘（chuí）式碰（pèng）撞傳感器。電子（zǐ）式碰撞（zhuàng）傳感器沒有電氣觸點，目前常用的有電阻應變（biàn）式和壓（yā）電效應式兩種。機（jī）械式碰撞傳感器（qì）常見的有水銀開關式（shì），它（tā）是利（lì）用水銀導電的特性來（lái）控製氣囊電（diàn）路的（de）接通和切斷。

安裝在發動機艙前縱梁上麵的氣囊碰撞傳感（gǎn）器，以機電式居多（duō）

控製模塊（ECU）

對於早期的汽車，一般設有多個觸發碰撞傳感器，安裝位（wèi）置一般在車身的前部和中部，例如車身兩側的翼（yì）子板內側（cè）、前照燈支（zhī）架（jià）下麵以及發動機散熱器（qì）支架兩側等部位。隨著碰（pèng）撞傳（chuán）感器製造技術（shù）的（de）發展，有些汽車（chē）將觸（chù）發碰撞傳感器安裝在氣（qì）囊係統ECU內。防護碰撞傳感器一（yī）般都與氣囊係統ECU組裝在一起，多數安裝在駕駛艙內中央控製台下麵。ECU是氣囊係統的核心（xīn）部件（jiàn），大多安裝在（zài）駕（jià）駛艙內（nèi）中央控製台下麵。

大多數氣囊控製模塊（ECU）都（dōu）安裝在車身中部靠近擋把的位置

典型的氣囊係統控製電路示意圖

汽車行駛過（guò）程中，傳感器係（xì）統不斷向控製裝置發送速度變化（或加速度（dù））信息，由氣囊（náng）控製模塊（ECU）對（duì）這些信息加以分析（xī）判斷，如果所測的加速度、速度變化量或其（qí）它指標（biāo）超過預定值（即真正發生了碰撞），則囊控製模（mó）塊向（xiàng）氣體發體發生器（qì）發出點火命令。

氣體發生器

氣（qì）體發生器主要是用來在在較短（duǎn）的時間內（nèi）（30ms左（zuǒ）右（yòu））產生大（dà）量的氣體充（chōng）滿氣囊，產生的氣體必須對人體無（wú）害，且不能溫度（dù）太高，同時要求氣體發生器有很高的可靠性和穩定性。目前氣體發生器主要有（yǒu）壓（yā）縮氣體式、煙火式和混合式三種型式。混合式氣（qì）體發（fā）生器是壓縮氣體式和煙火式相結合的發生器，也是（shì）目前廣（guǎng）泛應用一種（zhǒng）氣體發（fā）生器。

包（bāo）含氣體（tǐ）發生器和氣囊在內的模塊（背麵），一般（bān）情（qíng）況下是不允許對它們進行拆解的

氣體發（fā）生器內存（cún）儲有氮化鈉或（huò）硝酸銨（ǎn）等物質（zhì）。當汽（qì）車在高速行駛中受到猛烈撞擊時（shí），這些物質會迅速發生分（fèn）解反應，產生大（dà）量（liàng）氣體（無毒（dú）無味（wèi）的氮氣占70%以上），充滿氣囊。而較新型（xíng）的安全氣囊加入了可分級充氣或釋放壓力的裝置，以防止一（yī）次突然點爆產生的巨大壓力對人體產（chǎn）生的傷害。分級點爆裝置，即（jí）氣體發生器分兩級點爆，第一級產生約40%的氣體容積，遠低於最大壓力，對人頭部移動產生緩衝作用，第二級點（diǎn）爆（bào）產（chǎn）生剩餘氣體，並且達到最大壓力。而（ér）分級釋放壓力方式就是在氣囊袋上開有泄（xiè）壓孔（kǒng）或可調節壓力的孔，一開始壓力達到設定極限，便能瞬（shùn）時（shí）釋放壓力，以避免對乘客造成過大傷害。

緩衝氣（qì）囊

氣囊一般由防（fáng）裂性能好的聚酞（tài）胺織物製成，它是（shì）一種（zhǒng）半（bàn）硬的高（gāo）分子材料，能承受較大的壓力；經（jīng）過硫化處理，可（kě）減少氣囊衝氣膨脹時的（de）衝（chōng）擊（jī）力（lì）。為使氣體（tǐ）密封，氣囊裏（lǐ）麵塗有塗層材料。氣囊的大小、形狀、漏氣性能是確定安全氣囊保（bǎo）護效果的重（chóng）要因素，必須根據不同汽車的實際（jì）情況來確定。氣囊靜止時（shí）被折疊成包，安放在氣體（tǐ）發生器上部和氣囊飾蓋之間，氣囊飾蓋表麵模壓有淺印，以便氣囊（náng）充氣爆開時（shí）撕裂飾蓋，並減小衝出飾蓋的阻力。氣囊背麵或頂部設置有（yǒu）排（pái）氣孔，當駕駛員壓在氣囊上時（shí），氣（qì）囊受壓後便從排氣（qì）孔排氣。

氣囊和（hé）氣體發生器（qì）模塊（kuài）安裝的位置

此外，氣囊係統還有備用電（diàn）源，備用電源電路由電（diàn）源控（kòng）製電路和若幹電容器組成。當汽（qì）車發生碰撞導（dǎo）致蓄電池（chí）和發電機與氣囊係統斷開時，備用電源在一定時（shí）間內（nèi）（一般為6秒）可以維持氣囊（náng）係統供電。

為了保證轉向盤具有足夠的轉動角度而又不致於損傷氣（qì）囊組件的連接線束（shù），在轉（zhuǎn）向盤（pán）和轉向柱之間采用了螺旋線束，即將線束安裝在螺（luó）旋形彈簧內（螺旋線（xiàn）束也（yě）稱（chēng）為螺旋彈簧、遊絲或遊絲彈簧）。

氣囊起爆條件

為（wéi）了保證安全氣囊（náng）在適當的時候打開，汽車生產廠家都規定了氣囊的起爆條件，隻有滿足了這些（xiē）條件，氣囊才會（huì）爆炸。雖然在一些交通事故中，車內乘（chéng）員碰（pèng）得頭破血（xuè）流，甚至出現（xiàn）生（shēng）命危險，車輛接近報廢，但是如果達不到安全氣囊爆炸的條件（jiàn），氣囊還是不（bú）會打開。

安全氣囊（náng）打開需（xū）要合適的速度和碰撞角度。從理（lǐ）論上講，隻有車輛的正前方左右大約60°之間位置撞擊在固定的物體（tǐ）上，速度高於30公裏/小時，這時安全氣（qì）囊才可能打（dǎ）開。這裏所說（shuō）的速度不是（shì）我們通（tōng）常意義上所理解的車（chē）速，而是在試驗室中車輛（liàng）相對剛性固定障礙物碰撞的速度，實際碰（pèng）撞中汽（qì）車的速度要等（děng）效（xiào）於（yú）這個試驗速（sù）度氣囊才能打開。

在碰撞試驗中都是撞擊剛性物體，而（ér）實際碰撞的速度要等效於預定的速度，氣囊才會（huì）打開（kāi）

汽（qì）車發生（shēng）碰撞時的（de）主要受力部位是乘員艙骨（gǔ）架和車身縱梁，為（wéi）了緩衝碰撞時的衝擊力，車身前部大都設計有碰撞緩衝區，而且車身的剛度公布（bù）也是不均勻的。在一些事故中，例如當轎（jiào）車與沒有後部防護裝置的卡車發生鑽入性追尾事故，或轎車碰撞護欄後發生翻車事故，或發生車身側麵碰（pèng）撞等，這樣的事故往往沒有車身（shēn）前部的直接撞擊，主要是車身上部和側麵發（fā）生碰撞，碰撞車身部位的剛度很小，雖然車艙發生了很大的變形，造成（chéng）了車內乘員受傷或死亡，但是由於碰撞部位不（bú）對，有時候（hòu）氣囊並不能打開。

安全氣囊使存在的缺陷

安（ān）全氣囊作為（wéi）提高汽車安全（quán）性的有效措（cuò）施之一越來越受到人們的重（chóng）視（shì），在一些實際的碰撞事故中證明安全（quán）氣囊確實具有降（jiàng）低乘員傷亡的功效，但也發現了其存在的一些間題。安全氣囊在使用中存（cún）在的問題有：

氣囊可能在很（hěn）低的車速時（shí）打開。汽車在很低車速行駛而發生碰撞事（shì）故時，乘員和駕駛員係（xì）上安全帶即可，完全（quán）不需要安全氣囊展開起保護作用（yòng）。如果（guǒ）這時展開氣囊反（fǎn）而會造成（chéng）不必要的浪費，甚至還可（kě）能因安（ān）全（quán）氣（qì）囊的展開加重碰撞傷害。

氣囊的啟動會對乘員造成傷害。安全氣（qì）囊係統啟動時將衝開氣囊蓋板，並且在瞬間展開充氣，很可能對乘員造成衝擊；產生的灼熱氣體（tǐ）也會灼傷乘員和駕駛（shǐ）員。據計算（suàn），若汽車以60km的時速行駛，突然的（de）撞（zhuàng）擊會令車輛在0.2秒之內停下，而氣囊則會（huì）以大約300km/h的速度彈出，而由此所產（chǎn）生的撞擊（jī）力約有180公斤，這對於頭部、頸部等人體較脆弱（ruò）的部位就很（hěn）難承。

當乘（chéng）客偏離座位或座位上無人或兒（ér）童乘坐時，氣囊係統的啟動不僅起不到（dào）應有的保護作用，還可能會對乘員造（zào）成一定的傷害。

可以關閉的副（fù）駕駛位氣囊還是很（hěn）實用的

安全氣囊的使用

由於安全氣囊係統（tǒng）存在（zài）一定（dìng）危險性，同時需要正確（què）使用才能（néng）發揮SRS係統的作用，因（yīn）此（cǐ）對於配備安全氣囊的車輛（liàng），在日常使用時，需（xū）要注意（yì）一些事項。在確保（bǎo）正確駕（jià）駛姿態的情況下，駕駛者應將座位盡量向後移，以便有足夠空間使安全氣囊在（zài）發生意外擴（kuò）張後充分發揮其保護作用，同時駕駛者必須要（yào）係好安全帶。12歲以下的小孩應坐在汽車的後排，並扣上安全帶，絕對不能把小孩放在前排，氣囊起爆時的巨大衝擊力對於他們來說甚至可能有致命的危險！

對於有氣囊的（de）車型，後排兒童安全座椅固定裝置應當得到更充分的利用

小結：

雖然現在的汽車廠商將安全氣囊作為重要（yào）的賣點來宣（xuān）傳，但是氣囊卻是把（bǎ）不（bú）折不扣（kòu）的雙刃劍，當（dāng）你合理使用時可以起（qǐ）到不錯的保護（hù）作用，而遇到氣囊不能打開（kāi）的（de）情況或者不合理使用時（shí），反而會起到副作用。還（hái）是那句話，所有安全設備都是（shì）輔助性的（de），隻有安全駕駛才（cái）是確保安全的最重要保障。