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安全气囊相关知识大全 了解原理更安全

2011年12月01日16:17腾讯汽车[微博]综合报道我要评论(0)
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工作原理

虽然安全气囊在结构上会有所不同,但其工作原理基本一致。汽车行驶过程中,传感器系统不断向控制装置发送速度变化(或加速度)信息,由控制装置(中央控制器)对这些信息加以分析判断,如果所测的加速度、速度变化量或其它指标超过预定值(即真正发生了碰撞),则控制装置向气体发体发生器发出点火命令或传感器直接控制点火,点火后发生爆炸反应,产生N2或将储气罐中压缩氮气释放出来充满碰撞气袋。乘员与气袋接触时,通过气袋上排气孔的阻尼吸收碰撞能量,达到保护乘员的目的。

为了说明安全气囊的基本原理,这里首先说明汽车发生事故时造成乘员伤亡的原因。当汽车发生碰撞事故时,汽车和障碍物之间的碰撞称为一次碰撞,一次碰撞的结果导致汽车速度急剧下降,速度从35km/h降到零的时间约150ms左右;乘员和汽车内部结构之间的碰撞称之为二次碰撞,由于惯性的作用,当汽车急剧降速时,乘员要保持原来的速度向前运动,于是就发生了乘员和方向盘、仪表板、挡风玻璃等之间的碰撞,从而造成了乘员的伤亡.汽车安全气囊的基本思想是,在发生—次碰撞后,二次碰撞前,迅速在乘员和汽车内部结构之间打开一个充满气体的袋子,使乘员扑在气袋上,避免或减缓二次碰撞,从而达到保护乘员的目的。由于乘员和气袋相碰时,因振荡造成乘员伤害,所以一般在气囊的背面开两个直径25mm左右的圆孔。这样,当乘员和气整相碰时,借助圆孔的放气可减轻振荡,放气过程同时也是一个释放能量的过程,因此可以很快地吸收乘员的动能,有助于保护乘员。

安全气囊一般由传感器(sensor)、电控单元(ECU)、气体发生器(inflator)、气囊(bag)、续流器(clockspring)等组成,通常气体发生器和气囊等做在一起构成气囊模块(airbag module)。传感器感受汽车碰撞强度,并将感受到的信号传送到控制器,控制器接收传感器的信号并进行处理,当它判断有必要打开气囊时,立即发出点火信号以触发气体发生器,气体发生器接收到点火信号后,迅速点火井产生大量气体给气囊充气。

安全气囊最重要的指标是可靠性,如果不该点火而点火打开气囊称为误点火:如果应该点火而没有点火称之为漏点火,如果点火太晚则称之为迟点火,无论是误点火、漏点火、还是迟点火都是不能允许的。为了提高安全气囊系统的可靠性,防止电源线在碰撞中断线、电池遭到破坏,系统中备有储能电容或电池,以保证即使掉电也能够开气囊。为了监测传感器、电子电路、气体发生器;系统一般还有故障诊断模块、并设有信号灯于予以显示。汽车安全气囊系统系统一般有左右挡板传感器各一个,还有一个传感器放在含有诊断模块的控制器中,气囊有司机席(Driver Side)正面碰撞气囊和乘客席(Pssseneer Side)正面碰撞气囊,另外还有警告灯。当发生前面碰撞时,两个挡板传感器中只要有一个闭合,诊断模块就会根据送来的信号进行处理和判断,认为有必要点火后时即发出点火信号使气囊充气。

打开条件

为了保证安全气囊在适当的时候打开,汽车生产厂家都规定了气囊的起爆条件,只有满足了这些条件,气囊才会爆炸。虽然在一些交通事故中,车内乘员碰得头破血流,甚至出现生命危险,车辆接近报废,但是如果达不到安全气囊爆炸的条件,气囊还是不会打开。

安全气囊打开需要合适的速度和碰撞角度。从理论上讲,只有车辆的正前方左右大约60°之间位置撞击在固定的物体上,速度高于30KM/h,这时安全气囊才可能打开。这里所说的速度不是我们通常意义上所理解的车速,而是在试验室中车辆相对刚性固定障碍物碰撞的速度,实际碰撞中汽车的速度高于试验速度气囊才能打开。

汽车发生碰撞时的主要受力部位是保险杠和车身纵梁,为了缓冲碰撞时的冲击力,车身前部大都设计有碰撞缓冲区,而且车身的刚度分布也是不均匀的。在一些事故中,例如当轿车与没有后部防护装置的卡车发生钻入性追尾事故,或轿车碰撞护栏后发生翻车事故,或发生车身侧面碰撞等,这样的事故往往没有车身前部的直接撞击,主要是车身上部和侧面发生碰撞,碰撞车身部位的刚度很小,虽然车舱发生了很大的变形,造成了车内乘员受伤或死亡,但是由于碰撞部位不对,有时候气囊并不能打开。尤其是在侧向碰撞中,如未配置侧安全气囊,主副安全气囊由于不能达到起爆条件不能引爆。

使用缺陷

安全气囊作为提高汽车安全性的有效措施之一越来越受到人们的重视。世界各国都投人大量的人力物力致力予安全气囊的开发,使得安全气囊系统得到大力发展。在一些实际的碰撞事故中证明安全气囊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。安全气囊在使用中存在的问题有:

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,乘员和驾驶员系上安全带即可,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;产生的灼热气体也会灼伤乘员和驾驶员。

3.当乘客偏离座位或座位上无人或儿童乘坐时,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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