一、汽车安全气囊的发展历程
在十多年的安全气囊研究与发展过程中,国内一些科研机构所研究得产品已经具有一定的基础,甚至部分研究成果已接近或达到国际水平。2000年以来,我国的汽车安全气囊市场需求量平均每年都在以超过200%的速度递增。目前,国内生产安全气囊企业有近20家,安全气囊的国产化率超过50%。
汽车安全气囊从一种 设想被提出, 安全气囊配件到今天在汽车上广泛应用,已经过了半个多世纪的时间。随着汽车安全气囊的普遍推广应用,安全气囊系统的各关键技术环节均成为汽车安全研究领域的重点。当前,安全气囊新技术的开发研究方向可归纳为:智能化、小型化、多样化、无污染。
汽车安全气囊的基本思想是 :在发生一次碰撞后,二次碰撞前,迅速在司机、乘员和汽车内部结构之间打开一个充满气体的袋子,使车内人员的身体撞在气袋上,避免或减缓二次碰撞,从而达到保护车内人员的目的。
二、汽车安全气囊的结构与工作原理
(一)安全气囊的的组成
安全气囊系统主要包括:传感器、微处理器、 主气囊气体发生器和气囊。传感器和微处理器的作用是 判断撞车程度,及时传递信号;气体发生器则根据传递过来的信号指示,启动点火动作,点燃固体燃料并急速产生气体向气囊充气,使气囊迅速膨胀。当然,为了防止气体泄漏,气囊内层会涂有密封橡胶;同时气囊设有安全阀门,当充气过量或气囊内的气压超过一定数值时,会通过安全阀门自动泄放部分气体,避免将车内人员挤压受伤;气囊中所用的气体多是 安全性较高的氮气。
(二)安全气囊的分类
按安全气囊数量分类,可分为单安全系统,双安全气囊系统和多安全气囊系统:
(1)单安全气囊系统:整车系统只是 在驾驶员侧的转向盘中安装拉一个安全气囊。
(2)双安全气囊系统:近几年生产的新型汽车大多都采用双安全气囊系统,就是 在主驾驶员侧和副驾驶员侧各安装了一个安全气囊,如奥迪、迈腾、高尔夫及捷达等轿车均采用的是 双安全气囊系统。
(3)多安全气囊系统:在一些车中,全车配备了6个气囊和18个气帘,分别位于车内前排正、副驾驶位,前后车门两侧各两个,18个气帘分布在前后挡风玻璃处,侧面视窗处,对车内所有人员提供了来自各个方向的撞击的较有效保护。
(三)安个气囊的工作原理
安全气囊系统的作用:当汽车在高速行驶中,突然遭受碰撞而导致车速急剧变化时,气囊迅速膨胀,在司机、车内乘员与车内构件之间迅速铺垫一个气垫,使司机、车内乘员头部与-等关键部位压在充满气体的气囊上,利用气囊的阻尼作用来吸收人体产生的动能,缓冲人体受到的冲击,从而减轻车内所有成员遭受伤害的程度。
负气囊发生器使用的气体通常为氮气,是 由三氮化钠固体受热分 解释放(2NaN3->;2Na+3N2)。若汽车瞬间减速力达到安全气囊设定值以上时,传感器和微处理器就会传递信号,启动点火,触发充气装置,然后充气装置内的三氮化钠会产生剧烈的化学反应,使气囊在瞬间充满氮气,以缓冲乘员所受到的冲击,保护乘员头部及其它部位免于撞击方向盘等车内构件。在气囊开始泄气时,气囊依然在继续吸收动能。整个过程(由充气、保护、泄气组成)在不到一秒钟内完成。
安全气囊的整个动作过程可细分为如下几个环节:
(1)汽车碰撞刚发生10ms后,安全气囊开始充气,但此时驾驶员尚未动作;
(2)汽车碰撞发生40ms后,气囊完全充满气体,此时人体由于惯性向前移动。安全带开始预收缩,以吸收部分能量;
(3)汽车碰撞发生约60ms时候,驾驶员的头部及躯干撞向气囊。此时,气囊内的气体通过节流孔排气,吸收人体与气囊之间的碰撞能量;
(4)汽车碰撞发生约120ms,气囊内大部分气体从节流孔排出,驾驶员前方视线得以恢复。
注:人一眨眼的时间约为200ms,因此整个安全气囊的工作过程是 非 常短暂的,用人的肉眼根本无法看清。
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