安全裝備中的雙刃劍 安全氣囊技術詳解（jiě）

安全氣囊的原理及（jí）結構

安全氣囊是“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和（hé）車內（nèi）部件間（jiān）發（fā）生碰撞而造成的傷害，它（tā）通常是作（zuò）為安（ān）全帶的輔助安全裝置出現，二者共同作用。安全氣囊的保護原理是：當汽車遭受一定碰撞力量以後，氣囊係統（tǒng）就會引發某種類（lèi）似微量炸藥爆炸（zhà）的化學反應，隱（yǐn）藏在（zài）車內的（de）安全氣囊就在瞬間（jiān）充氣彈出（chū），在乘員的身體與車內零部件碰撞之前能及時到位，在人體（tǐ）接觸到安全氣囊時（shí），安全氣囊通過氣囊表麵的氣孔開（kāi）始排氣，從（cóng）而起到鋪墊作（zuò）用，減輕身（shēn）體所受衝擊力，最終達到（dào）減輕乘員傷害的效果。

通常車型的安全氣囊係統結構示意圖

常用的（de）汽車安全（quán）氣囊係統由碰撞傳（chuán）感器、控製模塊（ECU）、氣體發生器及（jí）氣囊等組成，下麵逐一為大家介紹這幾個（gè）主（zhǔ）要組成部分。

安全氣囊係（xì）統傳感（gǎn）器

安全氣囊傳感器一般也稱碰撞傳感器，按照用途（tú）的不同，碰撞傳感（gǎn）器分（fèn）為觸發碰撞傳感器和防護碰撞（zhuàng）傳感器。觸（chù）發碰撞傳感器（qì）也（yě）稱為碰撞強度傳感（gǎn）器，用於檢（jiǎn）測碰撞時的加速度變化，並將碰撞信號傳給氣囊電腦，作為氣囊電腦的觸發信號；防護碰撞傳感器也稱為安全碰撞傳感器，它與觸發碰撞（zhuàng）傳感器串聯（lián），用於防止氣囊誤爆。

按照結構的不同，碰撞傳感器（qì）還可分為機電式碰撞傳感器、電子式碰撞傳感器以及機械式碰撞傳感器。防護碰撞傳感器一般（bān）采用電子式結構，觸發碰撞傳感器一般采用機電結合式（shì）結構或機械（xiè）式結（jié）構。機電結合式碰撞傳（chuán）感器是利用機械的運動（滾動或轉動）來控製電（diàn）氣觸點動作，再由觸點斷開和閉合來控製氣囊電路的接通和切（qiē）斷，常見的有滾球式（shì）和偏心錘式碰撞傳感器。電子式碰撞傳感器沒有電（diàn）氣觸（chù）點，目前常用的有電阻應變式和壓電效（xiào）應（yīng）式兩種。機（jī）械式碰撞傳（chuán）感器常見的有水銀開關式，它是利用水銀導電的特性來控製氣囊電路的接通和切斷。

安裝在發動機艙（cāng）前縱梁上麵的氣囊碰撞傳感器，以機電式居（jū）多

控製模塊（ECU）

對於早期的汽車，一般設有多個觸（chù）發（fā）碰撞傳感器（qì），安裝位置一般在車身的前部和（hé）中（zhōng）部（bù），例如車身兩側的翼（yì）子（zǐ）板內側、前照（zhào）燈支架下（xià）麵以及發動機散熱器（qì）支架兩側等部位。隨著碰撞傳感器製造技術的發展，有些汽車將觸發碰撞傳感器安裝在氣囊係統ECU內。防護碰撞傳（chuán）感器一般都與氣囊係統ECU組裝在一起，多數（shù）安裝在駕駛艙內中央控製台下（xià）麵。ECU是氣囊係統的核心部（bù）件，大多安裝在駕駛艙內中央控製台下麵。

大多數氣囊控製模（mó）塊（ECU）都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（qì）車行駛過程中，傳感器係統（tǒng）不斷向控製裝置發送（sòng）速度變化（或加速度）信息，由氣（qì）囊控製模塊（ECU）對這（zhè）些信息加以分析判斷，如果所測的加速度、速度（dù）變化量或其它指標超過預定（dìng）值（即（jí）真正發生了碰撞），則囊控製模（mó）塊向氣體發體（tǐ）發生（shēng）器發出點火命令。

氣體發生器

氣體發生器（qì）主（zhǔ）要是用來在在較短的時間（jiān）內（30ms左右）產生（shēng）大量的氣體充滿氣囊，產生的氣體必須對人（rén）體無害，且不能溫度太高，同（tóng）時要求氣體發生器有很（hěn）高的可靠性和穩定（dìng）性。目前氣體發生器主要有壓縮氣體式、煙（yān）火式和混合式三種型式。混合式氣體發（fā）生（shēng）器是壓（yā）縮氣（qì）體（tǐ）式和煙火式相結合的發生器，也是目前廣泛應用一種氣體（tǐ）發生器。

包含氣體發生器（qì）和氣囊在內的模塊（kuài）（背麵），一般（bān）情況（kuàng）下是不允許對它們（men）進行拆（chāi）解的

氣體發生器內存儲有氮（dàn）化鈉或硝酸銨等物質。當汽（qì）車在高（gāo）速行駛中受到（dào）猛烈（liè）撞擊時，這些物質會迅速發生分解反應，產生大量（liàng）氣體（無毒無味的（de）氮氣占70%以上），充滿氣囊。而較新型的安全氣囊加入了（le）可分級充氣或釋放壓力的裝置，以防止一次突然（rán）點爆產生的巨大壓（yā）力對人體產生的傷害。分級點爆裝置（zhì），即氣體發生器分兩級點爆，第一（yī）級產生約40%的氣體容積，遠低於最大（dà）壓力（lì），對人頭部移（yí）動產生（shēng）緩衝作用（yòng），第二級點爆產生剩（shèng）餘氣體（tǐ），並且達到最大壓（yā）力。而（ér）分級釋放壓力方式（shì）就（jiù）是在氣囊（náng）袋上開有泄壓孔（kǒng）或可調節壓力的孔，一（yī）開始壓力（lì）達到（dào）設（shè）定極（jí）限，便能瞬時釋放壓力，以避（bì）免對乘客造成過大傷害。

緩衝氣囊

氣囊一般由防裂性能好的聚酞胺織物製成，它是一種半硬的高分子（zǐ）材料，能（néng）承受（shòu）較大的壓力；經過硫化（huà）處理，可減少氣囊衝氣膨脹時（shí）的衝擊力。為使氣體密封，氣囊裏麵塗有塗層材料。氣囊的（de）大小、形狀、漏（lòu）氣性能（néng）是確（què）定安全氣囊（náng）保護效果的重要因素，必（bì）須根（gēn）據不同汽車的實際（jì）情況來確定。氣囊（náng）靜止時（shí）被折疊成包，安放在（zài）氣體發（fā）生器（qì）上部和氣囊飾蓋之間，氣囊飾蓋表麵模壓有淺印，以便氣囊充氣（qì）爆（bào）開時撕裂飾蓋，並減小衝出飾蓋的阻力。氣囊（náng）背麵或頂部設（shè）置有排氣孔，當駕駛員壓在氣（qì）囊上時，氣囊受壓後便從排氣（qì）孔排氣（qì）。

氣囊和氣體發生器模塊安（ān）裝的位置

此外，氣囊係統還（hái）有備用電源，備用電源電路由電源控製（zhì）電路和若幹電容器組成。當（dāng）汽車發（fā）生碰撞導致蓄電池和發電機與氣囊係統斷開時，備用電源在一定時間內（一般（bān）為6秒）可以維持氣囊係統供電（diàn）。

為了保證轉向盤具有（yǒu）足夠的轉動角度而又不致於損傷氣囊組件的連接線束，在轉向盤和轉向（xiàng）柱之間采用了螺旋線束，即將（jiāng）線束安裝在螺旋形彈簧內（nèi）（螺（luó）旋線束也稱為螺旋（xuán）彈簧、遊絲或遊絲彈簧）。

氣囊起爆條件

為了保（bǎo）證安全（quán）氣（qì）囊（náng）在適當的時候打開，汽車生產廠家都（dōu）規定了氣囊的起爆條件，隻有滿足（zú）了這些條件，氣囊才會爆炸。雖然在一些交通事故中，車內乘員碰得頭破血流，甚至出現生（shēng）命危險，車輛接近報廢，但是如果達不到安（ān）全氣囊爆炸（zhà）的條件，氣（qì）囊還是不會打開。

安全氣囊打（dǎ）開需要合（hé）適的速（sù）度和碰撞角（jiǎo）度。從理論上講（jiǎng），隻有（yǒu）車輛的正前方左右大（dà）約60°之（zhī）間（jiān）位置撞擊在固定的物體上（shàng），速度高於30公裏/小時，這時（shí）安全氣囊才可能打開。這裏所說的速度不是我們通常意義上所理解的車速，而是在試驗室中車（chē）輛相對剛性固定障（zhàng）礙物碰撞（zhuàng）的速（sù）度，實際碰撞中汽車的（de）速（sù）度要（yào）等效於（yú）這個（gè）試驗速度氣囊（náng）才能打開。

在碰撞試驗中都是撞擊（jī）剛性物體，而實（shí）際碰撞的速度要（yào）等效於（yú）預定的速度，氣囊才會打開

汽車發生（shēng）碰撞時（shí）的主要受力部位是乘員艙骨架和車身縱梁，為了緩衝碰（pèng）撞時的衝擊力，車身（shēn）前部大都（dōu）設計有碰撞緩衝區，而且車身（shēn）的剛度公布也是不均勻的。在一（yī）些事故中，例（lì）如當轎車與沒有後部防護裝（zhuāng）置的卡車發生（shēng）鑽入性追尾事故，或轎車碰撞護欄後（hòu）發生（shēng）翻車事故，或發生車身側麵碰撞等，這樣的事故往往沒有車身前部的直接撞擊，主要是車身上部和側麵發生碰（pèng）撞，碰撞車身部位的剛度很小，雖（suī）然（rán）車艙發生了很大的變形，造成了車內乘員受傷或死亡，但是由於碰撞部位（wèi）不對（duì），有時候氣囊並不能打開。

安全氣囊使存在的缺陷（xiàn）

安（ān）全氣囊作為提高汽（qì）車安全性的有效措施之一越來越受到人（rén）們的重視，在一些實際的碰撞事故中證明安全氣囊確實具有降低（dī）乘員傷亡的功效，但也（yě）發現了其存在的一些間題。安全氣囊在使用中存在的問題有：

氣（qì）囊可能在很低的車速時打開（kāi）。汽車在（zài）很低車速行駛而發生碰撞事故時，乘員和駕駛員係上安全帶即可（kě），完全不需要安全氣囊展開起保護（hù）作用。如（rú）果這時展開氣囊反而（ér）會造成不（bú）必要的（de）浪費（fèi），甚至還可能因安全氣（qì）囊的展（zhǎn）開加重碰撞傷害。

氣囊的啟動會對乘員造成傷害（hài）。安全氣囊係統啟動時將衝開（kāi）氣（qì）囊蓋板，並且在（zài）瞬間展開充氣，很可（kě）能對乘員造成衝擊；產（chǎn）生的（de）灼熱氣體也會灼傷乘員（yuán）和駕駛員。據計算，若汽車以60km的時速行駛，突然的撞擊會令車（chē）輛在0.2秒之內停下，而氣囊則會以大約300km/h的速度彈出，而由此所產（chǎn）生的撞擊力約有180公斤，這對於頭部、頸（jǐng）部等人體較脆弱的部位就很難承。

當乘客偏離座位或座位上無人或兒童乘坐時，氣囊係統的啟動不僅起不到應（yīng）有的保護作（zuò）用，還可能會對乘員造成一定的傷害。

可以關閉的副駕駛位氣囊（náng）還是很（hěn）實用的（de）

安全氣囊的使用

由於安全（quán）氣囊係統（tǒng）存在一（yī）定危險性（xìng），同時需要正確使用才能發揮SRS係（xì）統的作用，因此對於配備安全氣囊的車輛，在日常（cháng）使用時，需要注意一些事項。在確保正確駕駛姿（zī）態的情況下，駕駛者應將座位盡量向（xiàng）後移，以便有足夠空間使安全氣囊在發生意外擴張後充分發揮其保護作用，同時駕駛者必須要係好安全帶。12歲以下的小孩應坐在汽車的後排，並扣上安（ān）全帶，絕對不（bú）能把小孩（hái）放在前排（pái），氣囊起爆時的巨大衝擊力對於他們來說甚至可能（néng）有致命的危險！

對於有氣囊的（de）車型，後排兒童安全座椅固（gù）定裝置應當得到更（gèng）充（chōng）分的利用（yòng）

小結：

雖然現（xiàn）在的汽車廠商（shāng）將安全氣囊作為重要的賣（mài）點來（lái）宣傳，但是氣囊卻是把不折不扣的雙刃劍，當你合理使用時可以起到不錯的保護作用，而遇到氣囊不能打開的情況或者不合理使用時，反而會起到副作用。還是那句話，所（suǒ）有安全設備都是輔助性的，隻有安全（quán）駕駛才是確保安全（quán）的最重要保障。