安全气囊

雏形

1952年，一位美国的工程师，赫特里克（JohnW.Hetrick）在驾车时险遭车祸，当时他开车载着妻子和女儿外出游玩，突然发现前方有一块大石头挡在路中央，他猛打方向、紧急刹车，就在女儿的头快撞到仪表台时，他和妻子本能地将手臂垫在了中间，防止女儿撞伤头部。事后，赫特里克心想：“为什么不能发明一种装置，代替手臂来完成保护动作呢？”

两周之后，他设计出了一种汽车缓冲安全装置，其原理是在发动机罩下装一个盛满压缩空气的储气筒，当汽车受到正面碰撞时，惯性冲击力促使一个滑动重块向前移动，推动储气筒，并将隐藏在方向盘中央以及仪表板旁的空气袋快速充气，从而形成“气垫”，减少车内人员受到的伤害。

1953年8月18日，赫特里克取得了美国“辅助乘员保护系统”（Supplementary Restraint System；SRS）专利，这就是安全气囊的雏形。

当然，事物的开展不是万事如意的，安全气囊从获得专利到使用推行，居然走了三十多年的工夫，阅历了几上几下的曲折，由于汽车制造商以本钱理由回绝承受平安气囊安装。

在取得了专利之后，赫特里克先生却遭遇了四处碰壁的情况。当时的赫特里克为美国几大著名的汽车企业服务，他将安全气囊的想法告诉各企业的高层，得到的答复是，虽然他们对他的这项发明很感兴趣，但有两个技术难题在当时是无法攻克的，一是如何让汽车精准地判断气囊打开的时机，二是如何瞬间让气囊充满气体。于是赫特里克的发明就停留在了设计图上。

事情在1966年出现了转机，美国陆军对爆炸真空管的成功测试，为触发气囊提供了解决方法。同时，美国的一家汽车配件供应商伊顿（Eaton）研究出了预充气气囊，这与赫特里克发明的气囊原理相同，通过多个尼龙袋包裹住装有氮气的容器，只要触发机关，氮气就会迅速充满尼龙袋，形成气囊。由于最困难的问题都得到了解决，于是汽车企业开始筹划并装配安全气囊，首当其冲的是福特和通用。

1971年

驾驶员处的平安气囊是寄存在方向盘衬垫内，正因为这样，当您看见方向盘上标有“SRS”或“Airbag”字样，就可知此车装有安全气囊。安全气囊系统重要由传感器、微处置器、气体发作器和气囊等重要部件组成。传感器和微处置器用以判别撞车水平，传递及发送信号;气体发作器依据信号指示发生点火举措，扑灭固态燃料并发生气体向气囊充气，使气囊迅速收缩。气囊装在方向盘毂内紧靠缓冲垫处，其容量约50至90升不等，做气囊的布料具有很高的抗拉强度，多以尼龙材质制成，折叠起来的外表附有干粉，以防安全气囊粘着在一同在迸发时被突破;为了避免气体走漏，气囊内层涂有密封橡胶;同时气囊设有平安阀，当充气过量或囊内压力超越一定值时会自动泄放局部气体，防止将乘客挤压受伤;气囊中所用的气体多是氮气。

安全气囊系统重要由碰撞传感器、安全气囊电脑、SRS指示灯和气囊组件四局部组成。

碰撞传感器是安全气囊系统中重要的控制信号输出安装。其作用是在汽车发作碰撞时，由碰撞传感器检测汽车碰撞的强度信号，并将信号输出安全气囊电脑，安全气囊电脑依据碰撞传感器的信号来断定能否引爆充气元件使气囊充气。安全气囊系一致般装有2~4个碰撞传感器，前左、右挡泥板各装一个，有的后面保险杠中间还装有一个，有的车内还装有一个。碰撞传感器现大少数使用惯性式机械开关构造。

碰撞传感器由壳体、公平转子、公平重块、固定触点、旋转触点等局部组成。在传感器外还固定有一个电阻R，电阻R的功用是对系统停止自检时，检测安全气囊电脑与前气囊碰撞传感器之间的联接导线能否断路或短路。

在正常状况下，公平转子和公平重块在螺旋弹簧弹力的作用下，顶靠在与外壳相连的止动块上，此时，旋转触点与固定触点不接触，开关"OFF"。当汽车发作碰撞时，公平重块由于惯性力将带动公平转子克制弹簧弹力发生偏转。当碰撞强度到达设定值时，公平转子偏转角度将使旋转触点与固定触点接触而闭合，此时碰撞传感器向安全气囊电脑输出一个"ON"信号。安全气囊电脑只要收到碰撞传感器输出的"ON"信号时，才会去引爆充气元件。在有些汽车中还装有侧向安全气囊，当汽车发作侧向碰撞时，安全气囊也会充气，正因为这样装有侧向安全气囊的系统，在汽车的左右侧还装有碰撞传感器。

安全气囊电脑是安全气囊系统的控制中心，其功用是接纳碰撞传感器及其他各传感器输出的信号，判别能否点火引爆气囊充气，并对系统毛病停止自诊断。

安全气囊电脑还要对控制组件中关键部件的电路(如传感器电路、备用电源电路、点火电路、SRS指示灯及其驱动电路)不时停止诊断测试，并经过SRS指示灯和存储在存储器中的毛病代码来显示测试后果。仪表盘上的SRS指示灯可间接向驾驶员提供安全气囊系统的形态信息。电脑存储器中的形态信息和毛病代码可用私用仪器或经过特定方式从串行通讯接口调出，以供拆卸反省。

(1)信号处置电路

信号处置电路重要由缩小器和滤波器组成。其功用是对传感器检测的信号停止整形、缩小和滤波，以便SRS电脑可以接纳、辨认和处置。

(2)备用电源电路

安全气囊系统有两个电源：一个是汽车电源(蓄电池和交流发电机);另一个是备用电源(BACKUPPOWER)。备用电源也叫作为后备电源或紧急备用电源。备用电源电路由电源控制电路和若干个电容器组成。在单安全气囊系统的控制组件中，设有一个电脑备用电源和一个点火备用电源。在双安全气囊系统的控制模块中，设有一个电脑备用电源和两个点火备用电源，即两条点火电路各设一个备用电源。点火开关接通10s之后，假如汽车电源电压高于SRS电脑的最低任务电压，那么电脑备用电源和点火备用电源即可完成储能义务。

备用电源的功用是:当汽车电源与SRS电脑之间的电路切断后，在一定工夫(通常为6s)内，维持安全气囊系统供电，保留安全气囊系统的正常功用。当汽车蒙受碰撞而招致蓄电池和交流发电机与SRS电脑之间的电路切断时，电脑备用电源能在6s之外向电脑供应电能，保留电脑测出碰撞、收回点火指令等正常功用;点火备用电源能在6s之外向点火器供应足够的点火能量引爆点火剂，使充气剂受热分解给气囊充气。工夫超越6s之后，备用电源供电才能降低，电脑备用电源不能保证电脑测出碰撞和收回点火指令;点火备用电源不能供应最小点火能量，SRS气囊不能充气膨开。

(3)维护电路和稳压电路

在汽车电器系统中，许多电器部件带有电感线圈，电器开关美不胜收，电器负载变化频繁。当线圈电流接通或切断、开关接通或断开、负载电流忽然变化时，都会发生瞬时脉冲电压即过电压，这些过电压假如加到安全气囊系统电路上，系统中的电子元件就能够因电压过高而招致损坏。为了避免安全气囊系统元件蒙受损害，SRS控制模块中必需设置维护电路。同时，为了保证汽车电源电压变化时，安全气囊系统可以正常任务，还必需设置稳压电路。

SRS指示灯是安全气囊系统指示灯的简称。SRS指示灯也叫作为SRS正告灯或SRS警示灯。SRS指示灯装置在驾驶室仪表盘面膜的下面，并在面膜外表的相应地位制做有图形或SRS、AIRBAG等字样表示。

SRS指示灯的功用是指示安全气囊系统功用能否处于正常形态。当点火开关接通"ON"或"ACC"地位后，假如SRS指示灯发亮或闪亮约6s〈闪6下〉后自动熄灭，表示安全气囊系统功用正常。假如SRS指示灯不亮、不断发亮或在汽车行驶途中忽然发亮或闪亮，表示自诊断系统发现安全气囊系统有毛病，应及时扫除。自诊断系统在控制SRS指示灯发亮或闪亮的同时，还会将所发现的毛病编成代码存储在存储器中。反省或扫除安全气囊系统毛病时，首先使用私用检测仪器或经过特定方式从诊断插座或通讯接口调出毛病代码(通常称为毛病码〉，以便迅速查寻与扫除毛病。理论证明，在汽车蒙受碰撞，气囊已经膨开后，毛病码通常难以调出。如此设计的目的是要求在SRS气囊引爆后，必需改换SRS电脑。

气囊组件由充气元件和气囊组成，均装置在方向盘内或工具箱上端，不可分解。充气元件由电爆管、点火药粉及气体发作剂组成。充气元件的功用是给气囊充气。气囊由尼龙布制成，内外表敷有树脂。

车辆发作碰撞时，碰撞冲击力使碰撞传感器和触发传感器接通，SRS电脑接通引爆电路，使电流流过电爆管，使其发热将电爆管内的点火介质引燃，火焰随即分散到点火药粉和气体发作剂，发生少量气体。气体经滤网冷却后进入气囊内，气囊急剧收缩，突破方向盘，缓冲对驾驶员和乘员的冲击。充气元件与气囊装置在方向盘上，与方向盘一同转动，电爆管与SRS电脑之间的导线联接是靠螺旋导线游丝来联接的。 

在汽车发作冲撞时，安全气囊系统对维护驾乘人员的安全非常有效。当前安全气囊系一致般为转向盘单气囊系统，或许双气囊系统。装置有双气囊和安全带预紧器系统的车辆在发作冲撞时，不论速度上下，气囊和安全带预紧器同时举措，正因为这样形成低速冲撞时气囊的糜费，使维修费用增长很多。

两次举措的双安全气囊系统，在汽车发作冲撞时，能依据汽车的速度和减速度的大小，自动地选择只运用安全带预紧器举措，还是安全带预紧器和双气囊同时任务。这样，在低速发作冲撞时，系统只运用安全带即能足够维护驾乘人员平安，而不必糜费气囊。假如在速度大于30km/h发作冲撞时，安全带和气囊同时举措，以便维护驾乘人员的平安。

汽车的平安性分为自觉平安和主动平安两种，自觉平安是指汽车避免发作事故的才能，主动平安是指在万一发作事故的状况下，汽车维护乘员的才能。当汽车发作事故时，对乘员的损伤是在霎时发作的。例如，以车速50公里/时停止正面撞车时，其发作工夫只要非常之一秒左右。为了在这样长久的工夫中避免对乘员的损伤，必需设置平安配备，当前重要有安全带、防撞式车身和安全气囊防护系统等。

由于很多事故是难以防止的，正因为这样主动平安性也十分重要，安全气囊作为主动平安性的研究效果，由于运用方便，效果显著，造价不高，获得了迅速的开展和普及。

1、按大小可分为保护全身的安全气囊、保护整个上身的大型气囊和主要保护面部的小型护面气囊。

2、按照气囊的数量分为单气囊系统（只装在驾驶员侧）、双气囊系统（正、副驾驶员侧各有一个安全气囊）和多气囊系统（前排安全气囊、后排安全气囊、侧面安全气囊）。

3、按照保护对象有不同可分为：

（1）侧面防撞安全气囊;

装在车门上，防止驾驶员及乘员受侧面撞击。

（2）后排乘员防撞安全气囊;

装在前排座椅上，防止后排乘员在撞车时受到伤害。

（3）前排乘员防撞安全气囊;

由于副驾驶位置乘员在车内位置不固定且前方空间较大，因此为保护其撞车时免受伤害，设计的防撞安全气囊也较大。美式的约160L左右，欧式的约75L左右（后者考虑了乘员受座椅安全带的约束）。

（4）驾驶员防撞安全气囊

驾驶员防撞安全气囊装在方向盘上，分美式和欧式两种。美式气囊考虑到驾驶员没有佩戴座椅安全带而汽车相撞时起保护作用，其容积较大。为60L。欧式气囊是假定驾驶员佩戴座椅安全带而设计的，其容积较小，约40L。日本的安全气囊也属于欧式气囊类，近年来，由于安全气囊的生产成本下降，日本安全气囊规格有所增加，如本田轿车的驾驶员防撞安全气囊容积为60L。

当汽车发作正面碰撞事故时，安全气囊控制系统检测到冲击力(加速度)超越设定值时，安全气囊电脑立刻接通充气元件中的电爆管电路，扑灭电爆管内的点火介质，火焰引燃点火药粉和气体发作剂，发生少量气体，在0。03秒钟的工夫内行将气囊充气，使气囊急剧收缩，突破方向盘上装饰盖板鼓向驾驶员和乘员，使驾驶员和乘员的头部和胸部压在充溢气体的气囊上，缓冲对驾驶员和乘员的冲击，随后又将气囊中的气体放出。

安全气囊可将撞击力平均地散布在头部和胸部，避免软弱的乘客肉体与车身发生间接碰撞，大大增加受伤的能够性。安全气囊关于在蒙受正面撞击时，确实能有效维护乘客，即便未系上安全带，防撞安全气囊仍足以有效减低损伤。据统计，装备安全气囊的车发作正面碰撞时，可降低乘客受伤的水平高达64%，甚至在其中有80%的乘客未系上安全带!至于来自侧方及后座的碰撞，则仍有赖于安全带的功用。

此外，气囊迸发时的音量大约只要130分贝，在人体可忍耐的范围;气囊中78%的气体是氮气，非常安宁且不含毒性，对人体有害;爆出时带出的粉末是维持气囊在折叠形态下不粘在一同的光滑粉末，对人体亦有害。

万事都是一把双刃剑，安全气囊异样也有它不平安的一面。据计算，若汽车以60km的时速行驶，忽然的撞击会令车辆在0.2秒之内停下，而气囊则会以大约300km/h的速度弹出，而由此所发生的撞击力约有180公斤，这关于头部、颈部等人体较软弱的部位就很难承。正因为这样，假如安全气囊弹出的角度、力度稍有过失，就有能够酿出一场“喜剧”。

在汽车行驶中，3个传感器不时将车速变化的信息输出到电子控制器，经电子控制器不时地计算、剖析、比较和判别，并随时预备收回指令。当车速小于30km/h冲撞时，后方传感器和其串联的平安传感器同时向电子控制器输出撞车信号，并收回引爆安全带预紧器电雷管的指令，而中央传感器收回的信号不能使电子控制器收回引爆气囊电雷管的指令。所以，在低速(加速度较小)冲撞时，只需预紧器向后拉紧安全带，就足以维护驾乘人员不撞向后方。

在高速(加速度较大)冲撞时，后方传感器和中央传感器同时向电子控制器输出冲撞信号，电子控制器在迅速判别后收回指令，并且引爆左右预紧器和双气囊的电雷管。安全带向后拉紧的同时，2个气囊同时张开，吸收驾乘人员因加速度大而发生的冲撞能量，有效地维护他们的平安。

当汽车和后面的固定物冲撞时，汽车行驶的速度越快，加速度就越大，传感器承受到的力就越大。若将后方传感器和中央传感器预设定的力分为上、下限，即后方传感器的预定冲撞速度在小于30km/h的下限值，并且相应的平安传感器预设值也是下限值，则汽车发作低速冲撞时，电子控制器只使安全带预紧器引爆。中央传感器预设值为下限，则汽车高速冲撞时，后方传感器，中央传感器和平安传感器同时向电子控制器输入冲撞信号，电子控制器使一切的电雷管引爆，则安全带拉紧，气囊张开。

从发作冲撞、传感器收回信号到控制器判别引爆电雷管，大约需要10ms工夫。引爆后，气体发作器发生少量氮气，迅速吹胀气囊。从发作冲撞到气囊构成，进而到安全带拉紧，全进程所需工夫为30-35ms，所以气囊系统的维护效果是十分好的。

当气囊引爆后，由于发生的气体少量涌进气囊，使气囊的压力增高，不利吸收冲撞能量，所以，在气囊的前面有2个排泄压力的气体排放孔，有利于维护驾乘人员的平安。

安全气囊在近几年获得了飞速的开展，价钱大幅度下跌，配备了安全气囊的轿车也从过来的中初级轿车向中低级轿车开展。同时，有些轿车前排装置了乘客用的安全气囊(即双安全气囊规格)，乘客用的安全气囊与驾车者用的安全气囊类似，只是气囊的体积要大些，所需的气体也多一些而已。进入90年代以来，安全气囊的平安性能已被人们普遍承受，并被视为一种现代 （车型 图片）化和高层次的平安安装。理解安全气囊的任务原理及留意事宜对我们更好的维护本人有很重要的作用，但关于驾驶员来说，平安驾驶才是第一位的，这是任何先进的平安安装都无法替代的!

安全气囊系统可以增长对车内乘客的平安维护，但前提是必需正确地看法和运用气囊系统。

1、安全气囊必需与安全带一同运用

假如不系好安全带，即便有气囊，在碰撞时也能够形成严严重受伤害甚至死亡。在撞车事故中，安全带可以减小您撞击车内物体或被抛出车外的风险。气囊是用来与平安带协同任务而不是用来取代平安带的。只要在中度至重度正面碰撞时，气囊才能够膨开。而在翻腾和后端碰撞时，或在低速正面碰撞时，或在大少数正面碰撞时都不会膨开。车内的一切乘客都应该系好平安带，无论他的座位有没有设置平安气囊。

2、乘车时与气囊保留适宜的间隔

气囊膨开时迸发力很大，而且比一眨眼的工夫还短。假如离气囊太近，例如身体前倾，能够会遭到严严重受伤害。在撞车前和撞车进程中，平安带可以保留住您的地位。正因为这样，即便有气囊，也要系好平安带。而且驾驶员应该在保证可以操控车辆的前提下尽量靠后坐。

3、气囊不是为儿童设计的

气囊加上三点式平安带可以为成年人提供最佳的维护，不过却不能维护儿童和婴儿的平安。汽车的安全带和气囊系统都不是为儿童和婴儿设计的，他们需要用儿童座椅停止维护。

4、气囊指示灯

仪表板上有一个气囊外形的"气囊就绪灯"，如下图所示。该指示灯可显示气囊的电气系统能否有毛病。在起动发动机时，它会长久地亮一下，但应该很快熄灭。若专业车中这个灯不断亮着或不停地闪烁，则表示气囊系统有毛病，应尽快到维修站检修。

5、气囊装在哪里?

驾驶员座的气囊在转向盘的中央。

副驾驶气囊在右侧仪表板内。

留意：假如在乘员和气囊中间有什么物件，气囊就能够无法正常膨开，或许能够会将此物件打到乘员身上，招致严严重受伤害甚至死亡。正因为这样，在气囊膨开的空间内不能有任何东西，千万不要在转向盘上或气囊罩盖左近放置任何东西。

6、气囊应在什么状况下膨开?

驾驶员和副驾驶的正面气囊在中度至重度正面碰撞或接近正面碰撞时膨开，不过，依据设计，只要当碰撞力超越预先设定的限值时气囊才干膨开。该限值描绘了气囊膨开时的碰撞严重水平，设定时思索了多种想象的状况。气囊能否膨开并不取决于车速的上下，而重要决议于碰撞的物体、碰撞的方向和汽车的加速度。

假如您的汽车正面撞到运动的、坚固的墙上，限值大约是14～27km/h(不同的车辆限值能够略有不同)。

气囊能够在不同的碰撞速度下膨开，详细与以下要素有关：

碰撞的物体是运动的还是运动的。

碰撞的物体能否易于变形。

碰撞物体的宽(如一堵墙)窄(如一根柱子)水平。

碰撞的角度。

正面气囊在车辆翻腾时，在前面碰撞时，或在大少数正面碰撞时都不会膨开，由于在这些状况下正面气囊的膨开起不到维护乘客的作用。

在任何碰撞中，都不能仅仅依据车辆的损坏水平或维修费用的上下来判别气囊能否应该膨开。关于正面碰撞或接近正面碰撞，气囊的膨开取决于碰撞的角度和汽车的加速度。

气囊系统在大少数行驶条件下都可以正常任务，包括越野行驶。不过，一定要时辰保留平安车速，尤其在不平路面上。此外，一定要系好平安带。

7、安全气囊需与安全带配合运用

由于气囊是经过迸发起作用，而设计者往往是从大少数、正常的碰撞模仿实验中寻找最佳方案，但生活中，每一位乘驾者都有本人乘驾习惯，这就形成了人与气囊会有不同的地位关系，也就决议了气囊任务的不波动性。正因为这样，要保证平安气囊真正起到平安的作用，驾乘人员一定要养成良好的驾乘习惯，保证胸部与方向盘保留一定间隔。而最有效的措施就是系好平安带，安全气囊只是辅佐平安系统，需与平安带配合运用才干发扬最大的平安维护效果。

安全气囊为一次性产品

每个气囊只能运用一次，也就是说气囊只需引爆就不再有下一次维护的才能，也不能塞回去再运用，引爆后须回厂换一个新的气囊。在美国，重新安装一套新气囊和感应系统及整组电脑控制器，通常需要3000美元左右，虽说比较贵，但为了生命平安，这俩钱还是不能省的!

不要在气囊的后方、上方或近处放置物品

留意不要在气囊的后方、上方或近处放置物品，由于在紧急时辰这些物品有能够阻碍气囊充气或被抛射出去，形成更大的风险。在车室内装置收音机、CD机等附件时，要遵照汽车厂的规则，不要随意修正属于平安气囊系统的零件及线路，否则会影响气囊任务。

何时应思索封闭气囊?

在乘坐者之中若有儿童应格外遭到关心重视。由于气囊充气能够对前排儿童发生不测风险，所以最好把儿童布置在后中间地位，并固定好。在副驾驶位无人或必需坐儿童的状况下，应思索封闭气囊开关。

何时需要修理气囊?

要留意察看位于仪表盘上的安全气囊正告灯。在正常状况下，点火开关转到“ACC”或“ON”地位时，正告灯会亮大约6秒钟，停止自检，然后熄灭，若正告灯不断亮，则标明平安气囊系统有毛病，应立刻停止修理。否则，有能够呈现气囊不起作用或误弹出的状况。