汽车安全气囊安全问题的探讨（专业代写汽车论文）
摘要：?为了提高对行人的安全保护,减轻或避免汽车碰撞损失,各国都在进行车外安全气囊的研究开发。 文章参考大量数据与文献,介绍了国内外气囊技术的发展现状,详述了不同位置的车外安全气囊的结构、功能,分析得出未来汽车安全气囊的发展趋势及开发难点。 随着安全气囊技术的成熟,未来汽车安全化、人性化的发展趋势,安全气囊的保护范围也将进一步扩大。
关键词：安全气囊 安全性 发展趋势
Security issues of the automobile airbag
Abstract：In order to improve to protect the safety of the pedestrians, to reduce or avoid car collision loss, all countries in the research and development of car airbag. Articles refer to a large amount of data and literature, this paper introduces the current development of airbag technology at home and abroad, details the different location of car airbag structure, function, analysis the future development trend of the automobile airbag and development difficulties. With airbag technology matures, the development trend of future automotive safety, human, airbags protection will be further expanded.
第一章 汽车安全气囊的概况
第一节 安全气囊的来历?
气囊这个概念首次被应用到汽车身上要追溯到 1941 年，不过直到1951年才有真正的报道开始记载这一发明，当年一位名为 Walter Linderer 的德国工程师，首次设计了一款气囊装置， 其原理也是以一个压缩空气系统为基础,可以由驾驶者或者因车辆碰撞而完成开启。很可惜的是因为当时的技术并不完善，他并没有立刻申请专利，等到他的专利申请获批时，已经比美国的发明者 John Hetrick 晚了大约三个月。不过这在后人看来，也许并不是最让 Walter Linderer 郁闷的事情，在其专利确立之后的六十年代，他的这项发明经证实并不能提升驾驶的安全性，因为这套空气压缩系统即使在特殊情况下可以打开，其充气的速度也远远达不到保护驾驶者生命安全的目的，所以最终还是被定论为不切实际的发明。
相比之下，John W. Hetrick 的发明反而更引起汽车厂商们的注意，这也跟他的一些亲身经历有很大关系。1952年的春天，他开着一台1948年的的克莱斯勒 Windsor， 带着妻子和7岁的女儿 Joan 一起出去郊游，在刚刚转过山路的一处拐角，一块大石头出现在道路中央，由于车速较快已经来不及躲闪，Hetrick 随即猛踩了刹车，绕过石头向右前方驶去，最终车子躲过了大树和木栅栏，一头扎进了路边的沟里。值得庆幸的是，一家人毫发无伤，而且沟里都是淤泥，车也并无大碍。不过，这次有惊无险的经历也让 Hetrick 陷入了沉思，“为什么车内部不能有一个防止人们磕碰的装置呢？”因为当车辆开进沟里的那一瞬间，他跟妻子都拼命的伸出手臂挡住坐在副驾驶座上的女儿，避免她的头部磕到仪表板上。一回到家，Hetrick 便坐到厨房的桌子前开始画草图。 Hetrick 结合了一些自己在海军服役期间，修理鱼雷时所积累的经验和启发，当时的鱼雷表面会覆盖一层帆布袋，当其内部的压缩空气被释放，表面的帆布袋会瞬间被气体充满，并向上发射，这一幕被用到了他的设计当中，持续涂涂改改了两周之后，最终一个跟现在的安全气囊设计非常类似的装置在1952年8月5日被申请成为了专利。
不过安全气囊技术可跟我们之前介绍过的车灯等其他零部件不同，它的发展并没有那么平顺，或者说，虽然想法很好，但是实现起来确实需要顶尖汽车品牌的技术和设计师、工程师们经过多年测试研究才能完成，即使是现在，我们似乎也经常会听到车祸中安全气囊没有打开的情况， 或者打开瞬间由于温度过高或者是气体压缩问题，而导致的烫伤或者炸伤事件，这也就是为什么 Hetrick 的发明直到 30 年之后才开始被汽车厂商所使用。其实Hetrick 也非常悲剧，虽然被认为是第一个发明汽车安全气囊的人，却也从未因此而获得过一分利，即便是在上世纪五十年代末，福特和通用汽车公司都对他的这项发明很感兴趣，同时也注意到了它的重要性，但很快两家公司就发现，当时的汽车技术根本无法逾越的两道屏障，一个是无法让汽车精准的判断气囊的打开时机，另一个就是如何瞬间让气囊充满气体，而这项发明也随即不了了之。 ?
第二节 汽车安全气囊发展和现状
汽车是现代文明的标志之一，但汽车交通事故全气囊的传感器安装在气体发生装置内，结构较简单也是现代文明社会的灾难之一，死亡和受伤的损失是相当惊人的。截至２０世纪９０年代中期，美国战后汽车交通事故的死亡人数相当于美国在两次世界大战中的死亡人数总和。随着计算机技术的应用，安全气囊产品进一步发展，出现了带诊断单元的安全气囊，它由传感器、 计算机处理系统、气体发生器及气袋等部件组成。
中国自改革开放以后，公路交通的死亡人数也在逐年上升，如果在撞车的瞬间，传感器采集撞车信号，计算机对信号认别、处理，点燃气体发生器，在乘员面前充起气囊，保护人的头部和胸部不受损伤或降低损伤程度。从撞数看，情况则更为严重。２０００年我国公路交通死亡人数已高达９万余人。 高科技的发展，出现了新型汽车安全部件，即汽车安全气囊。２０世纪的９０年代是安全气囊蓬勃发展的时期。随着用户安全意识提高，装车率逐年上升，气囊产品的品种也迅速增加，从单一的驾驶座气囊发展到了乘员座气囊、侧向气囊以及膝部气囊。乘员座气囊安装在前排乘员前方仪表板内，与驾驶座气囊一色的，尤其与安全带配合使用时效果更为明显，被称为驾驶员的“救命袋”。
据Ｍｏｒｔｏｎ公司资料介绍，安全气囊与安全带配合使用可减少轻重伤６８％。１９９０年３月１２日，克莱斯勒汽车公司生产的两辆ＩｅＢａｒｏｎ轿车在美国弗吉尼亚州Ｃｕｌｐｅｐｅｒ附近的公路上相撞，它们的速度高达７０ｍｉｌｅ／ｈ，结果两车严重撞损，但两车的气囊同时打开，两位驾驶员只受了轻伤。侧向气囊安装在车内左右两侧，对前排乘员提供侧向保护。膝部气囊也安装在车体仪表板内，对乘员膝部提供保护。在车辆行驶时，来自侧向的碰撞比来自前方的 到一些轻伤外，其余人员均安全无事。这些事故都并非侥幸，是安全气囊起了很大的保护作用。
安全气囊的出现，给汽车乘员带来了福音，同时 也给汽车工业带来了繁荣，安全气囊装车的数量日渐增多。１９８４年７月，美国汽车安全标准ＦＭＶＳＳ一 ２０８正式宣布实施。该标准规定了碰撞中安全装置保护车辆乘员的性能要求，如不配置安全气囊则无碰撞少，但它造成的伤害却要严重得多，这是由于发生侧向碰撞的时间短、空间有限的缘故。前方碰撞时，计算机接受传感器信号并诊断识别的时间大约１５～２０ｍｓ，气袋充满的时问大约５０～５５ ｍｓ。但在侧向碰撞时则要求诊断时间缩短为４～５ ｍｓ，而且必须在２０ｍｓ之内将气袋充满，这样才能避免侧向碰撞的伤害。由于气囊各部件工作时间的缩短，侧向无法满足，自此安全气囊的生产得到了快速发展。
安全气囊的种类、构成和发展：早期的安全气囊是机械式的，它通过惯性传感器引动撞击针，触发气体发生装置，使之膨胀释放，而气囊在设计和制造上的难度比前气囊大。
典型的现代安全气囊由４个重要部件组成，即传感器、电控单元、气体发生器和气袋。控制装置是安全气囊中的高技术、微电子部件，它包括传感器和电子控制单元是装在盒内的印刷电路板，电子元件中包括十六位的微处理器，固化的控制软件是混合式发生器以代号为“ＡＲＣＩＴＥ”的药剂为燃料，点燃后加热经压缩后的氩气，以混合状态共同向气袋充气。此种产气方式避免了毒性，有利环保，而且由于增加了氩气作气源，药量明显减少，气袋温度也较混合式气体发生器其中的核心技术。为保证产品的可靠性，电路板基本都采用先进的表面贴装工艺生产。
气囊组件是安全气囊的主体部件，它包括气袋、气袋盖、气体发生器及组装支承装置。气袋由防裂性能好的聚酰胺织物制成，它是一种半硬的尼龙材料，要经过硫化处理，以减少气袋吹 胀时的惯性力。为密闭气体，气袋的里层涂有聚氯丁二烯。其表层涂有一层薄薄的硅橡胶，这是为了减小摩擦力，使袋子在张开时顺滑。由于习惯不同，袋子的容积形成了两种类型，美国采用的尺寸大，容积为 ６０～８０ Ｉ。欧洲采用的尺寸小，容积为３５～４０ Ｌ。 低。但是，｝混合式发生器技术较复杂，并且气瓶的存在也增加了发生器的体积和重量，这对驾驶座气囊的安装不利。
除上述两种主要的发生器类型外，近年来又发展了硝基纤维（Ｎｉｔｒｏｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）发生器。此种发生器 与叠氮化钠发生器类似，只是以硝基纤维代替了叠 氮化钠，同属烟火类型。硝基纤维没有毒性，而且产气量大，因此药量减少，有利于减小发生器的体积。以上三种发生器均已成功地用于汽车安全气囊。除此之外，还有加热气体式（Ｈｅａｔｅｄ Ｇａｓ）和液体燃料式（Ｆｌｕｉｄ Ｆｕｅｌｅｄ）两种。这两种发生器均以气体气袋盖是气囊组件的表面零件。气袋充气的瞬间，膨胀的力量会将它的薄弱部位撕裂，平时则起保护组件的作用。因为它是表面零件，所以应与车体内的美观环境相协调，其成形工艺国外采用了先进的双枪注塑法，第一枪先注塑成形硬塑盖，第二枪注塑聚氨酯泡沫仿皮的软表面层。气体发生器是安全气囊的产气元件，由产气药剂、过滤设施及电点火管组成。
按产气方式不同，目前广泛采用的发生器有叠氮化钠烟火式（Ｓｏｄｉｕｍ Ａｚｉｄｅ）和混合式（Ｈｙｂｒｉｄ）两种。 叠氮化钠烟火式是利用火工技术的传统产气方法，目前被世界上大多数公司所采用，约占总量的９０％。其产气药是以叠氮化钠（ＮａＮ。）为主的药片。和液体本身作为产气源，经点火后产生气体充向气袋，不再有任何火药或推进剂的存在，其结构有较大的变化。它们目前均尚在研究和开发之中，其效果有待于实践的验证。
纵观以上各种发生器的特点，传统的烟火式与 混合式均各有利弊，虽然它们目前仍是发生器的主流，但从发展的角度看持续的时间不会太长。我国对安全气囊的研究是从２０世纪９０年代初 。有机物的品种很多，而非叠氮化钠所意味的 范围更广，故此类发生器有着广阔的开发前景。
目 录
第一章 汽车安全气囊的概况 1
第一节 安全气囊的来历 1
第二节 汽车安全气囊发展和现状 2
第二章 汽车安全气囊的构成及工作原理 7
第一节 安全气囊系统的组成 7
第二节 安全气囊的工作原理 9
第三章 气囊使用过程中出现的问题 10
第一节 安全气囊的起爆条件 10
第二节 安全气囊是存在的缺陷 10
第四章 安全气囊的改进与检修 11
第一节 对现有安全气囊的改进思考 11
第二节 安全气囊系统的检修 11
第三节 汽车安全气囊的重要性 12
第五章 安全气囊的发展趋势及系统开发 13
第一节 安全气囊的发展趋势 13
第二节 安全气囊的发展趋势及系统开发..................16
致谢 19
参考文献 20
参考文献
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