安全氣囊的發(fā)展與應(yīng)用

1、安全氣囊的發(fā)展與應(yīng)用（總14頁(yè)）-本頁(yè)僅作為文檔封面，使用時(shí)請(qǐng)直接刪除即可-內(nèi)頁(yè)可以根據(jù)需求調(diào)整合適字體及大小-汽車檢測(cè)與維修專業(yè)畢業(yè)論文論文題目：安全氣囊的發(fā)展與應(yīng)用學(xué)生姓名:李偉學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)教師： 專 業(yè)：汽車檢測(cè)與維修年 級(jí)：17安全氣囊的發(fā)展與應(yīng)用摘要：隨著汽車技術(shù)的的進(jìn)步和道路條件的改善，汽車行 駛的速度是越來(lái)越快，車流量也越來(lái)越大，它帶給我們的 安全隱患也越來(lái)越嚴(yán)重，每年的交通事故都在遞增。要想 確保行車過(guò)程中的安全性，解決行車過(guò)程中的人員安全越 來(lái)也受到了我們的重視。在汽車的裝備安全氣囊是現(xiàn)在的 一種有效的解決方法，那它的發(fā)展與應(yīng)用怎么樣呢本文就 主要對(duì)汽車的安全氣囊的發(fā)展與應(yīng)用

2、進(jìn)行概述 關(guān)鍵詞：汽車安全氣囊 發(fā)展 應(yīng)用引言6一、汽車安全氣囊的發(fā)展61國(guó)內(nèi)外安全氣囊的發(fā)展62. 國(guó)內(nèi)外安全氣囊的評(píng)價(jià)63. 汽車安全氣囊的發(fā)展趨勢(shì)7二、汽車安全氣囊的結(jié)構(gòu)與工作原理7汽車安全氣囊的組成72汽車安全氣囊的種類73安全氣囊的工作原理7三、汽車安全氣囊的應(yīng)用81.安全氣囊打開(kāi)所需要的條件82. 安全氣囊的安全性83. 安全氣囊的使用和缺點(diǎn)94. 對(duì)現(xiàn)在安全氣囊的改進(jìn)9結(jié)論10參考文獻(xiàn)11引 言近幾年來(lái)，人們生活水平的不斷提高，汽車越來(lái)越成 為人們生活中不可缺少的一部分。在人們都開(kāi)始有了汽 車，公路也不斷完善，汽車在行駛過(guò)程中的速度越來(lái)越 快，加上汽車技術(shù)的不斷發(fā)展，車速，車流量

3、都是一個(gè)問(wèn) 題，從而引發(fā)了安全的隱患，而這安全隱患如何能去預(yù)防 在人們對(duì)技術(shù)的發(fā)展，有了安全氣囊，它可以保護(hù)人在汽車發(fā)生事故所引發(fā)的安全問(wèn)題，而汽車安全氣囊它在今天又如何的去發(fā)展和應(yīng)用呢一、汽車安全氣囊的發(fā)展1、安全氣囊國(guó)內(nèi)外的發(fā)展使用安全氣囊來(lái)保護(hù)汽車乘員的想法最先產(chǎn)生于美國(guó)，在1952年美國(guó)汽車生產(chǎn)者聯(lián)合會(huì)在理論上闡述了這樣 一種汽車安全系統(tǒng)的必要性。幾乎同時(shí)，這種系統(tǒng)的原理圖也繪制了出來(lái)。1953年，第一個(gè)氣囊的專利就誕生了。但是由于那時(shí)技術(shù)的的限制，還不能把這種想法或?qū)＠M(jìn)行實(shí)現(xiàn)，到了 1980年的德國(guó)開(kāi)始實(shí)現(xiàn)了這個(gè)設(shè)想并在汽車 安裝了安全氣囊。從此在美國(guó)的市場(chǎng)汽車上都出現(xiàn)了這樣 的安

4、全系統(tǒng)，隨后又出現(xiàn)了一系列保護(hù)乘員頭部軀干和膝部作用的安全氣囊。在我國(guó),對(duì)汽車安全氣囊的研究起步較晚。上個(gè)世紀(jì)80年代末我國(guó)的一些汽車碰撞安全和軍 工專家才開(kāi)始關(guān)注汽車安全氣囊的研究和發(fā)展。隨著世界汽車進(jìn)軍我國(guó)，我國(guó)的汽車工業(yè)迎來(lái)了前所 未有的發(fā)展契機(jī)。1992年，我過(guò)自行研制的FS-01安全 氣囊通過(guò)撞車試驗(yàn)。我國(guó)的政策法規(guī)也對(duì)我國(guó)汽車工業(yè)的 發(fā)展提供了良好的發(fā)展空間。在十多年的研究與發(fā)展過(guò)程中，國(guó)內(nèi)許多大學(xué)與事業(yè) 公司的研究與產(chǎn)品已初具基礎(chǔ)，其中部分研究與技術(shù)已接 近國(guó)際水平。清華大學(xué)的黃世霖等人在汽車碰撞實(shí)驗(yàn)研究中，系統(tǒng)地研究了多種國(guó)產(chǎn)汽車中安全氣囊的匹配技術(shù)對(duì) 汽車安全氣囊的點(diǎn)火控制模

5、擬、汽車碰撞的過(guò)程模擬和實(shí) 驗(yàn)驗(yàn)證以及有關(guān)軟件在汽車安全氣囊系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用等 方面作了大量工作，對(duì)國(guó)內(nèi)的汽車安全氣囊研究具有重要 的指導(dǎo)作用。2000年以來(lái)，我國(guó)安全氣囊市場(chǎng)需求平均每 年都有超過(guò)200%的速度在增長(zhǎng)，到2004年我國(guó)安全氣 囊市場(chǎng)總配套量接近400萬(wàn)套。目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)安全氣囊 企業(yè)有近20家，2004年產(chǎn)量超過(guò)200萬(wàn)套，安全氣囊 的國(guó)產(chǎn)化率超過(guò)50%,到2 007年，我國(guó)80%以上的安全氣囊組件將實(shí)現(xiàn)本地化生產(chǎn)。目前，我國(guó)安全氣囊零部 件ECU、氣體發(fā)生器、氣袋、布料的國(guó)內(nèi)采購(gòu)率只有5% 左右，氣囊組件配套還有很大的發(fā)展空間。2、國(guó)內(nèi)外對(duì)安全氣囊的評(píng)價(jià)盡管國(guó)內(nèi)國(guó)外都對(duì)安全

6、氣囊的研究與發(fā)展都有一定的 基礎(chǔ)和規(guī)模，但是對(duì)含有安全氣囊法規(guī)、撞車實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、 安全氣囊的設(shè)計(jì)、制造和測(cè)試等方面還是有待去加強(qiáng)，雖 然國(guó)內(nèi)外的安全氣囊的研究到了技術(shù)要求，但還是有些不 足，比如它的自主權(quán)，傳感器、氣體發(fā)生器和氣囊的技術(shù) 規(guī)范及檢測(cè)還未達(dá)到一個(gè)令人滿意的狀態(tài)，因此我們安全 氣囊的業(yè)內(nèi)人士還要付出巨大的努力!3、安全氣囊的發(fā)展趨勢(shì)汽車安全氣囊作為一種設(shè)想提出來(lái)后到今天成為必需 的安全裝備在汽車上廣泛應(yīng)用已經(jīng)過(guò)了整整半個(gè)世紀(jì)的歷 程。安全氣囊有效地減小了在汽車碰撞事故中乘員的傷 亡，它的保護(hù)效果在汽車安全研究領(lǐng)域得到廣泛的認(rèn)識(shí)和 高度重視。隨著汽車安全氣囊的普遍推廣應(yīng)用，安全氣囊 系

7、統(tǒng)的各關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)均成為汽車安全研究領(lǐng)域的重點(diǎn)。當(dāng)前安全氣囊新技術(shù)的開(kāi)發(fā)研究可以概括為向著氣囊 的智能化、小型化、多樣化、無(wú)污染的方向發(fā)展。(1) 安全氣囊的智能化傳統(tǒng)的正面碰撞安全氣囊系統(tǒng)是根據(jù)前座乘員的常規(guī)乘座位置和氣囊的理想點(diǎn)火時(shí) 刻為原則設(shè)計(jì)的。但是在實(shí)際的汽車碰撞事故中，影響氣 囊保護(hù)性能的因素很多，例如乘員的身高和體重、乘員相 對(duì)于方向盤或儀表板的位置、碰撞的劇烈程度等等。不同 的碰撞條件及乘員和乘員的位置的變化會(huì)導(dǎo)致乘員不是在 最佳時(shí)刻與氣囊接觸，從而降低對(duì)乘員的保護(hù)效果。為了 充分發(fā)揮安全氣囊的保護(hù)效果，自適應(yīng)式或稱為智能型安 全氣囊的概念也就應(yīng)運(yùn)而生4。近年來(lái)，智能型安全氣囊

8、的研究致力于開(kāi)發(fā)一種能夠 最大限度地保護(hù)乘員的安全氣囊系統(tǒng)。這種氣囊系統(tǒng)能夠 在汽車碰撞的一瞬間根據(jù)碰撞條件和乘員狀況來(lái)調(diào)節(jié)氣囊 的工作性能。智能型氣囊的關(guān)鍵技術(shù)之一是先進(jìn)的傳感系 統(tǒng)和電子運(yùn)算系統(tǒng)，它們?cè)谑鹿拾l(fā)生的短暫時(shí)刻內(nèi)能夠提 供可靠的碰撞環(huán)境的信息。這些信息包括汽車碰撞的劇烈 程度，碰撞的方位，乘員的身材、體重、位置，乘員是否 系有安全帶。智能氣囊系統(tǒng)根據(jù)原有探測(cè)的信息作出判決 怎樣調(diào)節(jié)和控制氣囊的工作性能，使氣囊能充分發(fā)揮其保 護(hù)效果。(2) 安全氣囊的小型化縮小安全氣囊總成的體積是 當(dāng)前發(fā)展的趨勢(shì)之一。新型發(fā)生器工作時(shí)，壓縮氣體從氣 罐中噴出充滿氣袋。這種發(fā)生器氣體產(chǎn)生率高，因而尺

9、寸 小，便于安裝布置。(3) 環(huán)境保護(hù)型安全氣囊采用壓縮氣體的氣體發(fā)生器對(duì)人體無(wú)毒害，且易于回收處理，沒(méi)有環(huán)境污染的問(wèn) 題。(4) 安全氣囊的多樣化駕駛員和前座乘員安全氣囊 已成為轎車生產(chǎn)中的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，作為正碰撞事故中的安 全措施。側(cè)面碰撞氣囊正在迅速發(fā)展。不同設(shè)計(jì)形式的側(cè) 碰撞氣囊可分別安裝在坐椅靠背外側(cè)、車門中部、車身中 立柱、車身頂部與車門交界部位。這些安裝在不同部位的 側(cè)碰撞氣囊可分別起到保護(hù)乘員頭部、胸部和臀部的作 用。二、汽車安全氣囊的結(jié)構(gòu)與工作原理1、安全氣囊的的組成安全氣囊系統(tǒng)主要由傳感器、微處理器、氣體發(fā)生器 和氣囊等主要部件組成。傳感器和微處理器用以判斷撞車 程度，傳遞及發(fā)

10、送信號(hào)；氣體發(fā)生器根據(jù)信號(hào)指示產(chǎn)生點(diǎn) 火動(dòng)作，點(diǎn)燃固態(tài)燃料并產(chǎn)生氣體向氣囊充氣，使氣囊迅 速膨脹。為了防止氣體泄漏，氣囊內(nèi)層涂有密封橡膠；同 時(shí)氣囊設(shè)有安全閥，當(dāng)充氣過(guò)量或囊內(nèi)壓力超過(guò)一定值時(shí) 會(huì)自動(dòng)泄放部分氣體，避免將乘客擠壓受傷；氣囊中所用 的氣體多是氮?dú)狻?、安全氣囊的分類按安全氣囊數(shù)量分類可分為單安全系統(tǒng)，雙安全氣囊 系統(tǒng)和多安全氣囊系統(tǒng):（1）單安全氣囊系統(tǒng)，只是在駕駛員側(cè)的轉(zhuǎn)向盤中安裝拉一個(gè)安全氣囊。（2）雙安全氣囊系統(tǒng)近幾年生產(chǎn)的轎車大多都采用拉雙安全氣囊系統(tǒng),即在駕駛員側(cè)和前座乘員側(cè)各安裝了一個(gè)安全氣囊，如本田雅閣，市民，豐田佳美，馬自達(dá)626, 929,福特林肯城市及國(guó)產(chǎn)的奧

11、迪a6等轎車均采用的 是雙安全氣囊系統(tǒng)。（3）多安全氣囊系統(tǒng)多安全系統(tǒng)是指在車上安裝了 3個(gè)或3個(gè)以上的安全氣囊。例如，瑞典沃爾沃850,960,通用的別克，上海大眾帕薩特轎車等。3、安全氣囊的工作原理當(dāng)車輛發(fā)生碰撞時(shí)，安全氣囊控樹(shù)模塊快速對(duì)信號(hào)做出處理，確認(rèn)發(fā)生碰撞的嚴(yán)重程度已超出安全帶的保護(hù)能 力，便迅速釋放氣囊，使乘員的頭、胸部直接與較為柔軟 有彈性的氣囊接觸，從而通過(guò)氣囊的緩：中作用減輕乘員的傷害?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)外氣囊廠家主要采用的是電子式安全氣 囊系統(tǒng)?；拘桶踩珰饽蚁到y(tǒng)包含了駕駛員、乘員正面保護(hù)安全氣囊及安全帶預(yù)緊裝置。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外電子式安全氣囊系統(tǒng)特點(diǎn)是由傳感器感知車輛運(yùn)動(dòng)情況,由MCU

12、監(jiān)控并作出判斷，判斷當(dāng)前的事件是否是嚴(yán)重碰撞事件，如果是 嚴(yán)重碰撞事件則驅(qū)動(dòng)氣囊展開(kāi)，保護(hù)駕乘人員的安全。安 全氣囊作用過(guò)程為：碰撞發(fā)生后020ms內(nèi)傳感器將信 號(hào)輸送到中央電子控制器（ECU ） , ECU判斷后確認(rèn)是嚴(yán) 重碰撞則引發(fā)氣體發(fā)生器，在2060ms內(nèi)高溫、高壓氣 體（氮?dú)猓┙?jīng)過(guò)濾冷卻進(jìn)入氣袋，氣袋張開(kāi)形成氣墊，將 乘員與車內(nèi)裝備隔開(kāi)，60100ms后氣袋排氣孔打開(kāi)，氣 囊泄氣并收縮。氣體的阻尼作用吸收了碰撞的能量，緩解 了氣囊對(duì)乘員頭部和臉部的壓力，乘員陷入較柔軟的氣囊 中，使得乘員得到保護(hù)。最后氣體全部從排氣孔排出，氣 囊癟下。下圖中是安全氣囊的工作原理圖:中度虹磁點(diǎn)火器氣體發(fā)

13、生器對(duì)氣累充氣圖2安全氣襄的工作框圖碰撞發(fā)生 傳感器 _三、汽車安全氣囊的應(yīng)用1、安全氣囊打開(kāi)所需要的條件安全氣囊打開(kāi)需要合適的速度和碰撞角度。從理論上 講，只有車輛的正前方左右大約60°之間位置撞擊在固定 的物體上，速度高于30 km/h,這時(shí)安全氣囊才可能打開(kāi)。這里所說(shuō)的速度不是我們通常意義上所理解的車速, 而是在試驗(yàn)室中車輛相對(duì)剛性固定障礙物碰撞的速度，實(shí) 際碰撞中汽車的速度高于試驗(yàn)速度氣囊才能打開(kāi)。下圖是正確引爆安全氣囊的有效范圍圖:0°-弋 I 氣囊被引爆/氣變不彼引爆 *不被引爆2、安全氣囊的安全性安全氣囊可將撞擊力均勻地分布在頭部和胸部，防止 脆弱的乘客肉體與

14、車身產(chǎn)生直接碰撞，大大減少受傷的可 能性。安全氣囊對(duì)于在遭受正面撞擊時(shí)，的確能有效保護(hù) 乘客，即使未系上安全帶，防撞安全氣囊仍足以有效減低 傷害。據(jù)統(tǒng)計(jì)，配備安全氣囊的車發(fā)生正面碰撞時(shí)，可降 低乘客受傷的程度高達(dá)64%,甚至在其中有80%的乘客未 系上安全帶！至于來(lái)自側(cè)方及后座的碰撞，則仍有賴于安 全帶的功能。此外，氣囊爆發(fā)時(shí)的音量大約只有130分貝，在人體 可忍受的范圍；氣囊中78%的氣體是氮?dú)?，十分安定且?含毒性，對(duì)人體無(wú)害；爆出時(shí)帶出的粉末是維持氣囊在折 疊狀態(tài)下不粘在一起的潤(rùn)滑粉末，對(duì)人體亦無(wú)害。3、安全氣囊的使用和缺點(diǎn)安全氣囊分布在車內(nèi)前方（正副駕駛位），側(cè)方（車 內(nèi)前排和后排）和

15、車外三個(gè)方向。在正駕駛位的氣囊裝在 方向盤的中間位置，副駕駛位的安全氣囊安裝在正前方的 平臺(tái)內(nèi)部，在意外發(fā)生的瞬間可以有效的保護(hù)駕駛員和副 駕駛位乘員的頭部和胸部，因?yàn)檎姘l(fā)生的猛烈碰撞會(huì)導(dǎo) 致車輛前方大幅度的變形，而車內(nèi)乘員會(huì)隨著這股猛烈的 慣性向前俯沖，造成跟車內(nèi)構(gòu)件的相互撞擊，另外車內(nèi)正 駕駛位置的安全氣囊可以有效的防止在發(fā)生碰撞時(shí)方向盤 頂?shù)今{駛者的胸部，避免致命的傷害。側(cè)面氣囊系統(tǒng)是保 護(hù)汽車遭側(cè)面碰撞以及車輛翻滾時(shí)乘員的安全一般安裝于 車門上，在車輛遭到側(cè)面碰撞會(huì)導(dǎo)致車門嚴(yán)重變形，以至 于無(wú)法開(kāi)啟車門，車內(nèi)乘員被困于車內(nèi)，側(cè)面安全氣囊可 以有效的保護(hù)車內(nèi)駕乘人員來(lái)自側(cè)面撞擊導(dǎo)致的腰

16、部，腹 部，胸部外側(cè)，以及胳膊的傷害，保證身體上肢的活動(dòng)能 力和逃生能力。安全氣囊的缺點(diǎn):(1) 是在低速碰撞不致命情況下，由于氣囊起爆使一些近視眼帶眼鏡的人眼睛受到傷害甚至失明.(2) 由于氣囊是按大人身高匹配，而對(duì)于孩子來(lái)說(shuō)是致命的，曾經(jīng)發(fā)生過(guò)多起氣囊在碰撞起爆后將孩子頸椎折斷 致死案例，為此國(guó)外已立法禁止前排乘座幼童.(3) 氣囊必須配合安全帶使用，否則在氣囊作用下人有被甩到車外可能.4、對(duì)現(xiàn)有安全氣囊的改進(jìn)從安全氣囊在使用過(guò)程中存在的缺陷可知，現(xiàn)有安全 氣囊的基本設(shè)計(jì)目標(biāo)是用來(lái)對(duì)付嚴(yán)重交通事故的，但在一 些不太嚴(yán)重，的事故中，系統(tǒng)反應(yīng)過(guò)度，反而會(huì)對(duì)駕乘人 員施加作用過(guò)大，適得其反，造成

17、不必要的傷害。針對(duì)實(shí)際使用中存在的問(wèn)題，我們更希望在安全氣囊展開(kāi)之前，安全氣囊系統(tǒng)能夠精確感應(yīng)汽車發(fā)生的碰 撞，并按照程序來(lái)判斷碰撞事故的嚴(yán)重程度，如果碰撞級(jí) 別比較低的話，只需將安全帶的預(yù)緊機(jī)構(gòu)拉緊即可；如果 碰撞級(jí)別比較高，需要啟動(dòng)安全氣囊，則將點(diǎn)燃?xì)饽业闹?令傳遞給氣囊系統(tǒng)。這也就是要求安全氣囊系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確 地感應(yīng)所發(fā)生的碰撞事故；并且能模仿人腦，根據(jù)實(shí)際的 碰撞程度來(lái)判別安全氣囊是否需要展開(kāi)，有一定靈活性;并且能夠針對(duì)不同體形的乘員適當(dāng)?shù)恼{(diào)整安全氣囊。結(jié)論：通過(guò)上面對(duì)汽車安全氣囊的簡(jiǎn)要分析，初步了 解了安全氣囊的發(fā)展、工作原理、缺點(diǎn)與其對(duì)它的改進(jìn), 不管有多認(rèn)為有效的保護(hù)乘車人員的安全氣囊，它都不能 確切保護(hù)我們的安全，要想安全的行駛，最好控制好車 速，文明駕駛!致謝感謝XX的老師指導(dǎo)，使論文才得以順利