汽車檢測與維修專業(yè)畢業(yè)論文

1、沈陽廣播電視大學(xué)綜合實(shí)訓(xùn)報(bào)告書題 目 安全氣囊的發(fā)展與應(yīng)用 姓 名 教育層次 專 科 學(xué) 號(hào) 省級(jí)電大 沈陽廣播電視大學(xué) 專 業(yè) 汽 車 分 校 指導(dǎo)教師 王老師 教 學(xué) 點(diǎn) 第 11 頁 共 11 頁摘要隨著汽車技術(shù)的的進(jìn)步和道路條件的改善，汽車行駛的速度是越來越快，車流量也越來越大，它帶給我們的安全隱患也越來越嚴(yán)重，每年的交通事故都在遞增。要想確保行車過程中的安全性，解決行車過程中的人員安全越來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)用進(jìn)行概述關(guān)鍵詞：汽車安全氣囊 發(fā)展 應(yīng)用目 錄 引言6 一、汽車安

2、全氣囊的發(fā)展6 1. 1.國內(nèi)外安全氣囊的發(fā)展62. 國內(nèi)外安全氣囊的評(píng)價(jià)6 3.汽車安全氣囊的發(fā)展趨勢7二、汽車安全氣囊的結(jié)構(gòu)與工作原理 71.汽車安全氣囊的組成7 2.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，人們生活水平的不斷提高，汽車越來越成為人們生活中不可缺少的一部分。在人們都開始有了汽車，公路也不斷完善，汽車在行駛過程中的速度越來越快，加上汽車技術(shù)的不斷發(fā)展，車速，車流量都是一個(gè)問題，從而引發(fā)了安全的隱患，而這安全隱患如

3、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 （一）安全氣囊國內(nèi)外的發(fā)展 使用安全氣囊來保護(hù)汽車乘員的想法最先產(chǎn)生于美國，在1952年美國汽車生產(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。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年的德國開始實(shí)現(xiàn)了這個(gè)設(shè)想并在汽車安裝了安全氣囊。從此在美國的市場汽車上都出現(xiàn)了這樣的安全系統(tǒng)，隨后又出現(xiàn)了一系列保護(hù)乘員頭部軀干和膝部作

4、用的安全氣囊。在我國，對(duì)汽車安全氣囊的研究起步較晚。上個(gè)世紀(jì) 80 年代末我國的一些汽車碰撞安全和軍工專家才開始關(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，我國的汽車工業(yè)迎來了前所未有的發(fā)展契機(jī)。1992 年，我過自行研制的 FS-01 安全氣囊通過撞車試驗(yàn)。我國的政策法規(guī)也對(duì)我國汽車工業(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)展過程中, 國內(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)火控制模擬、汽車碰撞的過程模擬和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證以及有關(guān)軟件在

5、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，我國安全氣囊市場需求平均每年都有超過 200% 的速度在增長，到 2004 年我國安全氣囊市場總配套量接近 400 萬套。目前，國內(nèi)生產(chǎn)安全氣囊企業(yè)有近 20 家，2004 年產(chǎn)量超過 200 萬套，安全氣囊的國產(chǎn)化率超過 50%，到 2 007 年，我國 80% 以上的安全氣囊組件將實(shí)現(xiàn)本地化生產(chǎn)。目前，我國安全氣囊零部件 ECU 、氣體發(fā)生器、氣袋、布料的國內(nèi)采購率只有 5% 左右，氣囊組件配套還有很大的發(fā)展空間。 二、國內(nèi)外對(duì)安全氣囊的評(píng)價(jià) 盡管國內(nèi)國外都對(duì)安全氣囊的研究與發(fā)展

6、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)、制造和測試等方面還是有待去加強(qiáng)，雖然國內(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！三、安全氣囊的發(fā)展趨勢汽車安全氣囊作為一種設(shè)想提出來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 氣囊系統(tǒng)的各關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)均成為汽車安全

7、研究領(lǐng)域的重點(diǎn)。當(dāng)前安全氣囊新技術(shù)的開發(fā)研究可以概括為向著氣囊的智能化、小型化、多樣化、無污染的 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，智能型安全氣囊的研究致力于開發(fā)一種能夠最大限度地保

8、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 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，因而尺寸 小，便于安裝布置。(3)環(huán)境保護(hù)型安全氣囊

9、采用壓縮氣體的氣體發(fā)生器對(duì)人體無毒害 ，且易于回收處理，沒有環(huán)境污染的問題。(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。四、汽車安全氣囊的結(jié)構(gòu)與工作原理（一）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)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

10、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)充氣過量或囊內(nèi)壓力超過一定值時(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?（二）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，福特林肯城市及國產(chǎn)的奧迪 a6 等轎車均采用的是雙安全氣囊系統(tǒng)。（3）多安全氣囊系

11、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。（三）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，從而通過氣囊的緩：中作用減輕乘員的傷害?，F(xiàn)在國內(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 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，

12、如果是嚴(yán)重碰撞事件則驅(qū)動(dòng)氣囊展開，保護(hù)駕乘人員的安全。安全氣囊作用過程為：碰撞發(fā)生后 0 20ms 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 20 60ms 內(nèi)高溫、高壓氣體（氮?dú)猓┙?jīng)過濾冷卻進(jìn)入氣袋，氣袋張開形成氣墊，將乘員與車內(nèi)裝備隔開，60 100ms 后氣袋排氣孔打開，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：二、汽車安全氣囊的應(yīng)用1.安全氣囊打開所需要的條件安全氣囊打開需要合適的速度

13、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 kmh，這時(shí)安全氣囊才可能打開。這里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(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。下圖是正確引爆安全氣囊的有效范圍圖：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)

14、64，甚至在其中有80的乘客未系上安全帶！至于來自側(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)?，十分安定且不含毒性，?duì)人體無害；爆出時(shí)帶出的粉末是維持氣囊在折疊狀態(tài)下不粘在一起的潤滑粉末，對(duì)人體亦無害。 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

15、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，以至于無法開啟車門，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)駕乘人員來自側(cè)面撞擊導(dǎo)致的腰部，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)于孩子來說是致命的,曾經(jīng)發(fā)生過多起氣

16、囊在碰撞起爆后將孩子頸椎折斷致死案例,為此國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)過度，反而會(huì)對(duì)駕乘人員施加作用過大，適得其反，造成不必要的傷害。 針對(duì)實(shí)際使用中存在的問題，我們更希望在安全氣囊展開之前，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)饽业闹噶顐鬟f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)際的碰撞程度來判別安全氣囊是否需要展開，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：通過上面對(duì)汽車安全氣囊的簡要分析，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