【文章內(nèi)容簡介】 保護過程，大約 60～ 100ms。安全氣囊展開進行保護的過程，是一種不可逆的過程，在完成保護過程后，必須重新安裝安全氣囊控制器和安全氣囊總成。 一般來說，車輛的輕微碰撞不會使氣囊打開。只有在車輛正面一定角度范圍內(nèi)碰撞才能使氣囊打開。安全氣囊打開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 60176。之間位置撞擊在固定的物體上，速度高于 30KM/h，這時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，而是在試驗室中車輛相對剛性固定障礙物碰撞的速度，實際 碰撞中汽車的速度高于試驗速度氣囊才能打開。后碰，側(cè)碰，翻轉(zhuǎn)都不會引發(fā)氣囊打開。 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。此外，氣囊爆發(fā)時的音量大約只有 130 分貝，在人體可忍受的范圍；氣囊中78％的氣體是氮氣，十分安定且不含毒性，對人體無害；爆出時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，對人體亦無害。 安全氣囊同樣也有它不安全的一面。據(jù)計算，若汽車以 60km 的時速行駛，突然的撞擊會令車輛在 秒之內(nèi)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，這對于頭部、頸部等人體較脆弱的部位就很難承。因此，如果安全氣囊彈出的角度、力度稍有差錯，就有可能釀出一場“悲劇”。 需要強調(diào)的是：安全氣囊只是起到輔助作用。在不系安全帶的情況下安全氣囊不但不能對乘員起到防護作用，還會對乘員有嚴重的殺傷力。安全氣囊的爆發(fā)力是驚人的，足以擊斷駕駛者的頸椎。因此，系好安全帶是安全氣囊發(fā)揮保護作用的一個重要條件。汽車安全氣囊的發(fā)展與應用 煙臺汽車工程職業(yè)學院畢業(yè)論文 9 第三章 安全氣囊的發(fā)展現(xiàn)狀 安全氣囊簡史 安全氣囊的使用已有近 30 年的歷史，它對減少撞車傷亡有不可替代的作用。 美國“高速公路安全保險機構”的報告指出，裝有安全氣囊的汽車在撞車時，死亡人數(shù)減少了 23％。新澤西某一醫(yī)院整形外科在 4 年時間里對 2300 起事故作了研究后認為，配有安全帶和安全氣囊的駕駛員在車禍中面部受傷減少了 75％，而這主要是安全氣囊的功勞。可見，安全氣囊能夠在交通事故中起到很大的保護作用。 最早發(fā)展安全氣囊系統(tǒng)的國家是美國。目前，已在北美、歐洲、日本等發(fā)達國家和各地區(qū)流行，但只有在美國以立法的形式強制安裝。 1953 年 8 月， John ?W?He?Trick 首次提出了“汽車用安全氣囊防護裝置”，并獲得了題為“ 汽車緩沖安全裝置（ Safety Cushion Assembly For Automotive Vehicles）”的美國專利 US2649311。他在1952 年的一次事故后，萌發(fā)了設計撞車安全裝置的想法。在一次事故中，他為躲避一個障礙物而猛打方向盤，并進行制動，他和妻子都用手臂本能地保護坐在前座中間位置上的女兒。這次事故后他意識到必須有一個更好的裝置來保護乘員，兩周之后他繪好了設計圖紙交給了代理人，這份圖紙確定了今天安全氣囊的雛型。 但由于當時技術水平及人們觀念的限制，未被廣泛接受或認可，當時的美國人更傾向 于安裝安全帶。而當意識到只有不到 15％的汽車駕駛員和乘員使用安全帶時， 60 年代末，美國高速公路行車安全管理局（ NHTSA）開始顧慮汽車廠商發(fā)展安全氣囊。 70 年代，美國通用、福特，德國奔馳、日本豐田等汽車公司以及美國 MONTON 公司、 TRW 公司、德國 TEMIC 公司、 ICT 研究院、日本 DAICEL 公司、瑞典 AUTOLIV 公司等均開始投入大量資金和人力研究與發(fā)展安全氣囊，其中 1971 年 5 月德國的一個研究小組成功地將火箭推進技術應用于汽車安全氣囊。這些綜合力量使安全氣囊的研究與發(fā)展進入了一個全新的發(fā)展階段。 1973 年美國通用汽車公司開始出售可供顧客選配的汽車氣囊系統(tǒng)。 1984 年， NHTSA 在著名的“聯(lián)邦機動車安全標準” FMVSS（ Federal Motor Vehicle Safety Standard） 208 條《乘員碰撞保護》中增加了安裝氣囊的要求，這為安全氣囊的發(fā)展和使用提供了一個明確的法則及指導方向。 1993 前后，美國政府立法規(guī)定從 1995 年 9 月 1 日以后制造的轎車前排座均應裝備安全氣囊。另外，還要求， 1998 年以后的新轎車都裝備駕駛者和乘客用的安全氣囊。 安全氣囊在近幾年得到飛速發(fā)展，價格大幅下降，裝 備安全氣囊的轎車從過去的中高級轎車向中低級轎車發(fā)展。同時有些轎車前排安裝了乘客用安全氣囊（即雙氣囊規(guī)格），乘客用安全氣囊與駕駛員用安全氣囊相似。只是氣囊的體積要大一些，所需的氣體也多一些而已。進入 90 年代以來，安全氣囊的安全性已經(jīng)被人們普遍接受，并被視為一種現(xiàn)代化和高檔次的安全裝置。但是，對于駕駛員和乘員來說，安全駕駛才是第一位的，這是任何先進的安全裝置都無法替代的 汽車安全氣囊的發(fā)展與應用 煙臺汽車工程職業(yè)學院畢業(yè)論文 10 相關法律法規(guī) 國際上現(xiàn)行的安全氣囊標準包括： (1)ISO 1209712020《道路車輛 —— 安全氣囊部件，第 1 部分：術語》； （ 2） ISO 1209721996《道路車輛 —— 安全氣囊部件，第 2 部分：安全氣囊模塊試驗》； （ 3） ISO 1209732020《道路車輛 —— 安全氣囊部件，第 3 部分：氣體發(fā)生器組件試驗》； （ 4） ISO/TR 109821998《道路車輛 .評估汽車使用者與展開氣囊的相對位置偏移的試驗方法》； （ 5） ISO/TR 146451998《道路車輛 .評估與展開氣囊相互作用的兒童約束保護系統(tǒng)的測試程序》； （ 6） ISO/TR 149332020《道路車輛 .評價駕駛員與展開的沖擊氣囊的交互作用的試驗方法》。 我 國汽車標準的制修訂工作由“全國汽車標準化委員會”承擔，關于安全氣囊的標準由“車身分標委”負責。為了氣囊產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，我國還在 2020 年成立了“汽車安全氣囊標準研究工作組”。工作組 2020 年起開始著手參照 ISO 12097 標準起草我國的推薦性國家標準。同時，工作組還將美國政府于 2020 年 5 月頒布的 FMVSS 208 中關于智能化安全氣囊的最終修正案、 ECE 中關于安全氣囊認證的法規(guī)草案等列入了研究范圍。 （ 1）參照歐洲 ECE 版本， 1999 年 10 月 28 日，國家機械工業(yè)局發(fā)布《關于正面碰撞乘員保護的設計規(guī) 則》 CMVDR 294，已于 2020 年 1 月 1 日實施。這個設計規(guī)則明確提出了對汽車乘員在發(fā)生汽車碰撞時的安全標準。 （ 2）國家機械局 567 號文件要求新車型于 2020 年 1 月 1 日前，所有車型于 2020 年 7 月 1 日前達到 CMVDR 294 中所述的安全要求。 國外安全氣囊的發(fā)展 一 .世界各國安全氣囊的發(fā)展 安全氣囊最早是美國 1953 年發(fā)明， 70 年代美國、日本和德國等國的汽車公司開始采用，安全氣囊近 20 多年在這些國家和地區(qū)發(fā)展迅速。 1992 年底，美國已有 1000 多萬輛汽車裝配了安全氣囊系統(tǒng)。 1994 年生產(chǎn)的客車 85％為前排座椅安裝了雙側(cè)安全氣囊（即駕駛員側(cè)與副駕駛員側(cè)）， 6％只在駕駛員側(cè)裝備，其絕對數(shù)量為 1400萬套； 1995 年統(tǒng)計數(shù)字分別為 90％、 7％和 1500 萬套； 1996 年為 98％、 2％和 1550 萬套； 1997 年以后，為前排座安裝雙側(cè)氣囊的比例接近 100％。隨著汽車產(chǎn)量的增加， 2020 年安全氣囊的絕對數(shù)量達到 2020 萬套。 在看到人們對安全氣囊系統(tǒng)安全性的認可及汽車安裝該系統(tǒng)所帶來的巨大社會效益，美國各大汽車公司也越來越重視安全氣囊系統(tǒng)的研究和發(fā)展。通用（ GM）汽車公司 1990 年售出的轎車 15％裝配了安全氣 囊?，F(xiàn)已在所有的汽車駕駛員側(cè)裝配了安全氣囊；福特（ Ford）汽車公司已在 90 年代中期把駕駛員和乘客用安全氣囊作為福特汽車標準裝備；克萊斯勒（ Chrysler）汽車公司在這一領域保持世界領先的地位，早在 90 年代初期就已在本公司生產(chǎn)的所有車型上裝配了安全氣囊系統(tǒng)。 汽車安全氣囊的發(fā)展與應用 煙臺汽車工程職業(yè)學院畢業(yè)論文 11 歐洲在安全氣囊方面起步較美國晚一些。 1994 年生產(chǎn)的客車 20％為前排座椅安裝雙側(cè)安全氣囊， 30％只在駕駛員側(cè)裝備，其絕對數(shù)量為 800 萬套； 1995 年為 25％、 35％和 1000 萬套。以后逐年上升，到 2020 年達到 60％、 40％和 2500 萬套，即裝備率 達到 100％。 日本汽車一直傾向于安裝自動（座椅）安全帶，只在少數(shù)幾種高級轎車上做為標準裝備安裝了安全氣囊，對其他車型則為選用裝備。 1994 年生產(chǎn)的客車對安全氣囊的相應裝備率分別為 20％、 9％和 500 萬套； 1995 年為 25％、 10％和 700 萬套； 2020 年達到 55％、 16％和 3400 萬套。雖然安全氣囊系統(tǒng)在日本的安裝比例不太高，但它日益顯示的強大保護作用已引起該國各大汽車公司的關注。 豐田（ Toyota）汽車公司正逐步把安全氣囊作為其生產(chǎn)的各種車型的標準裝備。日產(chǎn)（ Nissan）汽車公司于 1995 年起，在 其生產(chǎn)的輕型載貨汽車和大多數(shù)轎車上安裝了駕駛員側(cè)安全氣囊和副駕駛員側(cè)安全氣囊；本田（ Honda）汽車公司 1990 年起就已在兩種車型上把駕駛員側(cè)安全氣囊作為標準裝備，在 1993 年后，銷往美國的本田汽車上，把駕駛員側(cè)安全氣囊和副駕駛員側(cè)安全氣囊都作為標準裝備。 以上這些國家在汽車安全氣囊系統(tǒng)這一領域內(nèi)的發(fā)展起步較早，技術水平和普及率比較高，較具代表性。其他還有許多國家也正致力于這方面的研究和發(fā)展，如瑞典、意大利等國家。 二 .美歐安全氣囊的比較 美國和歐洲一些國家是最早開發(fā)和使用安全氣囊的國家和地區(qū)。因此，這兩個 地區(qū)安全氣囊的發(fā)展非常具有代表性。從下面的比較中可以看出這兩種安全氣囊的優(yōu)劣及其發(fā)展前景。 （ 1）在美國，安全氣囊系統(tǒng)要求對未佩帶安全帶的乘員能提供安全保護。很明顯，對于未佩帶安全帶的乘員來說，即使在轎車較低速時發(fā)生碰撞，就有可能對乘員造成傷害。因此，在設定氣囊起動車速范圍時，汽車對固定物碰撞的車速為 18～ 20km/h。超過此碰撞速度，安全氣囊就能點火起爆。 車速在 18～ 20km/h 時，安全氣囊能夠點火起爆，就要求安全氣囊系統(tǒng)中的傳感器和中央電子控制器具有對碰撞性質(zhì)有高敏度的識別能力和高度的可靠性。在一些汽 車上，由于傳感器和中央電子控制器對汽車在劇烈緊急制動或在速度為 15km/h 以下的輕微碰撞，產(chǎn)生“判斷失誤”。而發(fā)生安全氣囊“誤爆”，使得駕駛員受到突然的驚駭，同時鼓起來的安全氣囊還會短時間遮蔽駕駛員的視線，造成事故。 因此，這種安全氣囊對傳感器和中央電子控制器有很高的要求。因為未佩帶安全帶的乘員在汽車發(fā)生碰撞時，乘員沒有安全帶的約束和減少慣性力的作用，乘員可能被甩出座椅，并在更大的范圍與車內(nèi)的裝備發(fā)生猛烈的二次碰撞。因此，這種安全氣囊系統(tǒng)需要更大的氣囊，在更大范圍內(nèi)將乘員與車內(nèi)的裝備隔開。所以，駕駛員用安全 氣囊的容積達到 60～ 80L，前排座乘員用安全氣囊的容積達到 120～ 160L。 （ 2）在歐洲，按照法規(guī)規(guī)定：汽車必須裝配安全帶，并強制所有乘員必須佩帶安全帶。三點式安全帶完全可以在汽車碰撞速度 30km/h 以下時，為乘員提供良好的束緊和保護。但試驗結果表明，在汽車碰撞速度超過 30km/h 時，安全帶不能對駕駛員和乘員的頭部、面部提供有效的保護。在正確使用三點式安全帶的基礎上，于是就開發(fā)了安全氣囊系統(tǒng)來提高安全防護能力。 汽車安全氣囊的發(fā)展與應用 煙臺汽車工程職業(yè)學院畢業(yè)論文 12 在汽車發(fā)生碰撞