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一文讲解轿车安全气囊发展与工作原理

2022-06-07 16:00 

轿车安全气囊的发展

一、外洋轿车安全气囊的发展

轿车安全气囊的雏形是某国人Jhon.W.Hetrick发明的安全气垫,1952年Hetrick发明了他自己之称为“汽车安全气垫”的装置,用来减轻急刹车或正面碰撞带来的严重伤害。这是一种机械装置,用于使气囊膨胀的压缩空气贮存在一个压力容器中,连接着弹簧的质量块用来感应汽车的减速度。当质量块产生位移时,能打开一个阀使压力空气从压力容器中冲出来,以使气囊膨胀。气囊可装在方向盘中、手套箱门上、仪表板上部以及前排座椅的靠背。早期的空气囊主要用于与其它安全装置一起防止飞机着陆时与地面的碰撞,1960年,轿车安全气囊技术开始在原有的基础上研制并转为民用。

在遭遇一次事故后,他萌发了设计撞车安全装置的想法。在这次事故中,约翰为躲避一个障碍物而猛打方向盘进行制动,他和妻子都用手臂本能地保护坐在前座中间位置上的女儿。这次事故后他意识到要有一个良好的方法来保护乘员,这份图纸确定了轿车安全气囊的雏型。1953年8月18日,他获得了”汽车缓冲安全装置”的某国口碑。从此轿车安全气囊现世了。

二、国内轿车安全气囊的发展

我国对轿车安全气囊的研讨起步较晚,上个世纪80年代末我国的一些汽车碰撞安全和才开始关注轿车安全气囊的研讨和发展。随着世界汽车进军我国,我国的汽车工业迎来了的发展契机,12年,我国自行研制的FS-01轿车安全气囊通过撞车试验。随着科技的发展和人们对汽车安全重视程度的提升,近年来汽车安全技术中的轿车安全气囊技术发展得很快,智能化、多轿车安全气囊是今后整体轿车安全气囊系统发展的必然趋势。新的技术可以好地识别乘客类型,采取不同的保护措施。

在轿车安全气囊系统中,包含气体发生器、传感器、微处理器、气囊模块等主要部件。气囊模块存放在壳体容器中,在发生器点爆瞬间在高温高压气体冲击下将气袋展开。所以壳体为气囊模块重要的零件之一,可以增加模块保护,确定模块在气囊设计寿命内不被外部侵蚀,以免气囊提前老化。而壳体不仅需要蚀,同时也需要高温和高压,能够发挥吸收点爆能量的作用,以免气囊模块在爆炸的瞬间被破坏。在气袋展开的瞬间,壳体还要对其展开方向形成引导,确定乘客安全。所以从壳体结构上来看,其有喇叭的形状,能够实现对气袋展开方向的多方位约束,并且能够与气囊罩盖连接,以免气袋冲出时出现罩盖飞出仪表板的情况。因此在壳体侧壁,设计有挂钩,能够对罩盖进行固定。

轿车安全气囊壳体在与仪表板连接时,还要安装在气囊框的窗口位置。从主流车型壳体安装情况来看,主要采用冲压后焊接成型工艺进行壳体安装。采用该种连接方式,在焊接位置容易产生残渣,导致气囊展开过程中被割破,甚至出现焊点位置脱焊的情况,给人员生命安全带来大威胁。而采用铆接的方式,需要利用螺栓对气囊和仪表板进行紧固。采用该种刚性连接方式,气囊在点爆过程中容易导致仪表板开裂或螺栓脱落,也可能出现飞溅物。针对这一问题,目前通常在仪表板背面进行内嵌金属门盖的设计,并利用螺栓对其基座进行了加固。采用该种设计方式,导致气囊安装时间过长,不利于实现汽车的批量装配。

轿车安全气囊的工作原理

当车辆发生碰撞时,轿车安全气囊控树模块快对信号做出处理,确认发生碰撞的严重程度已超出安全带的保护能力,便释放气囊,使乘员的头、胸部直接与较为柔软有弹性的气囊接触,从而通过气囊的缓:中作用减轻乘员的伤害。现在众多地区气囊厂家主要采用的是电子式轿车安全气囊系统。

基本型轿车安全气囊系统包含了驾驶员、乘员正而保护轿车安全气囊及安全带预紧装置。现在众多地区电子式轿车安全气囊系统特点是由传感器感知车辆运动情况,由MCU监控并作出判断,判断当前的事件是否是严重碰撞事件,如果是严重碰撞事件则驱动气囊展开,保护驾乘人员的安全。轿车安全气囊作用过程为:碰撞发生后0~20ms内传感器将信号输送到中心电子控制器(ECU),ECU判断后确认是严重碰撞则引发气体发生器,在20~60ms内高温、高压气体(氮气)经过滤冷却进入气袋,气袋张开形成气垫,将乘员与车内装备隔开,60~100ms后气袋排气孔打开,气囊泄气并收缩。气体的阻尼作用吸收了碰撞的能量,气囊对乘员头部和脸部的压力,乘员陷入较柔软的气囊中,使得乘员得保护。较后气体全部从排气孔排出,气囊瘪下。

近年来,智能型轿车安全气囊的研讨致力于制造一种能够大限度地保护乘员的轿车安全气囊系统。这种气囊系统能够在汽车碰撞的一瞬间根据碰撞条件和乘员状况来调节气囊的工作性能。

智能型气囊的关键技术之一是传感系统和电子运算系统,它们在事故发生的短暂时刻内能够提供的碰撞环境的信息。这些信息包括汽车碰撞的剧烈程度,碰撞的方位,乘员的身材、体重、位置,乘员是否系有安全带。智能气囊系统根据原有探测的信息作出判决怎样调节和控制气囊的工作性能,使气囊能充足发挥其保护效果。

负气囊发生器系统中一个重要的部件是气体发生器,它的作用是以足够快的速度产生足够体积的气体,供给气囊.气体发生器较突出的特点是燃爆品,在短的时间(0.03~0.05)s内可使环境发生剧烈变化。