安全气囊支架（共8篇）
安全气囊支架 篇1
1 前言
支架是PAB至关重要的一部分, 起到了连接气囊盒体与仪表板管梁, 支撑整个安全区囊模块的作用[1]。气囊在爆破的时候对支架产生反作用力, 若支架与气囊集气盒体焊接不合格, 会使得支架与盒体间发生变形或断裂, 为确保安全气囊的有效工作性能, 对其进行有限元仿真分析。Hypermesh软件与多种CAD和CAE软件有良好的接口并具有高效的网格划分功能[2]。本文利用有限元软件Hypermesh的前后处理, 对安全气囊支架与壳体焊接强度进行有限元分析。
2 有限元模型的建立
支架是整个PAB模块承重的关键部位[3], 在简化模型时, 只保留管梁支架、气囊支架、集气盒体及发生器, 去掉管梁及螺栓等。在建立有限元模型时, 均保留其原结构形状[4]。将简化模型通过STP格式导入到Hypermesh有限元前处理软件中[4], 进行抽取中面、几何清理, 采用壳单元进行网格划分, 单元尺寸为2mm。建立有限元模型, 支架有限元模型共有21102个壳单元, 21544个节点.
3 模型约束及材料的定义
在LS-DYNA软件中, 考虑多应变率的影响, 主要材料采用MAT24, 刚体采用MAT20, 根据BOM选择不同牌号并赋予属性, 实际中管梁支架被管梁约束, 管梁支架通过螺栓与气囊支架相互约束, 气囊支架与集气盒体采用点焊链接, 点焊采用MAT100 HEXA[5], 焊点直径为6mm。材料的属性见表1。
经实验测得PAB模块 (集气盒本体) 在点爆后10ms安装在集气盒下端测力传感器测得的支座反作用力随时间变化的曲线作为模型力的输入。受力点选取为4个螺栓附近处的64个节点上。将建好的模型提交LS-DYNA进行运算。
4 计算结果和分析
将LS-DYNA的计算结果导入到Hyper View查看支架在收到反冲力时的应力应变云图如图1, 2, 3, 4所示。
如图所示:在加载力达到峰值时, PAB集气盒焊点处与支脚容易发生应力集中, 大小为419.6MPa。超过材料屈服极限396MPa, 产生塑性变形, 集气盒体与支脚最大塑性应变13.22%, 小于材料断裂极限应变33%。
焊点最大轴向力最大不超过1.28KN小于最大轴向承载力5.5KN;焊点最大剪切力最大不超过0.93KN小于最大剪切承载力5.5KN, 焊点未失效, 所以支脚处无断裂风险。
5 结论
通过对支架与集气盒焊点强度的有限元仿真分析, 获得支架最大应力约为419.6MPa, 虽然产生塑性变形, 未超过材料的断裂极限, 所以支脚处无断裂风险。焊点的最大轴向力和最大剪切力都小于其承载力, 所以支架焊接强度满足设计要求。使用有限元法简化了为验证支架强度的实验次数, 大大节约了实验成本。
参考文献
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安全气囊成了安全隐患 篇2
9月11日，央视《每周质量报告》报道，国产汽车比亚迪F3车型在多起交通事故中，安全气囊均失灵，有的车辆即使发生了猛烈的碰撞，安全气囊依旧未曾自动打开。
安全气囊不安全，成为车辆安全隐患
据《每周质量报告》报道，今年4月8日，河北省任丘市的小王在开车回家途中，被一辆逆行的120急救车撞上。强烈的正面撞击，让小王的比亚迪F3严重变形，但车上的安全气囊没有打开，甚至安全气囊的盖板都打开了，气囊却没有弹出来。事发后，比亚迪厂方对受损汽车进行检测后表明，当时的撞击力度不足以引爆安全气囊。如果不认可这种说法，可以自己去找权威机构做鉴定。但据车主回忆，当时的车速达到70公里/小时，迎面撞上的汽车车速更是超过100公里。
如今，汽车安全一直是人们的焦点话题之一，安全气囊作为一项重要的乘员保护系统已经在很多轿车上进行了装配，但随之而来的使用问题却不少。
据相关资料显示，今年以来，因为安全气囊而出现的纠纷不仅涉及到比亚迪旗下的品牌，甚至凯迪拉克、雷克萨斯、奔驰、皇冠、长安马自达3、一汽奔腾、斯柯达、丰田凯美瑞、北京现代悦动、伊兰特等众多国际知名品牌也深陷“气囊门”。
今年4月，由于存在安全气囊意外弹出的隐患，日本丰田公司近期将在美国召回30.8万辆运动型多功能汽车。
安全气囊不安全，不能在发生车辆碰撞的情况下自动打开保护乘客安全，这已经成为很多车主担心的问题。
缺乏国家标准，消费者投诉无门
如果真按照比亚迪厂家的说法，消费者自己去找权威机构去做安全气囊的质量鉴定的时候，你就会发现这条维权之路难上加难。
记者了解到，目前，我国的安全气囊还没有一个统一的国家标准，甚至连汽车的行业标准也没有，各汽车厂家使用安全气囊的标准都是由厂家自己制定的。2009年10月14日，辽宁、河北、天津、江苏、江西、四川等6省市消费者协会，联合向工业和信息化部、国家质检总局、国家标准化管理委员会递交了《关于尽快出台汽车安全气囊国家标准的建议函》，呼吁尽快制定并出台汽车安全气囊国家标准。
“现在汽车安全气囊国家标准的制定还没有任何进展。”曾经是我国汽车安全气囊标准研究工作组成员之一的清华大学教授、国家重点实验室清华大学汽车碰撞实验室主任张金换告诉记者。由于标准的缺失，无法界定汽车安全气囊的质量及其匹配工艺是否合格。消费者与汽车厂商因此发生纠纷后，也因标准的缺失，导致消协组织的调解工作无法可依。
按照国际惯例，厂家对于气囊质量的匹配测试要在几十辆车上试验，但是，国内很多厂家为了降低企业成本，只是对一两辆车进行气囊质量匹配测试后，就简单制定标准，草草投入生产。
安全不能全指望气囊
“不过，即便有了安全气囊的国家标准，由于交通事故千差万别，具体事故也要具体分析，很难用一个标准去界定责任。”张金换坦言。
很多车主都存在这样的一个理解误区，那就是一旦遇到事故，气囊就应该打开。专家认为其实不然。安全气囊打开需要有一定的条件，只有车辆的正前方左右，在一定角度范围内撞击在固定的物体上，且速度高于30公里/小时，安全气囊才可能打开。
由于有些车辆有质量问题，甚至出现过没有达到气囊打开的条件，气囊就突然蹦出来伤人的事情，这样也是很可怕的。
“许多消费者对气囊作用的认识不够科学，对气囊的安全作用期望值过高。在汽车被动安全系统中，安全气囊只是安全带的辅助部分，其地位并不突出。”张金换强调。
据交通事故的统计数据表明：“三点式安全带+气囊”的保护作用最高，可以达到60%以上；而在仅使用气囊的情况中，有效保护率只有18%左右。
在开车时最好的保护就是安全带，在大部分发生事故的情况下，安全带起到所有保护的60%，剩下的40%里才包括车身钢板、安全气囊和ABS等其他保护装置。也就是说，安全气囊给消费者的保护并不是很大。
安全气囊与汽车安全 篇3
关键词：安全气囊,碰撞,汽车安全
0 引言
随着现代汽车保有量的迅速增加, 交通事故频频发生。绝大多数交通事故发生后, 汽车遭遇猛烈碰撞, 安全气囊能够及时的打开, 最大可能的保护了司乘人员的安全, 避免了不必要的人员伤亡, 如一旦汽车前端发生了强烈的碰撞, 安全气囊就会瞬间从方向盘内“蹦”出来, 垫在方向盘与驾驶者之间, 防止驾驶者的头部和胸部撞击到方向盘或仪表板等硬物上。有研究表明, 有安全气囊装置的轿车发生正面碰撞, 驾驶者的死亡率, 大轿车降低了30%, 中型轿车降低11%, 小轿车降低14%。
1 安全气囊结构原理
现代汽车安全气囊系统由缓冲气囊、气体发生器、碰撞传感器以及控制块 (电脑) 等组成。
1.1 碰撞传感器。
安全气囊系统中的重要部件, 其功能是检测、判断汽车发生碰撞后的撞击信号, 并把信号传递给控制块, 决定是否展开缓冲气囊。
1.2 缓冲气囊。
气囊是一种能够承受较大压力的半硬泡沫塑料, 一般是由防裂性能比较好的聚酞胺织物制成。我们知道气囊膨胀时会产生很大的惯性力, 可以通过硫化处理的方式降低其惯性力。除此之外, 气囊里面一般都涂有涂层是为了提高气体的密封性。
1.3 气体发生器。
为了保证驾驶员的安全, 安全气囊系统要求气体发生器必须在30ms左右产生大量的气体充满气囊, 并且产生的气体首先对人身体无害, 再者就是产生的气体温度不能太高。与此同时气体发生器本身也应当有足够的可靠性和稳定性。
1.4 控制装置。
当汽车发生碰撞事故时, 电控装置会接收到多个传感器传过来的减速信号, 由于控制装置一般都是集成在微计算机中, 因此会对这多个减速信号反复不断的进行比较、分析和计算, 在决定是否应当发出点火信号。在整个系统中控制装置必须能够做到在复杂碰撞情况下得出非常准确的判断并且还要精确的控制点火时刻。
2 安全气囊的打开条件
传感器和控制器用以判断撞车程度, 传递及发送信号;气体发生器根据信号指示产生点火动作, 点燃固态燃料并产生气体向气囊充气, 使气囊迅速膨胀, 气囊容量约在 (50-90) L。同时气囊设有安全阀, 当充气过量或囊内压力超过一定值时会自动泄放部分气体, 避免将乘客挤压受伤。安全气囊所用的气体多是氮气或二氧化碳。
除了驾驶员侧有安全气囊外, 有些轿车前排也安装了乘客用的安全气囊 (即双安全气囊规格) , 乘客用的气囊除了体积大一些以及需要的气体多一些之外, 其他方面都与驾车者用的气囊相似。除了以上位置安装气囊外, 有些轿车还安装了侧面气囊即安装在座位侧面靠门的一侧。
为了保证安全气囊在适当的时候打开以达到保护车内人员的安全, 汽车生产厂家都规定了气囊的起爆条件, 气囊只有满足这些条件才能打开。但是在一些交通事故中, 车内乘员撞得头破血流甚至出现了生命危险, 但是没有达到安全气囊的爆炸条件, 气囊还是打不开。
那么, 气囊要符合什么样的条件才能安全打开呢?从理论上讲安全气囊的打开需要合适的碰撞角度 (车辆正前方左右大约60°之间位置撞击在固定的物体上) 和速度 (高于30km/h) , 只有符合这些条件气囊才能打开。我们这里所说的速度不是我们理解的车速, 而是在试验室中车辆相对刚性固定障碍物碰撞的速度, 实际碰撞中汽车的速度高于试验速度气囊才能打开。
3 汽车碰撞后的安全气囊系统
汽车在不幸遭遇猛烈撞击时, 碰撞传感器受到冲击, 直接反映给气囊电脑, 指示气体发生器气囊瞬间爆炸, 气袋膨开, 有效地保护司乘人员的安全。同时, 司乘人员及所系的安全带系统同时受到气囊电脑的指示发生作用, 爆炸而锁死安全带, 从而保证司乘人员在所得到的碰撞安全区域内受到冲击, 再加上现代汽车的刚性车身从而有效保障了司乘人员的安全和受撞伤面积和范围。整个爆炸反应过程中, 安全气囊系统均会受到冲击, 其各个部件都有变化, 本来安全气囊系统中的各个部件的冲击触发灵敏度都非常高, 而且均是一次有效作用, 重复使用后果不堪设想。同样伴随着整个安全气囊系统各元件在爆炸过程中的物理、化学变化, 也改变了其原有的设计性能。所以一旦爆炸发生后, 整个安全气囊系统中的各个元件均应而且必须更换。否则, 非但不能保证该车不幸遭到“二次碰撞”时安全气囊系统能够及时有效的打开, 充分保障司乘人员的安全。如果碰撞安全气囊爆炸事故车修复过程中, 个别元件没有更换或使用了不合格的替代产品, 都会致使车辆修复后, 安全气囊故障灯闪烁, 安全气囊系统不工作或者轻微碰撞也能使安全气囊提前或过迟爆炸。当然, 一旦爆炸发生后, 有触发器被直接撞坏的有气体发生器烧结的, 导线烧结的, 安全带涨紧器同时爆炸锁止的。目前仍有少数小型或边远地区的简单汽车维修企业, 他们一来无法及时买到相关的零部件, 或者直接迎合某些客户降低维修成本的要求, 使用翻新的气囊, 简单修复气囊电脑, 不更换气体发生器、断结安全带涨紧器等。更有甚者直接割去安全气袋, 不使用整个安全气囊系统等;也有利用安全气囊系统电路原理加接电阻, 以消除安全气囊故障码而完成修复工作的。这样的修复车一旦上路, 再次不幸遭遇“二次碰撞”时, 对司乘人员的安全将带来无限量后果, 往往车毁人亡;使用不合格的系统元件也会造成安全气囊过早或过迟爆炸, 使司乘人员遭受二次碰伤等等。
汽车安全气囊系统中的各个元件的高灵敏度使得其物理、化学性质相对薄弱, 一旦爆炸发生后, 几乎所有的汽车生产商都要求同时更换整个安全气囊系统中的各个组成元件、联接件等, 以有效保障车辆在不幸遭遇“二次碰撞”时, 车身安全气囊系统能够及时工作, 只要冲击达到极限, 安全气囊都要瞬间即时爆炸, 以保护司乘人员的生命安全。同时, 中华人民共和国交通运输部2011-02-28发布, 2011-05-08实施的中华人民共和国交通部运输行业标准JT-T795-2011《事故汽车修复技术规范》中, 在配件修换原则部分对安全气囊、安全带有这样的规定: (1) 在事故中发生作用的安全气囊, 涉及的相关安全部件应与更换;未发生作用的安全气囊, 应按整车生产厂的要求检验合格后方可使用。 (2) 因事故功能失效的安全带应予以更换;未发生作用的安全带, 根据GB 14166规定的相关方法检验合格后方可使用。 (3) 所更换的零部件均应符合原设计要求。
因此, 为了珍爱生命, 保证汽车原有设计品质, 广大的维修企业在汽车安全气囊系统发生爆炸的事故损伤修复过程中, 全部、彻底的更换整个安全气囊系统中的各个组成元件, 是对司乘人员生命安全负责的重要措施之一。
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汽车安全气囊系统的安全检修 篇4
气囊系统 (SRS) 与其它电子控制系统不同, 在检查过程中如果不按正确的操作顺序进行, 就有可能导致气囊意外膨开, 不仅会造成较大的经济损失, 而且可能造成严重事故, 其后果不堪设想。另外, 在检修安全气囊系统SRS时, 如果操作有误, 就有可能在需要SRS气囊保护时气囊系统不起作用。
1 汽车安全气囊系统 (SRS) 的故障很难确认, 自诊断系统保留在存储器中的故障代码是排除故障的重要信息来源。因此在检查与排除SRS故障时必须在拆下蓄电池负极电缆端子之前读取故障代码。
2 检查工作务必在点火开关转到锁止位置, 并将蓄电池负极电缆端子拆下20s或更长一些时间之后才能开始。这是因为SRS装备有备用电源, 如果检查工作在拆下蓄电池负极电缆端子后20s以内就开始进行, 气囊系统有备用电源供电, 检查中就有可能导致气囊误膨开。另外, 汽车音响系统、防盗系统、时钟、电控座椅、座椅安全带收紧系统、微机控制驾驶位置设定的电控倾斜和伸缩转向系统、电控车外后视镜等系统均具有存储功能, 当蓄电池负极电缆端子拆下之后存储的内容将会丢失。因此在检查工作开始之前, 应通知汽车用户将音响、防盗系统的密码和其它控制系统的有关内容记录下来。当检查工作结束之后, 再由维修人员或汽车用户重新设置密码和有关内容并调整时钟。绝不允许使用车外电源来避免各系统存储内容丢失, 以免导致SRS气囊误膨开。
3 检查SRS时, 即使只发生了轻微碰撞而SRS气囊并未膨开, 也应对前碰撞传感器、驾驶席SRS气囊组件、乘员席SRS气囊组件、座椅安全带收紧器进行检查。
4 安全气囊系统SRS对零部件的工作可靠性要求极高, 所有零部件均为一次性使用部件, 决不要修复碰撞传感器、SRS气囊组件、SRS电脑、座椅安全带收紧器等部件重复使用, 如需更换零部件, 则应使用新品, 不允许使用不同型号车辆上的零部件。
5 当前碰撞传感器、SRS电脑或SRS气囊组件摔碰之后或其壳体、支架、连接器有裂纹、凹陷时, 应更换新品。
6 前碰撞传感器、SRS电脑或SRS气囊组件不得暴晒或接近火源。
7 绝对不能检测点火器的电阻。否则有可能导致气囊引爆。检测其它部件电阻和检测安全气囊系统故障时, 必须使用高阻抗 (至少应大于10kΩ) 万用表, 即最好使用数字式万用表。如果使用指针式万用表, 由于表内电源的电压加到气囊系统上就有可能引爆气囊。
8 碰撞传感器、SRS电脑及气囊组件的所有紧固件必须拧紧到规定的扭矩, 否则会产生不正确的气囊膨开和汽车乘员的人身伤害。
9 在安全气囊系统各个总成或零部件的表面上, 均标有说明标牌或注意事项, 使用与检查时必须照章行事。
1 0 当安全气囊系统的检查工作完成之后, 必须对SRS指示灯进行检查。当点火开关转到接通 (ON) 或辅助 (ACC) 位置时, SRS指示灯亮6s左右自动熄灭, 说明安全气囊系统正常。
1 1 在检修汽车其它零部件时, 如有可能对SRS的传感器和SRS电脑产生冲击, 则应在检修工作开始之前, 先将碰撞传感器和SRS电脑拆下, 以防止气囊误膨开。
1 2 无论如何不能变更传感器的安装位置, 碰撞传感器的动作具有方向性。安装前碰撞传感器时, 传感器壳体上的箭头方向必须按使用说明书规定进行安装。
1 3 安全气囊系统SRS的防护碰撞传感器采用了水银开关式传感器。由于水银蒸气有剧毒, 因此更换传感器之后, 换下的旧传感器不能随意毁掉, 应当作为有害废物处理。当车辆报废或更换SRS电脑时, 应当拆下水银开关式传感器总成并作为有害废物处理。
1 4 因为防护传感器与电脑组件安装在一起, 所以应在电脑组件安装在其固定位置之后才能连接或拆下SRS电脑上的连接器插头, 否则防护传感器就起不到防护作用。
1 5 汽车已发生过碰撞、气囊一旦引爆膨开后, SRS电脑就不能继续使用。
16切勿分解未膨开的气囊总成。吸入气囊总成内部的粉末, 会引发低血压、头痛、支气管炎和视觉损伤等严重的疾病。
17在处理已膨开的气囊时必须戴防护手套和护目镜, 穿长袖工作服, 操作完后应洗手。否则, 接触到气囊上残留的氢氧化钠, 会引起皮肤和眼睛发炎。
18拆卸或搬运SRS气囊组件时, 气囊装饰盖带有撕缝一面应当朝上。不得将SRS气囊组件重叠堆放, 以防万一气囊误膨开造成严重事故。
19气囊组件应当存放在环境温度低于930C、湿度不大、并远离电场干扰的地方。
20当需用电弧焊修理汽车车身时应在操作电焊之前将气囊组件与螺旋弹簧的连接器脱开。
21安装转向盘时, 其安装位置必须正确, 即必须安装在转向柱管上, 并使螺旋弹簧处于中间位置, 否则会造成螺旋电缆脱落或发生故障。
22安全气囊膨开产生的热会损害螺旋弹簧换气囊时应将它一起换掉。
23拿组件时不要拎着导线或连接器。
汽车安全气囊的合理使用 篇5
安全气囊系统是一种被动型的安全装置, 它通过气囊内的工质瞬间爆发形成气垫, 以减轻车祸时驾乘人员的伤害。安全气囊的作用时间仅百分之十秒, 这种短暂而强大的爆发作用在保护驾乘人员的同时, 也可能造成严重的伤害。按照目前的设计和制造水平, 安全气囊系统具有以下局限性和不稳定性。
一是安全气囊系统并不是在汽车任何碰撞情况下都起作用, 设计者是从通常的碰撞模拟试验中寻找最佳解决方案, 但是在实际运行中, 汽车受到的冲击力方向不一定在设计范围之内, 因此有时候汽车虽然受到了强烈的碰撞, 但是安全气囊却没有涨开。
以正面安全气囊为例, 当汽车从正前方或斜度在正前方±30°范围内发生碰撞, 并且其纵向减速度达到阈值才会引爆充气。若正面碰撞车速在20km/h以下, 正面安全气囊应该不引爆;当车速在20～40km/h之间碰撞时, 这是一个过渡范围, SRS可能引爆也可能不引爆;当车速在40km/h以上碰撞时, SRS应该引爆。在下列情况下, 正面安全气囊不会引爆:a.汽车遭受斜前方碰撞、斜角超过正前方±30°;b.汽车遭受后方碰撞;c.汽车遭受横向碰撞;d.汽车发生侧翻;e.汽车的纵向减速度没有达到设定的阈值时。
二是由于乘座者的坐姿及其与气囊的相对位置各不相同, 所以安全气囊对各个位置乘员的保护程度 (及损伤) 不尽相同。
三是大部分安全气囊只适合于身高178cm、体重75kg左右的男性乘员, 对于儿童和矮个乘员不一定能起到充分的保护作用。
由此可见, 配备安全气囊虽然可以明显提高汽车的被动安全性, 但是只有在一定的条件下并且正确地使用安全带, 安全气囊系统才能在关键时刻发挥作用, 否则不但不能保障安全, 而且可能造成一定的伤害。为此, 驾驶和乘座装备安全气囊的汽车时应当注意以下几个问题:
(1) 无论是驾驶人还是乘员, 坐姿都不能太随意, 应当正襟危坐, 身体不要向侧向倾靠, 不得有过大的力量作用在座椅靠背的侧面。驾驶人的胸部与转向盘 (气囊的安装位置) 的距离、前排乘员与仪表台之间的距离应当保持在30cm以上 (至少也要25cm) , 这个距离是一种安全距离, 安全气囊爆发时才能得到有效的保护。为此, 乘坐者应当根据自己的体形对座椅和头枕位置进行适当的调整。在前排乘员和安全气囊 (安装在仪表台内) 之间这一作用范围内不允许有其他人、动物和物品存在。
(2) 乘车必须系好安全带。为了在碰撞前的强烈制动中限制乘坐者向前冲, 应当有安全带预紧装置, 当发生碰撞时, 让安全带能够自动收紧。
安全带与安全气囊是同一系统的两大组成部分, 缺少任何一方, 系统的安全保护作用会大打折扣。安全气囊是保护安全带不能保护的区域, 安全带与安全气囊同时作用于人体时, 对人的保护作用能够达到60%～70%。如果不系安全带, 对人的保护作用大概只能达到30%。
不仅前排驾乘人员应系安全带, 坐在后排座椅上的人也应当系安全带。有专项测试表明, 当轿车以60km/h的速度搭载4名模拟人行驶, 正面与障碍物相撞, 结果是未系安全带的后排模拟人飞越前排座椅, 直接撞到了前风挡玻璃上, 可能受到足以致命的冲击。日本东京大学对10万多起交通事故的分析结果显示, 如果后排乘员系了安全带, 前排系了安全带的人员死亡率将降低80%。因为发生事故时, 后排未系安全带的乘员会猛烈撞击前排座椅上的人员, 如此造成的巨大冲击力, 使前排乘员在车祸中的死亡概率增加4～5倍。
(3) 8岁以下儿童乘车, 应当使用专用的儿童座椅, 并且设置和固定在后排的中间位置。在副驾驶座无人或者必须乘坐儿童的情况下, 则应当关闭前排副安全气囊开关 (POLO、派力奥等轿车的副安全气囊安装有这种开关, 需要的时候再打开) , 不让副安全气囊涨开, 以免对儿童造成严重伤害。
(4) 禁止使用未经生产厂家认可的座椅套或者保护套, 否则将妨碍侧面安全气囊从靠背边涨开, 极大地影响侧面安全气囊的保护功能。
(5) 不要在车门上安装诸如饮料杯支架之类的附件, 在车内的衣钩上只可以挂吊小而轻的衣物, 在衣服的口袋中不得存放重物和尖锐的物品。
汽车安全气囊发展趋势分析 篇6
安全气囊是现代轿车上引人注目的新技术装置。汽车安全气囊系统的包括传感器总成、充气、折叠气囊、点火器、固态氮、警告灯等。当汽车受到前方一定角度内的高速碰撞时, 装在车前端的碰撞传感器和装汽车中部的安全传感器, 就可以检测到车突然减速, 并将这一信号在0.01秒之内速度传递给安全气囊系统的控制电脑。电脑在经过分析确认之后, 立即引爆气囊包内的电热点火器 (即电雷管) , 使其发生爆炸, 这一过程一般只需0.05秒左右。点火器引爆之后, 固态氮粒迅速气化, 大量氮气化, 大量氮气立即吹涨气囊, 并在强大的冲击力之下, 气囊冲开方向盘上的盖而安全展开。
安全气囊系统, 属于辅助约束系统 (SRS) 。它的作用是在碰撞过程中弥补佩带安全带仍不能保护乘员头部、脸部、胸部和膝部的缺陷。
汽车安全系统是汽车电子领域增长最快的一部分。汽车的安全设计在整车设计中所占的比例也越来越大。汽车安全性分为主动安全和被动安全两种, 主动安全系统旨在提高车辆行驶的稳定性, 防范事故于未然。被动安全系统是事故发生后开始起作用, 以减缓事故严重程度。
汽车安全气囊属于被动安全系统。我国2000年实施了CMVDR 294《关于正面碰撞乘员保护的设计规则》, 该法规等效于欧洲ECE R94法规。最近, 我国的侧面碰撞法规已经开始实施, 这将对我国车辆的碰撞安全性能和驾乘人员保护系统提出更高的要求。汽车安全法规体系的不断完善, 将带动中国汽车电子市场的发展。据预测, 2009年前排乘客侧面保护气囊的安装率将会是2006年的2倍, 侧气帘的安装率将是2006年的4倍。
2 国外安全气囊的发展
安全气囊的雏形是美国人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。这是一种纯机械装置。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, 安全气囊技术开始在原有的基础上研制并转为民用。
20世纪60年代末, 美国高速公路交通安全委员会 (NHTSA) 开始建议制定一个可选择的安全气囊法则, 鼓励汽车厂商去发展安全气囊。
20世纪70年代, 美国通用、福特, 德国奔驰, 日本丰田等汽车公司以及美国MORTON公司、TRW公司、德国TEMIC公司、ICT研究院、日本DAICEL公司、瑞典AUTOLIV公司等均开始投入大量资金和人力研究与发展安全气囊, 其中1971年5月德国的一个研究小组成功地将火箭推进技术应用于汽车安全气囊。这些综合力量使安全气囊的研究与发展进入了一个全新的发展阶段。
1984年, 美国高速公路交通安全委员会 (NHTSA) 在著名的“联邦汽车安全标准”中的208条款《乘员碰撞保护》 (Federal Motor Vehicl Safety Standard208, 简称FMVSS208) 中增加了安装气囊的要求, 这为安全气囊的发展和使用提供了一个明确的法则及指导方向。FMVSS208条款是汽车安全气囊发展史上的一个重要的里程碑。此后, 欧洲也颁布了ECER94法规, 紧接着日本丰田、本田, 美国福特、克莱斯勒, 德国宝马, 瑞典富豪等汽车公司纷纷开始销售配有安全气囊的汽车。
20世纪90年代后期, 美国、欧共体、日本已正式立法在汽车上配置安全气囊, 双气囊已成为绝大多数主流轿车的标准件。
3 国内安全气囊的发展
我国对汽车安全气囊的研究起步较晚。20世纪80年代末我国的一些汽车碰撞安全和军工专家才开始关注汽车安全气囊的研究和发展。
随着世界汽车进军我国, 我国的汽车工业迎来了前所未有的发展契机。1992年, 我过自行研制的FS-01安全气囊通过撞车试验。我国的政策法规也对我国汽车工业的发展提供了良好的发展空间。
在我国“九五”规划期间和“十五”规划中, 国家经贸委和汽车行业将安全气囊列为我国汽车零配件三大重点发展项目 (电子喷油系统、防抱死制动系统和安全气囊系统) 之一, 尤其是在1999年10月28日, 国家机械工业局发布《关于正面碰撞乘员保护的设计规则》 (CMVDR294) 。这个设计规则明确提出对汽车乘员在发生汽车碰撞时的安全标准。所述的安全要求。CMV-DR294的发布间接地对汽车配置安全气囊提出了新的要求, 这无疑是中国安全气囊发展史上的一个进步, 同时也对安全气囊的研究与发展指明了正确的方向和注入了新的活力。
在十多年的研究与发展过程中, 国内许多大学与事业公司的研究与产品已初具基础, 其中部分研究与技术已接近国际水平。清华大学的黄世霖等人在汽车碰撞实验研究中, 系统地研究了多种国产汽车中安全气囊的匹配技术对汽车安全气囊的点火控制模拟、汽车碰撞的过程模拟和实验验证以及有关软件在汽车安全气囊系统设计中的应用等方面作了大量工作, 对国内的汽车安全气囊研究具有重要的指导作用。
4 汽车安全气囊未来的发展趋势
随着科技的发展和人们对汽车安全重视程度的提高, 汽车安全技术中的安全气囊技术近年来也发展得很快, 智能化、多安全气囊是今后整体安全气囊系统发展的必然趋势。
新的技术可以更好地识别乘客类型, 采取不同的保护措施。系统采用重量、红外、超声波等传感器来判断乘客与仪表板远近、重量、身高等因素, 进而在碰撞时判断是否点爆气囊、采用1级点火还是多级点火、点爆力有多大, 并与安全带形成总体控制。通过传感器, 气囊系统还可以判断出车辆当前经历的碰撞形式, 是正面碰撞还是角度碰撞, 侧面碰撞还是整车的翻滚运动, 以便驱动车身不同位置的气囊, 形成对乘客的最佳保护。
汽车安全气囊高压钢瓶测试机台 篇7
汽车安全气囊的原理是当汽车受到碰撞时, 通过一个盛满压缩气体的储气筒, 对隐藏在方向盘中央以及仪表板旁的空气袋快速充气, 借此来减少车上人员受到伤害。而在保障驾驶员与乘客安全的前提下, 一套具有安全质量保障的汽车安全气囊系统, 必不能忽略其储气筒的质量, 因为一旦容器破裂, 高速喷出的气体作用力将会使容器碎片对周遭对象及人员造成重大危害。因此, 目前各国对于高压钢瓶均制订了相关的制造、质量与检验规范, 通过专业的汽车安全气囊高压瓶测试机台, 对容器进行相关测试正是制造过程中确保产品质量与安全的必要手段。
系统需求
各种类型的钢瓶在制造过程中都需要对容器进行相关验证测试, 对于尺寸只有两根手指大小的安全气囊高压瓶而言, 最主要的两大项目即是疲劳与爆破测试。首先, 测试机台的疲劳测试系统必须根据设定的测试压力及次数, 自动对压力容器进行加压、泄压的循环疲劳测试;另外, 爆破测试系统则是以高压方式对钢瓶进行监控, 以了解瓶子在多少压力下会破裂;最后系统还要能对测试过程进行记录, 并运算出压力和时间之相对曲线, 以便取得钢瓶可承受压力的详细数据, 进而可对产品进行相关的分析与修正。
过去, 这样的测试设备采用PC机与PLC来完成测试机台的运作, 但PLC对于模拟讯号的取样速度不足, 因此会造成数据失真, 无法取得正确样本, 也就无法精确分析钢瓶的耐受性。另外, 在项目的该区域并没有这类的标准测试机器, 客户的汽车安全气囊高压瓶测试机台必须通过自行研发组装来完成, 因此需要在地的立即支持, 才能有效协助客户快速解决相关的技术问题。而所有零组件是否能一次性购足, 而不会因为采用不同厂商的产品而出现兼容性问题, 也是客户的重点需求。
系统描述
研华针对此项目提供了可缩减客户自行研发时间的IEC 61131-3控制软件、对容器进行高速压力与流量量测的APAX-5017H、可处理油压阀控制的APAX-5028、监测各种设备状态的APAX-5040、处理电磁阀与指示灯的A-PAX-5046, 另外再配合研华的工业计算机IPC-610-H与多功能PCI卡PCI-1711UL来进行快速的数据采集, 搭配上可实时显示数据的可编程人机界面Web OP-2057V, 即可为此测试机台提供精确的量测、记录、制作报表等功能。
其中, APAX-5017H是一款高速模拟量输入模块, 当测试机台在对钢瓶进行10万次的加压、减压疲劳测试时, 通过机台上的压力传感器, APAX-5017H可以每秒1000次的取样速度, 采集快速变化的连续性压力讯号, 大幅提升了取样率, 其速度比PLC产品快10倍。另外, 针对客户要求取得精确的压力资料方面, PCI-1711UL以优于PLC 100倍的速度来进行快速数据采集, 解决了客户过去以PC搭配PLC造成数据失真的问题。
研华一系列丰富的产品满足了客户对各种软硬件的需求, 客户不再需要自行寻找单一产品来组合出想要的解决方案, 而在地的专业技术人员, 在客户研发组装的过程中实时提供技术支持, 以解决各种难题与瓶颈, 进而加快测试机台的完成时间。
结论
福特最新气囊式汽车安全带 篇8
这种全新的后座气囊式安全带将应用于今年投产的新一代福特Explorer运动型多功能车上, 福特还计划逐步为全球汽车配备气囊式安全带技术。
福特汽车公司的可持续性发展、环境与安全工程集团副总裁苏珊·西斯基表示:“福特的气囊式后座安全带技术将提升各年龄段的后座乘客的安全, 特别是在碰撞中更容易受伤的孩子。这是福特公司的又一项独门绝技, 它巩固了我们在汽车安全方面的领先地位, 包括我们在汽车制造商中出类拔萃的安全评级。”
最新开发出的气囊式安全带得益于福特公司在气囊充气和安全带构造技术方面的领先性, 它的气囊能在碰撞发生的40ms内在乘客的躯干和肩膀处展开。在日常使用时, 气囊式安全带与传统安全带的作用相同, 而且适用于儿童安全座椅。
福特的调研结果显示, 90%以上参与测试气囊式安全带的人员认为, 气囊式安全带的舒适度等同或优于传统安全带, 因为它使人感到有衬垫且更柔软。
与前排安全带的使用率相比, 后座安全带的使用率一直较低。据美国全国公路交通安全管理局的相关数据, 相比于82%的前排乘客安全带使用率, 后座安全带的使用率仅为61%。因此, 新安全带的舒适性因素可以促进提高后座安全带的使用率, 从而进一步提高汽车的整体安全性。
福特汽车公司的汽车工程、全球产品开发副总裁保罗·马什卡雷尼亚什表示:“福特率先开发了气囊式安全带技术, 有效地提升了车辆的碰撞安全保护级别, 同时鼓励更多的人系上更舒适的安全带。”
在汽车发生正面碰撞或侧面碰撞的时候, 气囊式安全带增大的直径可以更有效地将乘客控制在适当的座椅位置上, 有助于降低受伤的危险。汽车安全传感器会在瞬间测定碰撞的严重性, 同时展开气囊式安全带的气囊。每个安全带的管状气囊通过冷压缩气体膨胀展开, 位于座位下方的储气罐将气体通过特殊设计的扣环充入安全带的气囊内。
气囊式安全带的折叠气囊在充气时会瞬间突破安全带上的纤维, 能够在相当于高速行驶的汽车前进不到1.0m距离的时间内从侧面扩展到覆盖乘客的身体。
这种气囊式安全带使用冷压缩气体而非传统安全气囊系统通常采用的发热化学反应, 这意味着气囊式安全带不会使佩带者的身体感到高于周围温度的热量。气囊式安全带的膨胀压力和速度也比传统安全气囊小, 因为该装置无需像常规安全气囊那样, 压缩安全带与乘客身体之间的空隙。
福特汽车公司研发与先进工程安全技术项目负责人介绍说:“这是一个非常简单而合理的系统, 但是它需要经过多年的反复试验和检测, 以证明该技术过关, 并确保在汽车碰撞中有精确可靠的性能。”
气囊式安全带将撞击能量分散到乘客身体上的功能比传统的安全带高出5倍, 它通过把撞击压力扩散到更大的面积来扩大保护范围, 即通过减少汽车撞击时对乘客胸部的压力来降低发生伤害的风险。同时, 可对乘客的头部和颈部提供额外支持, 这样将有助于控制后座乘客头部和颈部在碰撞中的移位。安全带上的气囊展开后, 在其内部的气体通过气囊上的小孔散发出去之前, 安全带气囊会在数秒内保持膨胀状态。
即将在新一代福特Explorer运动型多功能车上亮相的气囊式安全带, 延续了福特公司在汽车安全性方面的创新纪录。福特公司目前拥有的获得政府五星安全评级和美国高速公路安全保险学会颁发的“最安全汽车”的产品数量位居所有汽车制造商之首。
福特汽车公司于1955年率先推出汽车安全带, 并在1993年牵头制订了驾驶员和前排乘客安全气囊标准。2009年, 福特推出了雷达自适应巡航控制系统, 该系统由自动制动碰撞预警系统及带有侧向交通预警 (CTA) 的盲点信息系统 (BLIS誖) 提供支持, 使用雷达监测其它车辆的相对位置, 并通过视觉和声音警报警示驾驶者, 可有效地避免可能发生的车辆碰撞风险。这些技术均将引入全新的2010款福特Taurus轿车和Fusion轿车中。