汽车安全气囊控制分析

2025-01-09

汽车安全气囊控制分析（共7篇）

汽车安全气囊控制分析篇1

1 安全气囊概述

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。

网络技术的应用也是安全气囊系统的发展方向。在汽车网络中, 有一种应用面比较窄, 但是非常重要的网络即Safe-By-Wire。SafeBy-Wire是专门用于汽车安全气囊系统的总线, Safe-By-Wire技术旨在通过综合运用多个传感器和控制器来实现安全气囊系统的细微控制。Safe-By-Wire Plus总线标准是由汽车电子供应商和部件供应商如飞利浦、德尔福等公司提出。与整车系统常用的CAN、Flex Ray等总线相比, Safe-By-Wire的优势在于它是专门面向安全气囊系统的汽车LAN接口标准。为了保证系统在汽车出事故时也不受破坏, Safe-ByWire中嵌入有多重保护功能。比如说, 即使线路发生短路, 安全气囊系统也不会因出错而起动。Safe-By-Wire技术将会在汽车安全气囊系统中获得广泛的应用。

汽车安全气囊控制分析篇2

随着人们生活质量和生活水平的提高, 人们对车辆需求量不断的增加, 在车辆增加的过程中, 交通压力也在增加, 汽车安全技术受到了人们的关注。安全气囊是汽车安全系统的重要组成部分, 决定安全气囊作用的重要设备是气体发生器, 而安全气囊气体发生器, 影响着安全气囊的打开质量, 对汽车司乘人员的生命安全有直接的影响。汽车安全气囊的气体发生器是气囊组件中十分重要和非常复杂的一部分, 对整个安全气囊能否可靠地工作起着至关重要的作用。为确保汽车安全气囊能在外部冲击下正常工作, 须在常温、高温和低温环境下, 通过对气体发生器工作情况进行反复测试, 以保证气体发生器在常温和非常温环境下, 在相应使用年限范围内能正常工作。

1 汽车安全气囊的结构及工作原理

在汽车安全装置中, 安全气囊是由几部分组成的, 其中包括了缓冲气囊、气体发生器、控制块、碰撞传感器等[1]。汽车安全气囊装置中的缓冲气囊, 是一种可以承受较大压力的塑料制品, 有较好的防裂性能, 在汽车发生碰撞后打开。气体发生器的要求较高, 为了保证汽车驾驶人员的生命安全, 汽车安全气囊气体发生器需在30 ms内, 将安全气囊装满气体, 并且保证气体发生器, 在安全气囊中产生的气体对人体无害, 其次要保证其产生的这些气体没有较高的温度。在汽车安全气囊装置中, 气体发生器产生的气体需要具备稳定性、可靠性等。

汽车安全系统中汽车安全气囊装置的简单构成如图1所示。

在汽车发生猛烈撞击之后, 汽车上的安全气囊如图2所示, 会从方向盘中打开弹出, 在方向盘和汽车司机之间, 产生一个缓冲效应、隔离效应, 避免汽车司机的头部、胸部, 与方向盘或者是其他硬物发生碰撞, 如图3所示。

汽车安全气囊系统中的控制装置, 主要是在汽车发生猛烈撞击之后, 接收传感器传输的信号, 将各种信号信息显示在微型计算机中, 对这些信号进行分析、处理、计算, 确定是否需要启动安全气囊。在汽车安全气囊系统中的碰撞传感器, 主要是对汽车的撞击信号进行检测, 并对汽车产生的碰撞信号进行判断, 将其检测和判断后的信号, 传输给控制装置, 进而决定汽车碰撞程度是否需要启动安全气囊[2]。

2 汽车安全气囊气体发生器性能测试机制、组成、原理

为了保证汽车驾驶员在汽车行驶过程中, 发生猛烈碰撞等交通事故下的生命安全, 需要在汽车系统中安装安全气囊。安全气囊作为汽车组成部分中的关键组成, 在汽车驾驶员安全中发挥着重要的作用。对汽车安全气囊产生较大影响的是安全气囊气体发生器, 气体发生器的性能, 直接决定着安全气囊的打开质量, 以及安全气囊作用的发挥。

在安全气囊气体发生器的性能测试中, 使用密闭性的气筒压力进行压力测试, 通过压力测试, 对汽车安全气囊气体发生器产生的气体量、气体燃烧速度等进行判定。为了保证测试实验的成功, 充气筒的体积设计成与安全气囊体积大小相同, 在常温、低温下进行压力测试, 进而保证汽车安全气囊装置中, 气体发生器可以适用冬、夏气候, 并正常地工作。

在本次测试设计中, 气体发生器设计为机械式气体发生器, 这个机械气体发生器有多个组成部分, 其中的气体发生剂燃烧, 在单位时间内产生的气体量, 由气体发生剂的燃烧速度和燃烧面积决定[3]。为了保证本次测试的真实性, 需要模拟汽车撞击系统, 利用充气筒的压力传感器, 对气体发生器产生气体之后, 产生的压力变化情况进行实验。实验装置如图4所示。

1-底座2-导轨3-充气筒提升架4-电磁机构5-压力传感器6-充气筒7-药盒内传感器8-产气药剂9-加速度传感器10-碰撞触头11-弹性缓冲垫

汽车安全气囊气体发生器性能的测试, 主要是通过控制箱对电动机的控制, 带动充气筒沿着导轨进行运动, 在充气筒从一定高度落下时, 会产生一定的强度, 这个强度在 (90±10) g, 同时产生维持的时间在 (10±5) ms的信号, 在这个过程中, 模拟系统将触动充气筒中的气体发生器。

汽车安全气囊气体发生器性能测试的原理为:使用电磁控制机构, 将测试系统中的充气筒提升到一定的高度, 然后进行下落实验, 使得系统中的碰撞触头与弹性缓冲垫发生碰撞, 对该碰撞发生之后产生的冲击力的大小进行记录, 使用加速度传感器进行监测。当产生的加速度, 满足一定峰值和阈值要求后, 在碰撞发生的过程中, 充气筒内部的气体发生器将会触发引爆, 通过点火信号, 迅速地产生气体, 填充充气筒。

在充气筒中的气体发生器引爆之后, 会在一瞬间, 在充气筒内产生大量的高温、高压气体, 通过充气筒中的压力传感器, 对充气筒内部的压力变化进行记录, 通过信号转换器, 进行处理, 完成各项信号的处理之后, 模拟系统自动地显示各种参数, 这些参数的气体发生器在充气筒中产生的各种压力值, 模拟安全气囊气体发生器系统, 会对这些参数进行及时的分析、打印、存盘[4]。

3 汽车安全气囊气体发生器性能的测试分析

(1) 加速度测试

针对模拟的汽车安全气囊系统的性能测试模型, 进行5次不同高度的实验, 加速度测试结果如表1所示。

由表1数据得出, 在充气筒的下落高度为280 mm时, 加速度峰值为86.47 g/m2<90, 使用的时间为6 ms, 也在允许的范围内。当充气筒的下落高度为285 mm时, 产生的加速度峰值为95.17 g/m2, 超过规定的气体发生器引爆临界值。通过本次模拟安全气囊气体发生器性能测试结果得出, 汽车安全气囊在汽车发生猛烈碰撞之后, 安全气囊气体发生器会迅速的发出信号, 打开安全气囊。汽车发生碰撞的持续时间与安全气囊的打开速度, 在汽车安全技术的要求范围内。

(2) 常温下的汽车安全气囊压力测试

从充气筒下落的加速度测试为例, 针对常温下的压力测试也进行5次实验, 针对5次气体发生器产生气体的压力进行测试, 结果如表2所示。

通过对充气筒中气体发生器引爆后产生气体, 充气筒中的最大压力、压力-时间曲线斜率、气体发生器内最大压力等进行分析, 结果显示, 5次实验的各项压力相关的指标均在要求的范围内。

(3) 高温、低温下的压力测试

为了测试温度对安全气囊气体发生器产生的影响, 分别在高温下、低温下进行5次测试, 测试时间为4 h, 结果如表3, 表4所示。

从表2~表4中的数据得出, 充气筒中的气体发生器引爆之后, 随着温度的升高, 充气筒中的压力增加, 在高温85℃下的压力大于常温25℃下充气筒中的压力, 同时也大于-34℃下充气筒中的压力。这种现象是因为气体发生器中的气体发生剂随着温度的升高内能增加的缘故, 所以在充气筒中气体发生器的气体产量与产气速度, 随着温度的升高而增加[5]。

在充气筒中气体发生器产气速度计算公式为:

式中:b是气体发生器中气体发生剂的燃烧速度系数;p是燃烧时产生的压力, 单位为Pa;r是气体产生剂的线性燃烧速度, 单位为m/s。

汽车安全气囊气体发生器中的产气药剂的燃烧速度与其燃烧压力存在一定的关系, 将公式 (1) 进行对数转换后得出:

或者是:

将公式 (3) 中的lg r看作是纵坐标, 而lg p作为横坐标, 进行二维空间作图, 可以得出lg r与lg p的关系如图5所示, 图中lg r与n lg p形成的直线, 斜率为n。

(4) 安全气囊气体发生器中产气药剂的不同配方比性能测试

针对不同产气药剂成本配比下的安全气囊气体发生器的性能进行测试, 结果如表5所示。

通过以上测试的结果可得出以下几个结论:

(1) 气体发生器中产气药剂成分不同, 在安全气囊中产生的峰值压力不同, 产气药剂的点火时间也不同:随着产期药剂中氧化剂KNO3含量的增加, 产气药剂的燃烧速度增加且p H值也增加。随着产气药剂中NH4NO3含量的增加, 药剂的燃烧速度变慢, 但是其产气效率将加快。随着产气药剂中Sr (NO3) 2含量的增加, 气体发生器的产气效率下降, p H值也下降。综合进行分析, 安全气囊气体发生器中产气药剂的选择, 选择对Sr (NO3) 2与NH4NO3的含量进行调整, 使得产气药剂的性能提升[6]。气体发生器中产气药剂中的可燃成分为CH4N4O2, 氧化剂为Sr (NO3) 2与NH4NO3。

(2) 合理地调整氧化剂的成分, 可以提高气体发生器中的产气效率, 为安全气囊的有效打开提供保障。

此外, 在汽车安全气囊气体发生器的性能测试中, 还有很多测试, 例如排气性能、传火药性能、点火性能等, 这些性能的测试结果, 能显示出安全气囊气体发生器性能的好坏和安全气囊的打开质量等内容, 这里不一一赘述。

4 结语

随着汽车行业的发展, 汽车拥有人数不断地增加, 同时, 交通压力、交通拥塞现状愈加严重, 存在着一定的安全隐患。在汽车的安全系统中, 安全气囊气体发生器发挥着重要的作用。安全气囊性能的提高有赖于气囊的气体发生器性能的提高, 在汽车工业发展中, 需要配备测试合格的安全气囊气体发生器, 以保证汽车安全气囊的质量, 提高汽车行驶的安全系数。

参考文献

[1]江莉军, 董江.浅谈汽车安全气囊发展与应用[J].科技与企业, 2013 (8) :310-311.

[2]张兵.轿车安全气囊系统的设计[J].电子世界, 2014 (4) :194-195.

[3]江深.浅谈汽车安全气囊技术及其应用[J].大观周刊, 2012 (46) :173-174.

[4]郭波, 管菊花, 李杰, 等.基于ARM的汽车安全气囊控制系统设计[J].计算机测量与控制, 2010 (9) :2091-2094.

[5]苏成志, 孟凡一, 曹国华, 等.汽车安全气囊检测装置动态特性的仿真研究[J].汽车工程, 2011 (11) :976-979.

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。

参考文献

[1]顾平林.汽车碰撞钣金修复技巧与实例.北京:机械工业出版社, 2012.

[2]李朝晖, 杨新桦主编.汽车新技术.北京:机械工业出版社, 2011.

[3]吴文彬, 李玉新.图解汽车发动机构造手册.化学工业出版社, 2006, 10.

[4]朱军编著.汽车故障诊断方法.北京:人民交通出版社, 2010.

[5]张建峰, 于建锋.汽车电气设备原理与检修.人民邮电出版社, 2011.

[6]刘言强主编.汽车电器设备.人民邮电出版社, 2010.

汽车安全气囊安全问题的探讨篇4

1安全气囊的构成及工作原理

汽车安全气囊一般由传感器、气体发生器、电控系统、气囊组成。工作原理主要是当汽车受到剧烈碰撞时, 由车身受到的碰撞信息传递到中央控制器, 由控制器决定是否要打开安全气囊, 当所测的速度或者撞击程度超过临界值, 中央控制器会下达点火命令或者是传感器直接点火, 通过电路传递发生一系列化学反应或者是把储存的安全气体爆炸释放开, 通过膨胀的安全气囊来吸收二次撞击的动能, 从而达到保护驾驶员的目的[1]。

2当下安全气囊存在的主要问题

2.1气囊无危险时的自动弹开

汽车在正常行驶时, 由于传感器的接收问题, 或者是气囊的线路故障, 很可能导致气囊的突然弹开, 直接对驾驶员造成伤害或者是对驾驶产生影响发生车祸。而且还会产生完全不必要的浪费, 不仅不能起到保护作用, 反而加大驾驶员的危险。由于气囊电路控制极其敏感的原因, 所以就要找出可能引起电路发生的各种不必要的因素加以排除掉, 这样才会最大限度的保证驾驶员的安全。

2.2发生危险时, 气体容器弹出碎片

气囊的启动会对驾驶员造成伤害。由于车祸发生的时间只是在一瞬间, 这就加大了对气囊弹开速度的要求。气囊的弹开要非常快速, 而爆炸性弹开的弊端就是气体爆炸对驾驶员造成伤害, 气体容器弹出碎片伤人的事故的发生。2015年11月份, 汽车安全气囊生产商由于高田被美国公路交通管理局开出了高达两亿的罚款, 巨额罚款的背后则是高田使用硝酸铵作为安全气囊的推进剂, 从而引起气囊的爆炸性破裂, 导致7死多伤[2]。

2.3安全气囊正面撞击未起爆

车子发生正面剧烈撞击的情况下, 安全气囊有时候未弹开。汽车发生撞击时, 由于撞击程度不同或者撞击的着力点不同, 有可能导致安全气囊的系统遭到破坏, 从而无法正常的传递弹开信息, 由此起不到保护作用。而许多企业对此不加以改进却以“撞击点不对, 撞击力度不够”等理由搪塞。从而无法使问题得到根本的解决。

3安全气囊的改进措施

3.1现代化传感器的应用

磁电式传感器的发明, 应该要应用到现代汽车安全气囊中。磁电式传感器的主要工作原理是:当汽车受到碰撞时, 由于撞击力度非常大, 其速度会在短时间内发生剧烈变化, 而磁电式传感器会接收到这种速度的变化, 变化成感应电势输出。磁电式传感器的优点在于其不需要辅助电源, 因此会杜绝因为剧烈碰撞导致的电路故障而使气囊无法弹开的现象。

3.2智能化的中央控制器

以前的气囊因为其对撞击程度感应的不精确, 所以会导致非剧烈碰撞而引起气囊弹开, 对驾驶员的身体造成伤害或者妨碍其安全驾驶。而在信息飞快发展的今天, 现代化的智能信息处理系统也要得到广泛的应用。智能化的处理系统会系统性的对传感器传递过来的信息加以分析处理, 从而更加准确迅速的作出判断。于此同时, 智能化的处理系统会加强对各种干扰因素的抵抗力, 从而有效的减少因为撞击力度或者撞击点不同, 引起安全气囊未弹开的问题。

3.3剧烈反应而又相对安全的气体

由中央控制器下达的点火信息点燃并向气囊充气, 使气囊在短时间内膨胀, 从而使得安全气囊起到对驾驶员的保护作用, 而用硝酸铵等推进剂还是存在许多无法避免的弊端, 由高田案例的调查可知, 是由于高温潮湿等气候条件引起的安全气囊的安全性受损, 而企业在制造的过程中早应该把这些问题考虑周全, 而不是等事故发生后再去弥补。企业在制造过程中要采用化学性质相对稳定的气体, 如:氮气, 首先其化学性质相对稳定, 不容易被破坏。其次, 其氮气的化学反应十分剧烈, 也满足的瞬间充气的需要。第三氮气相对于以前的发生剂而言较为安全环保, 产生的热量少。因此, 安全气囊要采用相对而言优点较多的安全性气体。

3.4反应罐及周围部件的防爆性

安全气囊的气体是爆炸反应, 短时间内会产生巨大的热量和冲击力。这就要求气体的反应罐和气囊周围部件的防爆能力要好。防止气体发生反应时, 会引起反应罐发生爆炸, 飞起的碎片飞出伤人。安全气囊周围的汽车部件要采用质优的材料制作, 而不能只考虑企业的制造成本, 要坚持企业的以人为本的理念, 这样才能造出优质的产品。而气囊的材料既要结实, 还要考虑到避免驾驶员发生二次伤害, 因此要采用羊皮或者更好的质软的材料, 可以避免因剧烈的发气体反应而导致的各种对人体的不利因素。

4结语

安全气囊作为一种当下必不可少的汽车配件, 其中的各种零部件还有很大的改进空间。因其质量的好坏或者其改进的优劣直接关系到驾驶员的性命。所以他不再是一款产品, 而企业应把其作为一个驾驶员的守护天使来对待, 来研发制造。随着现代科学的进步, 各行各业都有其里程碑式的突破, 我们的任务就是把这些相关产业的历史性突破的技术应用到气囊的制造中, 借此以达到造福大众的目的。

参考文献

[1]徐香芹.基于整车安全性的汽车安全气囊模块的试验研究[D].吉林大学.2015 (6) .

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。

汽车安全气囊高压钢瓶测试机台篇6

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