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汽車安全氣囊系統(tǒng)(Supplemental Restraint System—SRS)是轎車上的一種輔助保護(hù)系統(tǒng),也稱空氣袋(AIR BAG),另一個(gè)名稱輔助乘員保護(hù)系統(tǒng)。 當(dāng)汽車遭到正面或側(cè)面嚴(yán)重沖撞時(shí)能很快膨脹的緩沖墊,與座椅安全帶配合使用,使車內(nèi)乘員不致碰撞車內(nèi)硬物而受傷,可以為乘員提供有效的防撞保護(hù),可有效降低汽車乘員及駕駛員的傷亡率,是拯救乘員生命的重要裝置。
1953年8月18日,美國人約翰,赫特里特獲得了“汽車緩沖安全裝置”的美國專利。赫特里特是一位自學(xué)成才的賓夕法尼亞州工程師,他在1952年的一次事故后,萌發(fā)了設(shè)計(jì)撞車安全裝置的想法。在這次事故中,他為躲避一個(gè)障礙物而猛打方向盤進(jìn)行制動(dòng),他和妻子都用手臂本能地保護(hù)坐在前座中間位置上的女兒。這次事故后他意識(shí)到必須有一個(gè)更好的方法來保護(hù)乘員,兩周之后他繪好了設(shè)計(jì)圖紙交給了代理人,這份圖紙確定了今天安全氣囊的雛型?,F(xiàn)代意義上的安全氣囊是由德國奔馳公司率先使用在自家車型上的。 梅賽德斯開發(fā)了世界上第一套座椅安全帶系統(tǒng),第一個(gè)頭枕,并進(jìn)行了第一次安全氣囊試驗(yàn)。1969年,梅賽德斯-奔馳事故研究部成立。10年后,戴姆勒-奔馳注冊(cè)了第一個(gè)安全氣囊專利。1981年,奔馳S級(jí)車成為世界上第一種可以選裝駕駛員安全氣囊和安全帶鎖緊裝置的汽車。
安全氣囊系統(tǒng)一般有安全氣囊袋、撞擊傳感器、充氣系統(tǒng)、控制器、警示燈等構(gòu)件組成。它的工作主要依靠傳感器收集速度、加速度變化的信號(hào),再將信號(hào)發(fā)送給控制器,由控制器判斷是否需要開啟安全氣囊。在控制器判斷安全氣囊需要開啟的同時(shí),會(huì)給氣體發(fā)生器發(fā)送點(diǎn)火指令,迅速產(chǎn)生足夠的氣體充入氣囊,直到氣囊完全張開為止。其中氣囊就像一個(gè)帶有口的大袋子,由特種織物尼龍制成,正常情況下會(huì)安分的折疊在車輛內(nèi)飾中,我們?cè)谲噧?nèi)看到的寫有SRS的地方就是氣囊折疊安放的地方。 當(dāng)汽車發(fā)生碰撞時(shí),碰撞傳感器會(huì)捕捉碰撞數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)傳輸給電子控制器。然后,電子控制器會(huì)分析數(shù)據(jù),假如傳感器捕捉的碰撞數(shù)據(jù)達(dá)到展開氣囊的條件,它就會(huì)給充氣系統(tǒng)發(fā)出指令,讓充氣系統(tǒng)進(jìn)行點(diǎn)火,使高密度的固態(tài)物質(zhì)疊氮化鈉(NaN3)或硝酸銨(NH4NO3)發(fā)生反應(yīng),生成大量低密度的氮?dú)?,從而使安全氣囊在一瞬間膨脹彈出,給乘客提供緩沖防護(hù)。 在人體接觸到安全氣囊時(shí),安全氣囊通過氣囊表面的氣孔開始排氣,從而起到鋪墊作用,減輕身體所受沖擊力,最終達(dá)到減輕乘員傷害的效果。
在汽車行駛過程中,SRS ECU持續(xù)監(jiān)測(cè)保險(xiǎn)傳感器、中央碰撞傳感器和前碰 撞傳感器的信號(hào),當(dāng)接收到碰撞信號(hào)時(shí)SRS ECU按照預(yù)先編制的程序經(jīng)過數(shù)學(xué)計(jì)算和邏輯判斷后,再向安全帶預(yù)緊器或安全氣囊點(diǎn)火器發(fā)出點(diǎn)火指令,使安全帶預(yù)緊器起作用或安全帶預(yù)緊器與安全氣囊同時(shí)起作用。 當(dāng)汽車行駛速度低于30km/h,碰撞產(chǎn)生的減速度和慣性力較小,保險(xiǎn)傳感器和中央碰撞傳感器將此信號(hào)送到SRS ECU,ECU判斷結(jié)果為不引爆安全氣囊,僅引爆座椅安全帶預(yù)緊器的點(diǎn)火器;與此同時(shí),向左、右安全帶預(yù)緊器點(diǎn)火器發(fā)出點(diǎn)火指令使安全帶收緊,約束駕駛員和乘員的身體運(yùn)動(dòng)。 當(dāng)汽車行駛速度高于30km/h時(shí),碰撞產(chǎn)生的減速度和慣性力較大,保險(xiǎn)傳感器、中央碰撞傳感器和前碰撞傳感器將此信號(hào)送到SRS ECU,ECU判斷結(jié)果為需要安全氣囊和預(yù)緊器共同起作用來保護(hù)駕駛員和乘員。與此同時(shí),向預(yù)緊器點(diǎn)火器和氣囊點(diǎn)火器發(fā)出點(diǎn)火指令,引爆所有點(diǎn)火器,在座椅安全帶收緊的同時(shí),駕駛席氣囊與乘員席氣囊同時(shí)膨開,吸收碰撞產(chǎn)生的動(dòng)能,達(dá)到保護(hù)駕駛員和乘員的目的。 以圖為例,從汽車開始碰撞計(jì)時(shí): 1、0~10ms:在汽車特定的敏感部位處,裝置碰撞傳感器。碰撞傳感器受到足夠的碰撞沖量作用時(shí),在10ms的瞬間內(nèi),將觸發(fā)信號(hào)輸送到中央電子控制器。 2、10~20ms:在中央電子控制器中,主要有對(duì)安全氣囊系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制的微處理器,能夠?qū)鞲衅鬏斎氲挠|發(fā)信號(hào)立即進(jìn)行計(jì)算、比較和判斷。如果碰撞沖量超過預(yù)先的設(shè)定值,中央電子控制器立即釋放一個(gè)電脈沖火花,使氣體發(fā)生器中的雷管急速爆炸。 3、20~60ms:雷管的爆炸擊穿裝氣體發(fā)生器的燃料盒,將固定燃料點(diǎn)燃并產(chǎn)生高溫、高壓氣體(氮?dú)猓焖俚亟?jīng)過濾器過濾冷卻后沖入安全氣囊。氣囊在20~60ms內(nèi)張開達(dá)到最大容積,在乘員與車內(nèi)裝備之間形成一個(gè)氣墊。在同一瞬間,乘員因慣性力的作用,可能向前沖出150~200mm,頭部、臉部和胸部正好與迎面而來的氣囊相接觸。但高壓氣囊膨脹的能量,會(huì)把乘員“回彈”到座椅上,使得乘員身體受到一定損傷。 4、60~100ms:與此同時(shí),裝在氣囊后面的排氣孔打開,氣囊泄氣并收縮。由氣體的阻尼作用,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,使乘員陷入較柔軟的氣囊中。由于安全氣囊將乘員與車內(nèi)裝備隔開,而使得乘員得到保護(hù)。最后氣體全部從排氣孔排出,氣囊癟下。
氣體發(fā)生器 氣體發(fā)生器是氣囊組件中非常重要而又復(fù)雜的一部分。該裝置最突出的特點(diǎn)是燃爆品,在極短的時(shí)間內(nèi)可使環(huán)境發(fā)生劇烈變化。是安全氣囊控制系統(tǒng)的執(zhí)行元件,它能否按照系統(tǒng)控制的要求及時(shí)引爆,是能否對(duì)駕駛員或乘員提供安全保護(hù)的關(guān)鍵。氣體發(fā)生器可以分為燃料燃燒式和儲(chǔ)氣燃燒式兩種。氣體發(fā)生器主要由外殼、雷管(機(jī)械式和電子式)、增壓劑、氣體發(fā)生劑以及過濾器等部分組成。在氣體發(fā)生器總成中,過濾裝置起過濾和冷卻作用,防止高溫氣體灼傷乘員,并防止燃燒中的微粒子彈出,造成對(duì)乘員的傷害。 氣囊 氣囊是安全氣囊系統(tǒng)的核心部件,氣囊的用途不同時(shí),氣囊的形狀、結(jié)構(gòu)、容積、充氣的速度、充氣的壓力等都有所不同。為了實(shí)現(xiàn)安全氣囊的可控制充氣過程,設(shè)計(jì)了有阻尼作用的氣囊。在氣囊的內(nèi)表面縫制阻尼帶,引導(dǎo)安全氣囊在展開時(shí),加速向側(cè)面膨脹,以避免安全氣囊自由地展開?;虿捎闷渌绞綄?duì)高壓氣體產(chǎn)生阻尼作用。在氣囊的背面設(shè)置排氣孔和排氣縫隙,或設(shè)置一些通氣孔,來減少固體燃料爆炸時(shí)的壓力,緩和對(duì)乘員的沖擊力。氣囊在充氣后,在排氣孔和排氣縫隙,或通氣孔不斷地排出高壓氣體的過程中,吸收碰撞時(shí)的能量,直到氣囊完全癟塌為止。在氣體發(fā)生器總成中,過濾裝置起過濾和冷卻作用,防止高溫氣體灼傷乘員,并防止燃燒中的微粒子彈出,造成對(duì)乘員的侵害。 傳感器 按照氣囊布置形式的不同,正面碰撞設(shè)有前碰撞傳感器,側(cè)面碰撞設(shè)有側(cè)撞傳感器及乘員區(qū)別傳感器、安全帶扣環(huán)。 側(cè)撞傳感器:裝于汽車B柱及C柱上用于檢測(cè)汽車的側(cè)面碰撞,條件符合后,SRS ECU將側(cè)安全氣囊展開。 乘員區(qū)別傳感器:用來檢測(cè)座椅墊上是否有乘客或物品。若座椅是空的或座椅上放置重量非常輕的物品時(shí),SRS ECU檢測(cè)到這一信號(hào),當(dāng)發(fā)生正面碰撞時(shí),不展開乘客側(cè)安全氣囊,避免不必要的維修成本。 安全帶扣環(huán) 安全帶扣環(huán)用于檢測(cè)安全帶是否系上。 安全氣囊系統(tǒng)控制單元(SRS ECU) 其功能是連續(xù)監(jiān)測(cè)汽車行駛過程中傳感器輸送來的信號(hào),經(jīng)計(jì)算處理后,確定是否需要?dú)饽艺归_。此外,SRS ECU還不斷地對(duì)系統(tǒng)中的主要部件和外部電路進(jìn)行診斷檢測(cè)。一旦系統(tǒng)有故障被ECU的診斷功能檢測(cè)出來,便以故障碼的形式存于存儲(chǔ)器中,同時(shí)點(diǎn)亮SRS指示燈提示安全氣囊系統(tǒng)有故障。 電氣連接件 螺旋彈簧螺旋彈簧又稱螺旋型電纜或游絲。由于駕駛員側(cè)氣囊安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)的方向盤上,為實(shí)現(xiàn)活動(dòng)蓋與靜止端轉(zhuǎn)向柱的電氣連接,故采用螺旋型電纜來實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)方向盤的旋轉(zhuǎn)端與固定端的電氣連接。 安全氣囊系統(tǒng)指示燈(SRS指示燈) SRS指示燈又叫故障提示警告燈,當(dāng)打開點(diǎn)火開關(guān)時(shí),SRS ECU點(diǎn)亮SRS指示燈,系統(tǒng)進(jìn)入自檢,自檢時(shí)間內(nèi)(約7s),對(duì)撞車信息進(jìn)行分析及發(fā)出點(diǎn)火指令只有自檢完成后系統(tǒng)才開始正常工作,SRS指示燈熄滅。當(dāng)系統(tǒng)自檢出故障時(shí),SRS系統(tǒng)將停止工作,SRS指示燈閃爍警告。 儲(chǔ)備電源 當(dāng)供電系統(tǒng)失靈,氣囊系統(tǒng)可由儲(chǔ)備電源供電,確保安全氣囊系統(tǒng)在短時(shí)間內(nèi)維持正常工作。
按碰撞類型分類 根據(jù)碰撞類型的不同,安全氣囊可分為正面碰撞防護(hù)安全氣囊、側(cè)面碰撞防 護(hù)安全氣囊、膝部碰撞防護(hù)安全氣囊和頂部碰撞防護(hù)安全氣囊。 按照安全氣囊安裝數(shù)目分類 按照安全氣囊安裝數(shù)目可分為單氣囊系統(tǒng)(只裝在駕駛員側(cè))、雙氣囊系統(tǒng)(駕駛員側(cè)和前排乘客側(cè)各有一個(gè)安全氣囊)和多氣囊系統(tǒng)。 按照安全氣囊的觸發(fā)機(jī)構(gòu)分類 按照安全氣囊的觸發(fā)機(jī)構(gòu)可分為機(jī)械式和電子式兩種。機(jī)械觸發(fā)式安全氣囊系統(tǒng)已被淘汰,目前應(yīng)用的都是電子式。
優(yōu)點(diǎn) 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)專家統(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)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。 缺陷 安全氣囊同樣也有它不安全的一面。據(jù)專家計(jì)算,若汽車以60km的時(shí)速行駛,突然的撞擊會(huì)令車輛在0.2秒之內(nèi)停下,而氣囊則會(huì)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(duì)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(cuò),就有可能釀出一場(chǎng)“悲劇”。 1、氣囊可能在很低的車速時(shí)打開。汽車在很低車速行駛而發(fā)生碰撞事故時(shí),乘員和駕駛員系上安全帶即可,完全不需要安全氣囊展開起保護(hù)作用。如果這時(shí)展開氣囊反而會(huì)造成不必要的浪費(fèi),甚至還可能因安全氣囊的展開加重碰撞傷害。 2、氣囊的啟動(dòng)會(huì)對(duì)乘員造成傷害。安全氣囊系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)將沖開氣囊蓋板,并且在瞬間展開充氣,很可能對(duì)乘員造成沖擊;產(chǎn)生的灼熱氣體也會(huì)灼傷乘員和駕駛員。 3、當(dāng)乘客偏離座位或座位上無人或兒童乘坐時(shí),氣囊系統(tǒng)的啟動(dòng)不僅起不到應(yīng)有的保護(hù)作用,還可能會(huì)對(duì)乘員造成一定的傷害。
安全氣囊的誕生就是為了輔助安全帶來保證駕駛者的安全,也就是說汽車可以沒有安全氣囊,但絕對(duì)不能沒有安全帶。所以大家在用車的過程中,千萬要系好安全帶。雖然咱們將主次分清楚,但確實(shí)不能忽視安全氣囊在事故發(fā)生時(shí)對(duì)駕乘人員的保護(hù)作用。下面我們給大家講解安全氣囊在什么樣的情況下不會(huì)爆開。 系了安全帶 車上70%的被動(dòng)安全是由安全帶提供的,安全氣囊主要用于對(duì)安全帶的輔助。不過很多人會(huì)陷入一個(gè)誤區(qū),就是認(rèn)為安全氣囊是保證車上安全最重要的配置,一旦在發(fā)生事故的情況下沒有爆開就會(huì)認(rèn)為是質(zhì)量的問題,卻很少認(rèn)為是安全帶的問題。原因在哪呢? 主要還是因?yàn)檫@一整套被動(dòng)安全系統(tǒng)較為精細(xì),在駕駛者能正確使用安全氣囊的情況下;發(fā)生事故時(shí),車輛上的電腦會(huì)對(duì)碰撞進(jìn)行判斷。如果安全帶能夠提供充分的安全保護(hù),安全氣囊就不會(huì)爆開。因此在安全氣囊正常的情況下,也是有可能出現(xiàn)不爆開的情況;這個(gè)由電腦根據(jù)碰撞的程度進(jìn)行判斷。 碰撞方向
安全氣囊之所以會(huì)爆開,是因?yàn)榘l(fā)生碰撞時(shí),碰撞傳感器對(duì)電腦進(jìn)行反饋。且每款車的碰撞傳感器位置也不同,不過前部的多數(shù)裝在縱梁上。如果在碰撞時(shí)是發(fā)生側(cè)面碰撞,那么很大程度上側(cè)氣囊和氣簾會(huì)爆開;而正面的安全氣囊則不會(huì)打開。所以如果碰撞的角度、方向十分微妙,確實(shí)可能出現(xiàn)安全氣囊不爆開的現(xiàn)象。 減速度不足
即便的正面的碰撞,也是會(huì)出現(xiàn)安全氣囊不爆開的情況。有可能出現(xiàn)這樣的情況,看上去事故車受損嚴(yán)重,但安全氣囊卻并沒有爆開。這種情況除了上面提到的安全帶足以對(duì)駕乘者進(jìn)行保護(hù)外,還有一個(gè)原因就是減速度不足。也就是說速度在下降時(shí)并沒有達(dá)到安全氣囊爆開的條件。 火藥失效
安全氣囊的爆開可以理解為一種“爆炸”,也是使用火藥點(diǎn)燃的。所以如果放太久或者本身質(zhì)量不過關(guān),很有可能導(dǎo)致火藥失效,從而無法彈出。不過這種情況還算好些,更可怕的是火藥出現(xiàn)變質(zhì)等情況;導(dǎo)致氣囊彈出時(shí)無法控制,幫倒忙的現(xiàn)象在所難免。一般情況下,不管是火藥失效還是變質(zhì),車企都會(huì)進(jìn)行大規(guī)模召回的,這個(gè)倒是不必太過擔(dān)心。
1、不要在氣囊的前方、上方或近處放置物品,也不得被覆蓋、包裹。 如果汽車一但發(fā)生緊急沖撞情況,安全氣囊 會(huì)迅速引爆,所以不可以在氣囊的前方、上方或近處放置物品,以防引爆時(shí)被氣囊拋射出去變成兇器傷害乘員。 配有防側(cè)撞安全氣囊的車輛不可任意加裝配件,以免安全氣囊彈不出來。也不能加裝普通椅套,必須選用原廠的專用椅套。
2、不要隨意修改安全氣囊 的零件和線路。 自行改裝 音響等設(shè)備時(shí)不要隨意修改屬于安全氣囊 系統(tǒng)范圍內(nèi)的零件和線路,以免影響氣囊正常工作。 3、兒童乘車盡量遠(yuǎn)離安全氣囊 安裝的位置。 普通安全氣囊的設(shè)計(jì)沒有考慮兒童乘車時(shí)的情況,而很少有車輛安全智能安全氣囊 。針對(duì)成年人設(shè)計(jì)的安全氣囊引爆時(shí)的位置高度、充氣量等等都不能對(duì)不同身材的兒童進(jìn)行完全的保護(hù),反而有可能給兒童造成傷害。所以未成年兒童不能乘坐裝有前安全氣囊的前排副駕駛座位,要乘坐在后排中間位置并且系好安全帶或者乘坐安全座椅。
4、安全氣囊 指示燈長亮要立即去檢修。 在儀表盤 上會(huì)有安全氣囊 的指示燈,啟動(dòng)后安全氣囊 指示燈會(huì)點(diǎn)亮,這是表明正在進(jìn)行幾秒鐘的自檢,自檢成功后指示燈會(huì)熄滅。如果車輛行駛過程中安全氣囊 警告燈一直點(diǎn)亮,則表明安全氣囊系統(tǒng)發(fā)生故障了,要立即去維修檢查,以免出現(xiàn)氣囊失靈或誤彈出等情況出現(xiàn)。
5、開車時(shí)盡量不要姿勢(shì)過于前傾,坐姿要端正并且緊貼座位背椅,開車時(shí)一定要系好安全帶。 有一些新手或者是女性司機(jī)喜歡開車很貼近方向盤 ,甚至把胳膊搭在方向盤上開車,尤其是駕駛手動(dòng)檔車型時(shí),總覺得踩離合器不方便,或者覺得視野不夠開闊,其實(shí)這樣是非常危險(xiǎn)的。正確的做法是,在保證安全駕駛的同時(shí),駕駛者應(yīng)該將座位盡量向后移,這樣才能有足夠的空間保證安全氣囊 在發(fā)生意外時(shí)充分發(fā)揮保護(hù)作用。 6、安全氣囊是一次性產(chǎn)品,車輛發(fā)生碰撞 后彈出,之后需要更換新的氣囊。 如果安全氣囊 發(fā)生碰撞 引爆,安全氣囊 就不再具有保護(hù)的能力,只能更換新的氣囊。 7、不要敲打、沖洗、弄油污安全氣囊 安裝的位置。 無論何時(shí)我們都不應(yīng)去敲打或撞擊安全氣囊 所在的部位。更不應(yīng)該用水去直接沖洗氣囊位置,因?yàn)槭艹钡陌踩珰饽?在關(guān)鍵時(shí)刻無法保護(hù)你的生命。 安全氣囊及安全帶收緊器,既不能沾油和水,也不能涂潤滑脂,更不可用任何類型的清洗劑清洗。
8、只有車輛在規(guī)定的速度和角度碰撞 ,安全氣囊 才能起到保護(hù)作用。 一般汽車的安全氣囊 會(huì)在時(shí)速50KM以上車輛發(fā)生碰撞 時(shí)發(fā)生引爆,并且是正面碰撞 剛性物體或兩車迎面相撞時(shí)等情況,如果速度過低、側(cè)面撞擊、后方碰撞 側(cè)翻等情況時(shí),安全氣囊將不起作用,不能草率的認(rèn)為只要發(fā)生碰撞 ,安全氣囊就一定會(huì)開啟。當(dāng)然也不要超速行駛,因?yàn)槿魏伟踩O(shè)備都無法保護(hù)超速行駛中的撞擊。
9、車輛發(fā)生碰撞 ,不管是否嚴(yán)重,都要檢查安全氣囊 是否正常工作。 如果發(fā)生輕微的碰撞 ,即使安全氣囊 并沒有張開,也應(yīng)仔細(xì)檢查安全氣囊 、傳感器、安全帶收緊器、控制電腦以及電纜、插頭等。 安全氣囊雖小但是他承載著我們的安全工作,萬萬不可忽視。所以我們?cè)谄綍r(shí)就應(yīng)該勤于對(duì)安全氣囊 的保養(yǎng)。這樣,他才可以在危險(xiǎn)時(shí)刻拯救我們的生命。 本篇文章為傳感器技術(shù)平臺(tái)原創(chuàng)文章,轉(zhuǎn)載需聯(lián)系我們授權(quán)!未經(jīng)允許轉(zhuǎn)載我們將進(jìn)行投訴!
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