撰文：鞠瀟 ｜ 編輯/校審：王曉峰

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公眾號：幾何四驅(qū) (ID: GeometryAWD)

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安全氣囊(Airbag，或稱Supplementary Restraint System，縮寫：SRS）是汽車被動安全的重要組成部分，它和安全帶一并組成了車輛乘員約束裝置。

1# 安全氣囊小簡史

1952年，美國工程師John W. Hetrick因一場交通意外事故啟發(fā)，促使相關(guān)研究工作。并與1953年取得美國輔助乘員保護系統(tǒng)專利。

1971年，福特將輔助氣囊裝在一批實驗車上。

1974年，通用汽車率先在市售車裝上駕駛座輔助氣囊，之后在前乘客座也裝上輔助氣囊，并可依撞擊力道分兩種充氣模式。

1980年，奔馳汽車S系列成為第一輛在歐洲正式銷售配有氣囊的汽車。

1984年，美國高速公路安全管理局制訂《聯(lián)邦汽車安全標(biāo)準(zhǔn)》第208條中，增加安裝氣囊的要求。

1987年，配有駕駛員氣囊的沃爾沃760登陸美國市場

1988年，克萊斯勒開始將旗下所有車款都裝上輔助氣囊，真正開啟汽車界安全配備的競爭。

1995年，正式經(jīng)由美國國會通過法案，提供明確的法則及指導(dǎo)方向，要求1995年起新車的標(biāo)準(zhǔn)配備需要有雙氣囊。

1997年起，貨車亦比照辦理。

2# 安全氣囊的主要裝置

一個標(biāo)準(zhǔn)的安全氣囊主要由四個主要組成裝置構(gòu)成

• 撞擊感知器

• 電子處理器

• 充氣發(fā)生裝置

• 氣囊袋

3# 安全氣囊的引爆過程

▼ 安全氣囊的激發(fā)過程 (圖片來源: 梅賽德斯奔馳)

現(xiàn)代的安全氣囊系統(tǒng)，在正面碰撞的速度達到30km/h以上，或者碰撞角度在±30度夾角范圍內(nèi)并且正面碰撞的速度達到30km/h以上時，便會觸發(fā)。

有時候，駕駛員會在事故以后質(zhì)疑為什么安全氣囊沒有打開。安全氣囊的觸發(fā)算法是非常復(fù)雜的，所以并不是所有的碰撞都會引爆安全氣囊，因為車輛遭遇的碰撞強度和引爆烈度分為不同的等級。

4# 引爆烈度 & 碰撞強度

通過大量的極限工況下的碰撞和駕駛試驗，德國寶馬集團盡可能地為所有事故種類確定了引爆烈度，引爆烈度取決于碰撞強度，而碰撞強度分為四級：

• CS 0: 無需火藥類約束裝置

• CS 1: 輕度碰撞

• CS 2: 中重度碰撞

• CS 3: 重度碰撞

引爆烈度除了取決于碰撞強度外，還與碰撞方向，碰撞能量的疊加以及乘客是否系好安全帶等信息有關(guān)，所有的因素共同影響了控制乘客束縛系統(tǒng)的引爆烈度，而不同的引爆烈度使前部氣囊的二級觸發(fā)發(fā)生變化。

下面我們通過車輛的正面碰撞案例來做一個簡單的舉例說明：

碰撞強度CS1 在CS1 (輕度碰撞) 情況下，如果乘客系好安全帶，那么安全帶預(yù)收緊系統(tǒng)會被觸發(fā)， 但是駕駛位和副駕駛位氣囊保持關(guān)閉，如果乘客沒有系好安全帶，駕駛位和副駕駛位氣囊保持關(guān)閉會被打開。

碰撞強度CS2 碰撞強度CS 2 (中重度碰撞)起駕駛位和副駕駛位氣囊以及安全帶預(yù)收緊系統(tǒng)會被觸發(fā)。緊急斷電裝置激活，燃油泵關(guān)閉并在車輛連接電話的情況下發(fā)出緊急呼叫。

碰撞強度CS3 碰撞強度 CS3 (重度碰撞) 駕駛位和副駕駛位氣囊以及安全帶預(yù)收緊系統(tǒng)會被觸發(fā)，但是觸發(fā)時間點與CS2有所不同.

5# 安全氣囊觸發(fā)的決定性因素

車輛前部的傳感器報告了一個碰撞行為，并且在控制內(nèi)的安全傳感器進行了確認(rèn)，氣體發(fā)生裝置中的引線會被激活。通過對碰撞強度的準(zhǔn)確判斷氣囊和安全帶預(yù)收緊系統(tǒng)會被激活。

因此，觸發(fā)安全氣囊的決定性因素有以下幾個：

• 碰撞強度

• 駕駛員坐姿

• 副駕駛座位是否有乘客

• 安全帶是否系好

乘客約束系統(tǒng)的啟動大部分是通過電子或者機械的加速度傳感器來實現(xiàn)。因此，安全氣囊的激活永遠(yuǎn)是由兩個獨立的傳感器系統(tǒng)共同決定的。

▼ 駕駛員和副駕駛員氣囊的打開過程

• 時間點0時，車輛接觸壁障。

• 20毫秒后，電子傳感器激活駕駛員一側(cè)氣囊單元的引線。

• 30毫秒后，駕駛員一側(cè)氣囊單元的蓋板被撕開，氣囊開始充氣 (氣囊蓋板上邊有撕裂縫，氣囊充氣后會蓋板會沿著撕裂縫被頂開)。同時電子傳感器激活副駕駛一側(cè)氣囊單元的引線。

• 50毫秒后，駕駛員一側(cè)氣囊重啟完畢，駕駛員開始陷入氣囊。

• 70毫秒后，副駕駛一側(cè)氣囊重啟完畢，駕駛員開始陷入氣囊。

• 80毫秒后，駕駛員完全陷入氣囊并且開始向方向盤相反的方向運動。

• 95毫秒后，副駕駛完全陷入氣囊并且開始向方向盤相反的方向運動。

• 150毫秒后，整個事故過程結(jié)束，乘客又回到原始位置，氣囊內(nèi)氣體基本被排空。

?? 副駕駛氣囊的打開過程與駕駛員側(cè)有10毫秒的延遲，因為副駕駛距離儀表板的距離比駕駛員更遠(yuǎn)。

	安全氣囊控制器捕捉到與車輛縱軸成30°的碰撞時，根據(jù)成員人數(shù)和相關(guān)的傳感器數(shù)據(jù)，相應(yīng)的安全氣囊會被打開
	如果車輛識別出側(cè)向的加速度，側(cè)部氣囊就會被打開。
	如果碰撞角度與車輛橫軸成60°以內(nèi)的夾角(向縱軸正方向)，駕駛員，副駕駛員和側(cè)部氣囊全都會被觸發(fā)。

安全氣囊的打開激通過激活充氣裝置中的火藥實現(xiàn)的：點火瞬間產(chǎn)生的大量氣體對安全氣囊進行填充。氣體膨脹的速度大概為4700 m/s，溫度達到約 400°C 到 500°C。

駕駛員一側(cè)的安全氣囊容積約為67L，將在碰撞發(fā)生30毫秒后全部充滿。膨脹速度約為550 km/h。而副駕駛員一側(cè)的安全氣囊容積大約為140L，將在碰撞發(fā)生70毫秒后充滿，填充氣體99%為氮氣，水蒸氣和二氧化碳。

文章的最后我們還想繼續(xù)強調(diào)一件事情。

請不要認(rèn)為有安全氣囊就能救命，安全氣囊救命是有前提的：一定是在安全帶的配合下！極端情況下，氣囊不僅保護不了人，反而可能是殺人利器。曾經(jīng)見過案例，車撞上水泥柱，駕駛員沒有任何外傷，但是因為沒有系安全帶，安全氣囊把脖子打斷了，窒息而亡，而碰撞速度，只有30公里/小時！

安全氣囊的是“補充”，安全帶才是主力！「安全帶」是車輛約束系統(tǒng)的重要組成部分，當(dāng)碰撞來臨時，能將車內(nèi)乘員固定在既定位置，讓碰撞能夠按套路出牌，加上「安全氣囊」溫柔的擁抱，車身結(jié)構(gòu)及時合理的吸收疏散碰撞能量，絕大部分情況下車內(nèi)乘員是安全的。

請留意車上有SRS這幾個字的地方，它們是天使，也可能是魔鬼。