[汽車之家 技術(shù)] 自上世紀(jì)80年代開始逐步在民用車輛上采用之后，安全氣囊時(shí)下已經(jīng)成為了非常重要的汽車被動(dòng)安全設(shè)備，安全氣囊的數(shù)量已經(jīng)成為衡量車輛安全性的參照之一，安全氣囊的結(jié)構(gòu)和原理到底怎樣？安全氣囊需要什么條件才能打開？它有哪些缺點(diǎn)？在使用的過(guò)程中需要注意什么？下面就為大家一一解說(shuō)。

● 安全氣囊的原理及結(jié)構(gòu)

　　安全氣囊是“輔助約束系統(tǒng)”（Supplement Restrain System，縮寫為SRS）的一部分，主要是為了防止汽車碰撞時(shí)車內(nèi)乘員和車內(nèi)部件間發(fā)生碰撞而造成的傷害，它通常是作為安全帶的輔助安全裝置出現(xiàn)，二者共同作用。安全氣囊的保護(hù)原理是：當(dāng)汽車遭受一定碰撞力量以后，氣囊系統(tǒng)就會(huì)引發(fā)某種類似微量炸藥爆炸的化學(xué)反應(yīng)，隱藏在車內(nèi)的安全氣囊就在瞬間充氣彈出，在乘員的身體與車內(nèi)零部件碰撞之前能及時(shí)到位，在人體接觸到安全氣囊時(shí)，安全氣囊通過(guò)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。

　　常用的汽車安全氣囊系統(tǒng)由碰撞傳感器、控制模塊（ECU）、氣體發(fā)生器及氣囊等組成，下面逐一為大家介紹這幾個(gè)主要組成部分。

  安全氣囊系統(tǒng)傳感器

　　安全氣囊傳感器一般也稱碰撞傳感器，按照用途的不同，碰撞傳感器分為觸發(fā)碰撞傳感器和防護(hù)碰撞傳感器。觸發(fā)碰撞傳感器也稱為碰撞強(qiáng)度傳感器，用于檢測(cè)碰撞時(shí)的加速度變化，并將碰撞信號(hào)傳給氣囊電腦，作為氣囊電腦的觸發(fā)信號(hào)；防護(hù)碰撞傳感器也稱為安全碰撞傳感器，它與觸發(fā)碰撞傳感器串聯(lián)，用于防止氣囊誤爆。

　　按照結(jié)構(gòu)的不同，碰撞傳感器還可分為機(jī)電式碰撞傳感器、電子式碰撞傳感器以及機(jī)械式碰撞傳感器。防護(hù)碰撞傳感器一般采用電子式結(jié)構(gòu)，觸發(fā)碰撞傳感器一般采用機(jī)電結(jié)合式結(jié)構(gòu)或機(jī)械式結(jié)構(gòu)。機(jī)電結(jié)合式碰撞傳感器是利用機(jī)械的運(yùn)動(dòng)（滾動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)）來(lái)控制電氣觸點(diǎn)動(dòng)作，再由觸點(diǎn)斷開和閉合來(lái)控制氣囊電路的接通和切斷，常見的有滾球式和偏心錘式碰撞傳感器。電子式碰撞傳感器沒有電氣觸點(diǎn)，目前常用的有電阻應(yīng)變式和壓電效應(yīng)式兩種。機(jī)械式碰撞傳感器常見的有水銀開關(guān)式，它是利用水銀導(dǎo)電的特性來(lái)控制氣囊電路的接通和切斷。

  控制模塊（ECU）

　　對(duì)于早期的汽車，一般設(shè)有多個(gè)觸發(fā)碰撞傳感器，安裝位置一般在車身的前部和中部，例如車身兩側(cè)的翼子板內(nèi)側(cè)、前照燈支架下面以及發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器支架兩側(cè)等部位。隨著碰撞傳感器制造技術(shù)的發(fā)展，有些汽車將觸發(fā)碰撞傳感器安裝在氣囊系統(tǒng)ECU內(nèi)。防護(hù)碰撞傳感器一般都與氣囊系統(tǒng)ECU組裝在一起，多數(shù)安裝在駕駛艙內(nèi)中央控制臺(tái)下面。ECU是氣囊系統(tǒng)的核心部件，大多安裝在駕駛艙內(nèi)中央控制臺(tái)下面。

　　汽車行駛過(guò)程中，傳感器系統(tǒng)不斷向控制裝置發(fā)送速度變化（或加速度）信息，由氣囊控制模塊（ECU）對(duì)這些信息加以分析判斷，如果所測(cè)的加速度、速度變化量或其它指標(biāo)超過(guò)預(yù)定值（即真正發(fā)生了碰撞），則囊控制模塊向氣體發(fā)體發(fā)生器發(fā)出點(diǎn)火命令。

　　氣體發(fā)生器

　　氣體發(fā)生器主要是用來(lái)在在較短的時(shí)間內(nèi)（30ms左右）產(chǎn)生大量的氣體充滿氣囊，產(chǎn)生的氣體必須對(duì)人體無(wú)害，且不能溫度太高，同時(shí)要求氣體發(fā)生器有很高的可靠性和穩(wěn)定性。目前氣體發(fā)生器主要有壓縮氣體式、煙火式和混合式三種型式�；旌鲜綒怏w發(fā)生器是壓縮氣體式和煙火式相結(jié)合的發(fā)生器，也是目前廣泛應(yīng)用一種氣體發(fā)生器。

　　氣體發(fā)生器內(nèi)存儲(chǔ)有氮化鈉或硝酸銨等物質(zhì)。當(dāng)汽車在高速行駛中受到猛烈撞擊時(shí)，這些物質(zhì)會(huì)迅速發(fā)生分解反應(yīng)，產(chǎn)生大量氣體（無(wú)毒無(wú)味的氮?dú)庹?0%以上），充滿氣囊。而較新型的安全氣囊加入了可分級(jí)充氣或釋放壓力的裝置，以防止一次突然點(diǎn)爆產(chǎn)生的巨大壓力對(duì)人體產(chǎn)生的傷害。分級(jí)點(diǎn)爆裝置，即氣體發(fā)生器分兩級(jí)點(diǎn)爆，第一級(jí)產(chǎn)生約40%的氣體容積，遠(yuǎn)低于最大壓力，對(duì)人頭部移動(dòng)產(chǎn)生緩沖作用，第二級(jí)點(diǎn)爆產(chǎn)生剩余氣體，并且達(dá)到最大壓力。而分級(jí)釋放壓力方式就是在氣囊袋上開有泄壓孔或可調(diào)節(jié)壓力的孔，一開始?jí)毫�達(dá)到設(shè)定極限，便能瞬時(shí)釋放壓力，以避免對(duì)乘客造成過(guò)大傷害。

  緩沖氣囊

　　氣囊一般由防裂性能好的聚酞胺織物制成，它是一種半硬的高分子材料，能承受較大的壓力；經(jīng)過(guò)硫化處理，可減少氣囊沖氣膨脹時(shí)的沖擊力。為使氣體密封，氣囊里面涂有涂層材料。氣囊的大小、形狀、漏氣性能是確定安全氣囊保護(hù)效果的重要因素，必須根據(jù)不同汽車的實(shí)際情況來(lái)確定。氣囊靜止時(shí)被折疊成包，安放在氣體發(fā)生器上部和氣囊飾蓋之間，氣囊飾蓋表面模壓有淺印，以便氣囊充氣爆開時(shí)撕裂飾蓋，并減小沖出飾蓋的阻力。氣囊背面或頂部設(shè)置有排氣孔，當(dāng)駕駛員壓在氣囊上時(shí)，氣囊受壓后便從排氣孔排氣。

　　此外，氣囊系統(tǒng)還有備用電源，備用電源電路由電源控制電路和若干電容器組成。當(dāng)汽車發(fā)生碰撞導(dǎo)致蓄電池和發(fā)電機(jī)與氣囊系統(tǒng)斷開時(shí)，備用電源在一定時(shí)間內(nèi)（一般為6秒）可以維持氣囊系統(tǒng)供電。

　　為了保證轉(zhuǎn)向盤具有足夠的轉(zhuǎn)動(dòng)角度而又不致于損傷氣囊組件的連接線束，在轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向柱之間采用了螺旋線束，即將線束安裝在螺旋形彈簧內(nèi)（螺旋線束也稱為螺旋彈簧、游絲或游絲彈簧）。