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            一文講解轎車安全氣囊發展與工作原理

            2022-06-07 16:00?

            轎車氣囊的發展

            一、外洋轎車氣囊的發展

            轎車氣囊的雛形是某國人Jhon.W.Hetrick發明的氣墊,1952年Hetrick發明了他自己之稱為“汽車氣墊”的裝置,用來減輕急剎車或正面碰撞帶來的嚴重傷害。這是一種機械裝置,用于使氣囊膨脹的壓縮空氣貯存在一個壓力容器中,連接著彈簧的質量塊用來感應汽車的減速度。當質量塊產生位移時,能打開一個閥使壓力空氣從壓力容器中沖出來,以使氣囊膨脹。氣囊可裝在方向盤中、手套箱門上、儀表板上部以及前排座椅的靠背。早期的空氣囊主要用于與其它裝置一起防止飛機著陸時與地面的碰撞,1960年,轎車氣囊技術開始在原有的基礎上研制并轉為民用。

            在遭遇一次事故后,他萌發了設計撞車裝置的想法。在這次事故中,約翰為躲避一個障礙物而猛打方向盤進行制動,他和妻子都用手臂本能地保護坐在前座中間位置上的女兒。這次事故后他意識到要有一個良好的方法來保護乘員,這份圖紙確定了轎車氣囊的雛型。1953年8月18日,他獲得了”汽車緩沖裝置”的某國口碑。從此轎車氣囊現世了。

            二、國內轎車氣囊的發展

            我國對轎車氣囊的研討起步較晚,上個世紀80年代末我國的一些汽車碰撞和才開始關注轎車氣囊的研討和發展。隨著世界汽車進軍我國,我國的汽車工業迎來了的發展契機,12年,我國自行研制的FS-01轎車氣囊通過撞車試驗。隨著科技的發展和人們對汽車重視程度的提升,近年來汽車技術中的轎車氣囊技術發展得很快,智能化、多轎車氣囊是今后整體轎車氣囊系統發展的必然趨勢。新的技術可以好地識別乘客類型,采取不同的保護措施。

            在轎車氣囊系統中,包含氣體發生器、傳感器、微處理器、氣囊模塊等主要部件。氣囊模塊存放在殼體容器中,在發生器點爆瞬間在高溫高壓氣體沖擊下將氣袋展開。所以殼體為氣囊模塊重要的零件之一,可以增加模塊保護,確定模塊在氣囊設計壽命內不被外部侵蝕,以免氣囊提前老化。而殼體不僅需要蝕,同時也需要高溫和高壓,能夠發揮吸收點爆能量的作用,以免氣囊模塊在爆炸的瞬間被破壞。在氣袋展開的瞬間,殼體還要對其展開方向形成引導,確定乘客。所以從殼體結構上來看,其有喇叭的形狀,能夠實現對氣袋展開方向的多方位約束,并且能夠與氣囊罩蓋連接,以免氣袋沖出時出現罩蓋飛出儀表板的情況。因此在殼體側壁,設計有掛鉤,能夠對罩蓋進行固定。

            轎車氣囊殼體在與儀表板連接時,還要安裝在氣囊框的窗口位置。從主流車型殼體安裝情況來看,主要采用沖壓后焊接成型工藝進行殼體安裝。采用該種連接方式,在焊接位置容易產生殘渣,導致氣囊展開過程中被割破,甚至出現焊點位置脫焊的情況,給人員生命帶來大威脅。而采用鉚接的方式,需要利用螺栓對氣囊和儀表板進行緊固。采用該種剛性連接方式,氣囊在點爆過程中容易導致儀表板開裂或螺栓脫落,也可能出現飛濺物。針對這一問題,目前通常在儀表板背面進行內嵌金屬門蓋的設計,并利用螺栓對其基座進行了加固。采用該種設計方式,導致氣囊安裝時間過長,不利于實現汽車的批量裝配。

            轎車氣囊的工作原理

            當車輛發生碰撞時,轎車氣囊控樹模塊快對信號做出處理,確認發生碰撞的嚴重程度已超出帶的保護能力,便釋放氣囊,使乘員的頭、胸部直接與較為柔軟有彈性的氣囊接觸,從而通過氣囊的緩:中作用減輕乘員的傷害?,F在眾多地區氣囊廠家主要采用的是電子式轎車氣囊系統。

            基本型轎車氣囊系統包含了駕駛員、乘員正而保護轎車氣囊及帶預緊裝置?,F在眾多地區電子式轎車氣囊系統特點是由傳感器感知車輛運動情況,由MCU監控并作出判斷,判斷當前的事件是否是嚴重碰撞事件,如果是嚴重碰撞事件則驅動氣囊展開,保護駕乘人員的。轎車氣囊作用過程為:碰撞發生后0~20ms內傳感器將信號輸送到中心電子控制器(ECU),ECU判斷后確認是嚴重碰撞則引發氣體發生器,在20~60ms內高溫、高壓氣體(氮氣)經過濾冷卻進入氣袋,氣袋張開形成氣墊,將乘員與車內裝備隔開,60~100ms后氣袋排氣孔打開,氣囊泄氣并收縮。氣體的阻尼作用吸收了碰撞的能量,氣囊對乘員頭部和臉部的壓力,乘員陷入較柔軟的氣囊中,使得乘員得保護。較后氣體全部從排氣孔排出,氣囊癟下。

            近年來,智能型轎車氣囊的研討致力于制造一種能夠大限度地保護乘員的轎車氣囊系統。這種氣囊系統能夠在汽車碰撞的一瞬間根據碰撞條件和乘員狀況來調節氣囊的工作性能。

            智能型氣囊的關鍵技術之一是傳感系統和電子運算系統,它們在事故發生的短暫時刻內能夠提供的碰撞環境的信息。這些信息包括汽車碰撞的劇烈程度,碰撞的方位,乘員的身材、體重、位置,乘員是否系有帶。智能氣囊系統根據原有探測的信息作出判決怎樣調節和控制氣囊的工作性能,使氣囊能充足發揮其保護效果。

            負氣囊發生器系統中一個重要的部件是氣體發生器,它的作用是以足夠快的速度產生足夠體積的氣體,供給氣囊.氣體發生器較突出的特點是燃爆品,在短的時間(0.03~0.05)s內可使環境發生劇烈變化。

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