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小編為大家介紹,安全氣囊的工作原理!

所屬分類:時事聚焦    發(fā)布時間: 2022-07-08    作者:admin
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1.安全氣囊組件

安全氣囊組件有氣體發(fā)生器和氣囊。

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.突出的特點是燃爆品,在極短的時間內(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)控制的要求及時引爆,是能否對駕駛員或乘員提供安全保護的關(guān)鍵。氣體發(fā)生器可以分為燃料燃燒式和儲氣燃燒式兩種。氣體發(fā)生器主要由外殼、雷管(機械式和電子式)、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,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。為了實現(xiàn)安全氣囊的可控制充氣過程,設(shè)計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,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Ω邏簹怏w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的壓力,緩和對乘員的沖擊力。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,造成對乘員的侵害。

西安氣囊

2.安全氣囊的工作過程

由于車輛型號和安全氣囊的種類不同,安全氣囊的工作過程受到多種外界因素的影響。但是其工作過程大體上是相同的。

安全氣囊的作用過程如下:碰撞→碰撞傳感器→電子控制器→(電脈沖)→氣體發(fā)生器→氣囊展開→乘員保護。汽車發(fā)生正面碰撞時駕駛員的安全氣囊展開過程如圖1所示(其中具體時間與多種因素有關(guān),圖示時間僅供參考):

以圖為例,從汽車開始碰撞計時:

a.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,在10ms的瞬間內(nèi),將觸發(fā)信號輸送到中央電子控制器。

b.10~20ms:在中央電子控制器中,主要有對安全氣囊系統(tǒng)進行監(jiān)測和控制的微處理器,能夠?qū)鞲衅鬏斎氲挠|發(fā)信號立即進行計算、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電脈沖火花,使氣體發(fā)生器中的雷管急速爆炸。

c.20~60ms:雷管的爆炸擊穿裝氣體發(fā)生器的燃料盒,將固定燃料點燃并產(chǎn)生高溫、高壓氣體(氮氣),快速地經(jīng)過濾器過濾冷卻后沖入安全氣囊。氣囊在20~60ms內(nèi)張開達到..容積,在乘員與車內(nèi)裝備之間形成一個氣墊。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,會把乘員“回彈”到座椅上,使得乘員身體受到一定損傷。

d.60~100ms:與此同時,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。.后氣體全部從排氣孔排出,氣囊癟下。

汽車碰撞事故發(fā)生時,安全氣囊引爆管引爆點燃氣體發(fā)生器的具體點火時間,是決定SRS系統(tǒng)性能優(yōu)劣的十分重要的指標(biāo)。如果碰撞事故發(fā)生時,引爆管引爆點火過早,則在乘員的頭部和胸部向前沖的同時,氣囊也迅速膨脹,則有可能導(dǎo)致乘員頭部和胸部受到高速爆出的氣囊的沖擊,造成乘員傷亡或巨大的傷害。如果引爆管引爆點火過晚,則在乘員頭部和胸部已經(jīng)沖撞到轉(zhuǎn)向盤或汽車其他汽車零部件上時,氣囊尚未膨脹而起不到保護作用。引爆管引爆的..點火時間是當(dāng)氣囊充滿氣體膨脹時,乘員頭部和胸部正好與膨脹的氣袋接觸。

從引燃氣體發(fā)生劑安全氣囊開始膨脹鼓起,到受到駕駛員或乘員反沖壓迫迅速泄氣變癟的時間很短,僅有約0.1s。安全氣囊從充滿氣體膨脹到泄氣只有如此短暫的時間,因此必須具備極迅速地完成沖氣和放氣動作的功能,才能有效保護駕駛員和乘員的安全。

一般來說,車輛的輕微碰撞不會使氣囊打開。只有在車輛正面一定角度范圍內(nèi)碰撞才能使氣囊打開。安全氣囊打開需要合適的速度和碰撞角度。從理論上講,只有車輛的正前方左右大約60°之間位置撞擊在固定的物體上,速度高于30KM/h,這時安全氣囊才可能打開。這里所說的速度不是我們通常意義上所理解的車速,而是在試驗室中車輛相對剛性固定障礙物碰撞的速度,實際碰撞中汽車的速度高于試驗速度氣囊才能打開。后碰,側(cè)碰,翻轉(zhuǎn)都不會引發(fā)氣囊打開。

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。此外,氣囊爆發(fā)時的音量大約只有130分貝,在人體可忍受的范圍;氣囊中78%的氣體是氮氣,十分安定且不含毒性,對人體無害;爆出時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,對人體亦無害。

安全氣囊同樣也有它不安全的一面。據(jù)計算,若汽車以60km的時速行駛,突然的撞擊會令車輛在0.2秒之內(nèi)停下,而氣囊則會以大約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,就有可能釀出一場“悲劇”。

需要強調(diào)的是:安全氣囊只是起到輔助作用。在不系安全帶的情況下安全氣囊不但不能對乘員起到防護作用,還會對乘員有嚴重的殺傷力。安全氣囊的爆發(fā)力是驚人的,足以擊斷駕駛者的頸椎。因此,系好安全帶是安全氣囊發(fā)揮保護作用的一個重要條件。