安全氣囊主要用于防止在汽車碰撞中乘員和內(nèi)部部件之間的碰撞造成的傷害。它們通常作為安全帶的輔助安全裝置出現(xiàn)，兩者協(xié)同工作。安全氣囊的保護(hù)原理是：當(dāng)汽車受到一定的碰撞力時(shí)，安全氣囊系統(tǒng)會(huì)觸發(fā)類似微量炸藥爆炸的化學(xué)反應(yīng)，藏在車內(nèi)的安全氣囊會(huì)瞬間膨脹彈出，在乘員身體與車內(nèi)零件發(fā)生碰撞前及時(shí)到位。當(dāng)人體接觸到氣囊時(shí)，氣囊會(huì)通過(guò)氣囊表面的氣孔開始排氣，從而鋪平道路，減少對(duì)身體的沖擊力，最終達(dá)到減少乘員受傷的效果。

《普通車輛安全氣囊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖》

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)生器和安全氣囊等組成。在這里，我們將逐一介紹這些主要組件。

安全氣囊系統(tǒng)傳感器

安全氣囊傳感器通常也稱為碰撞傳感器。根據(jù)用途不同，碰撞傳感器分為觸發(fā)碰撞傳感器和保護(hù)碰撞傳感器。觸發(fā)式碰撞傳感器又稱碰撞強(qiáng)度傳感器，用于檢測(cè)碰撞過(guò)程中的加速度變化，并將碰撞信號(hào)傳輸給安全氣囊計(jì)算機(jī)，作為安全氣囊計(jì)算機(jī)的觸發(fā)信號(hào)。保護(hù)性碰撞傳感器又稱安全碰撞傳感器，與觸發(fā)式碰撞傳感器串聯(lián)，防止安全氣囊誤爆。

根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，碰撞傳感器還可以分為機(jī)電碰撞傳感器、電子碰撞傳感器和機(jī)械碰撞傳感器。防護(hù)型碰撞傳感器一般采用電子結(jié)構(gòu)，觸發(fā)型碰撞傳感器一般采用機(jī)電結(jié)合結(jié)構(gòu)或機(jī)械結(jié)構(gòu)。機(jī)電一體化碰撞傳感器利用機(jī)械運(yùn)動(dòng)(滾動(dòng)或旋轉(zhuǎn))來(lái)控制電觸點(diǎn)的動(dòng)作，然后觸點(diǎn)斷開和閉合來(lái)控制安全氣囊電路的接通和斷開。常見的碰撞傳感器有滾球式和偏心錘式。電子碰撞傳感器沒(méi)有電觸點(diǎn)。目前常用的有兩種：電阻應(yīng)變式和壓電效應(yīng)式。常見的機(jī)械式碰撞傳感器是水銀開關(guān)型，利用水銀的導(dǎo)電特性來(lái)控制氣囊電路的通斷。

安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)艙前縱梁上的安全氣囊碰撞傳感器多為機(jī)電式。

控制模塊(ECU)

早期的汽車，一般會(huì)有多個(gè)觸發(fā)式碰撞傳感器，通常安裝在車身的前部和中部，比如車身兩側(cè)的翼子板內(nèi)側(cè)，大燈支架下方，發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器支架兩側(cè)。隨著碰撞傳感器制造技術(shù)的發(fā)展，一些汽車在安全氣囊系統(tǒng)的ECU中安裝了觸發(fā)式碰撞傳感器。碰撞傳感器一般與安全氣囊系統(tǒng)ECU裝配在一起，大多安裝在駕駛艙內(nèi)的中控臺(tái)下方。ECU是安全氣囊系統(tǒng)的核心部件，大多安裝在駕駛艙內(nèi)的中控臺(tái)下方。

"大多數(shù)安全氣囊控制模塊(ECU)安裝在靠近保險(xiǎn)杠的車身中部."

“典型安全氣囊系統(tǒng)控制電路示意圖”

"包括氣體發(fā)生器和安全氣囊在內(nèi)的模塊(背部)一般不允許拆卸."

氮化鈉或硝酸銨等物質(zhì)儲(chǔ)存在氣體發(fā)生器中。當(dāng)汽車受到高速猛烈撞擊時(shí)，這些物質(zhì)會(huì)迅速分解，產(chǎn)生大量氣體(其中70%以上是無(wú)毒無(wú)味的氮?dú)?，充滿安全氣囊。但是，較新的安全氣囊配備了可以分階段充氣或釋放壓力的裝置，以防止突然爆炸產(chǎn)生的巨大壓力對(duì)人體造成傷害。分級(jí)點(diǎn)火裝置，即氣體發(fā)生器分為兩級(jí)。第一階段產(chǎn)生40%左右的氣體體積，遠(yuǎn)低于最大壓力，對(duì)人體頭部的運(yùn)動(dòng)有緩沖作用。第二階段產(chǎn)生殘余氣體并達(dá)到最大壓力。分級(jí)泄壓的方法是在氣囊袋上開一個(gè)泄壓孔或壓力可調(diào)的孔。一旦壓力達(dá)到設(shè)定的極限，可以瞬間釋放壓力，避免對(duì)乘客造成過(guò)度傷害。

緩沖氣囊

安全氣囊一般采用抗裂性好的聚鄰苯二甲酰胺織物，為半硬質(zhì)高分子材料，能承受較大壓力；硫化后可以降低安全氣囊充氣的沖擊力。為了密封氣體，氣囊涂有涂層材料。安全氣囊的大小、形狀、泄漏性能是決定安全氣囊防護(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。當(dāng)氣囊處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，它被折疊成一個(gè)袋子，放在氣體發(fā)生器的上部和氣囊裝飾罩之間。安全氣囊裝飾罩表面浮雕有淺淺的印痕，以便在安全氣囊充氣爆裂時(shí)撕開裝飾罩，減少?zèng)_出裝飾罩的阻力。氣囊的背面或頂部設(shè)有排氣孔。當(dāng)駕駛員按壓安全氣囊時(shí)，安全氣囊被按壓后會(huì)從排氣孔排氣。

“氣囊和氣體發(fā)生器模塊的安裝位置”

此外，安全氣囊系統(tǒng)還有一個(gè)備用電源，備用電源電路由一個(gè)電源控制電路和幾個(gè)電容組成。當(dāng)電池和發(fā)電機(jī)因汽車碰撞而與安全氣囊系統(tǒng)斷開時(shí)，備用電源可以維持安全氣囊系統(tǒng)一定時(shí)間(一般6秒)的供電。

為了保證方向盤有足夠的旋轉(zhuǎn)角度而不損壞安全氣囊模塊的連接線束，在方向盤和轉(zhuǎn)向柱之間采用了螺旋線束，即線束安裝在螺旋彈簧(也叫螺旋彈簧、游絲或細(xì)彈簧)中。

安全氣囊啟動(dòng)條件

為了保證安全氣囊在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候打開，汽車制造商規(guī)定了安全氣囊啟動(dòng)的條件，只有滿足這些條件，安全氣囊才會(huì)爆炸。雖然在一些交通事故中，車內(nèi)乘員撞墻，甚至危及生命，車輛接近報(bào)廢，但如果不滿足氣囊爆炸的條件，氣囊是不會(huì)打開的。

氣囊展開需要合適的速度和碰撞角度。從理論上講，只有當(dāng)車輛在正前方60左右的位置撞上一個(gè)固定物體，且速度高于30 km/h時(shí)，安全氣囊才能打開，這里所說(shuō)的速度不是我們通常理解的速度，而是車輛在實(shí)驗(yàn)室中與一個(gè)相對(duì)剛性的固定障礙物碰撞的速度。在實(shí)際碰撞中，車速必須相當(dāng)于這個(gè)測(cè)試速度，氣囊才能打開。

碰撞測(cè)試都是撞擊剛性物體，但實(shí)際碰撞速度相當(dāng)于安全氣囊打開前的預(yù)定速度。

汽車在碰撞中的主要受力部位是客室框架和車身縱梁。為了緩沖碰撞時(shí)的沖擊力，車身前部多設(shè)計(jì)有碰撞緩沖區(qū)，車身剛度也不均勻。在一些事故中，比如轎車與沒(méi)有后保護(hù)裝置的貨車追尾，或者轎車與護(hù)欄碰撞后的側(cè)翻事故，或者車身側(cè)面碰撞，這類事故往往與車身前部沒(méi)有直接碰撞，主要是車身上部與側(cè)面的碰撞，碰撞體的剛性很小。雖然車廂發(fā)生了很大的變形，導(dǎo)致車內(nèi)乘員受傷或死亡，但有時(shí)也會(huì)因碰撞位置錯(cuò)誤而導(dǎo)致安全氣囊無(wú)法打開。

安全氣囊是一個(gè)缺點(diǎn)。

安全氣囊作為提高汽車安全性的有效措施之一，越來(lái)越受到人們的重視。在一些實(shí)際的碰撞事故中，已經(jīng)證明了安全氣囊確實(shí)具有減少乘員傷亡的作用，但是也發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題。安全氣囊使用中存在的問(wèn)題有：

安全氣囊可能會(huì)在非常低的速度下打開。當(dāng)汽車以非常低的速度發(fā)生碰撞時(shí)，乘員和駕駛員只是系上安全帶，不需要安全氣囊展開保護(hù)。如果此時(shí)展開氣囊，會(huì)造成不必要的浪費(fèi)，甚至?xí)驗(yàn)闅饽业恼归_而加重碰撞傷害。

安全氣囊的激活會(huì)對(duì)乘客造成傷害。安全氣囊系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，安全氣囊蓋會(huì)在瞬間打開并膨脹，容易對(duì)乘員造成沖擊；產(chǎn)生的熱氣也會(huì)灼傷乘客和司機(jī)。根據(jù)計(jì)算，如果汽車以60公里/小時(shí)的速度行駛，突然的撞擊將在0.2秒內(nèi)使汽車停下來(lái)，安全氣囊將在300公里/小時(shí)左右的速度彈出，并在0.5秒內(nèi)彈出

當(dāng)乘客偏離座椅或座椅上沒(méi)有人或兒童時(shí)，安全氣囊系統(tǒng)的啟動(dòng)不僅不能保護(hù)乘客，還可能對(duì)乘客造成一定的傷害。

可關(guān)閉的乘客氣囊還是很實(shí)用的。

安全氣囊的使用

由于安全氣囊系統(tǒng)具有危險(xiǎn)性，需要正確使用才能發(fā)揮SRS系統(tǒng)的作用，所以對(duì)于裝有安全氣囊的車輛，在日常使用中需要注意一些事項(xiàng)。在保證正確駕駛姿勢(shì)的情況下，駕駛員應(yīng)盡可能將座椅向后移動(dòng)，以便安全氣囊在意外膨脹后有足夠的空間充分發(fā)揮其保護(hù)作用，駕駛員必須系好安全帶。12歲以下的孩子應(yīng)該坐在車后座，系好安全帶。永遠(yuǎn)不要把孩子放在前排。氣囊爆炸的巨大沖擊力對(duì)他們來(lái)說(shuō)甚至可能是致命的！

對(duì)于帶安全氣囊的車輛，應(yīng)更充分地利用后排兒童安全座椅固定裝置。