安全氣囊歷史發展

⑴ 安全氣囊是從啥時候發明的有啥故事

汽車安全氣囊是20世紀汽車上的十大發明之一，但也曾因成本高、安全性能上不穩定而倍受爭議。

⑵ 安全氣囊系統的發展歷史

1952年起，美國工程師John W. Hetrick，因一場交通意外事故啟發，促使相關研究工作。
1953年8月18日，取得美專國輔助乘屬員保護系統（Supplementary Restraint System）專利。
1971年福特將安全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安全氣囊，之後在前乘客座也裝上安全氣囊。
1980年12月，賓士汽車S系列成為第一輛在歐洲正式銷售配有氣囊的汽車。
1988年克萊斯勒開始將旗下所有車款都裝上安全氣囊，並大作電視廣告示範安全氣囊的效用，才真正開啟汽車界安全配備的競爭
1984年，美國高速公路安全管理局制訂《聯邦汽車安全標准》（Federal Motor Vehicle Safety Standard；FMVSS）第208條中，增加安裝氣囊的要求。
1995年，正式經由美國國會通過法案，提供明確的法則及指導方向，要求1995年起新車的標准配備需要有雙氣囊。1997年起，貨車亦比照辦理。

⑶ 安全氣囊的發展及應用

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1.1 國外汽車安全氣囊的發展
安全氣囊的雛形是美國人 Jhon.W.Hetrick 發明的安全氣墊。1952 年 Hetrick 發明了他自己之稱為「汽車安全氣墊」的裝置，用來減輕急剎車或正面碰撞帶來的嚴重傷害。這是一種純機械裝置。用於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、儀錶板上部以及前排座椅的靠背。
早期的空氣囊主要用於與其它安全裝置一起防止飛機著陸時與地面的碰撞。1960 年，安全氣囊技術開始在原有的基礎上研製並轉為民用。
60 年代末, 美國高速公路交通安全委員會(NHTSA)開始建議制定一個可選擇的安全氣囊法則, 鼓勵汽車廠商去發展安全氣囊。
70 年代, 美國通用、福特, 德國賓士，日本豐田等汽車公司以及美國 MORTON 公司、TRW 公司、德國 TEMIC 公司、ICT 研究院、日本 DAICEL 公司、瑞典 AUTOLIV 公司等均開始投入大量資金和人力研究與發展安全氣囊, 其中 1971 年 5 月德國的一個研究小組成功地將火箭推進技術應用於汽車安全氣囊。這些綜合力量使安全氣囊的研究與發展進入了一個全新的發展階段。
1984 年, 美國高速公路交通安全委員會(NHTSA) 在著名的「聯邦汽車安全標准」中的 208 條款《乘員碰撞保護》(Federal MotorVehicl Safety Standard208, 簡稱 FMVSS208) 中增加了安裝氣囊的要求, 這為安全氣囊的發展和使用提供了一個明確的法則及指導方向。FMVSS208 條款是汽車安全氣囊發展史上的一個重要的里程碑。此後, 歐洲也頒布了 ECER94 法規, 緊接著日本豐田、本田, 美國福特、克萊斯勒, 德國寶馬, 瑞典富豪等汽車公司紛紛開始銷售配有安全氣囊的汽車。
20 世紀 90 年代後期, 美國、歐共體、日本已正式立法在汽車上配置安全氣囊, 雙氣囊已成為絕大多數主流轎車的標准件。
安全氣囊由美國人約翰•赫特里特（John•Hotrich ）發明。他是一位自學成才的阿賓夕法尼亞州工程師。1952 年，在遭遇一次事故後，他萌發了設計撞車安全裝置的想法。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。這次事故後他意識到必須要有一個良好的方法來保護乘員，兩周之後他繪好了設計圖紙交給了代理人，這份圖紙確定了今天安全氣囊的雛型。1953 年 8 月 18 日，他獲得了" 汽車緩沖安全裝置" 的美國專利。
安全氣囊從 1952 年就取得了專利，但在應用推廣中經歷了幾上幾下的波折，足足走過了 30 多年的漫長路途。直至 1984 年，汽車碰撞安全標准(FMVSS208) 在美國經多次被廢除後又重新被認可並開始實施，其中規定從 1995 年 9 月 1 日以後製造的轎車前排座前均應裝備安全氣囊，同時還要求 1998 年以後的新轎車都裝備駕駛者和乘客用的安全氣囊，自此才確認了安全氣囊的作用。如今，這個在當年頗具創意性的發明已轉為千百萬個產品，種類也發展為正面氣囊、側面氣囊、安全氣簾等等。各國生產的中高級轎車，大多數都裝有安全氣囊，有些轎車已將安全氣囊列入必裝件。在國內，隨著 CMVDR294 碰撞安全法規的開始實施，國內消費者對汽車被動安全性能的要求也越來越高，但目前除了極少數高級車裝備了側面氣囊之外，大部分車型還只是安裝了正面氣囊。
安全氣囊在近幾年得到了飛速的發展，價格大幅度下降，裝備了安全氣囊的轎車也從過去的中高級轎車向中低級轎車發展。同時，有些轎車前排安裝了乘客用的安全氣囊（即雙安全氣囊規格），乘客用的安全氣囊與駕車者用的安全氣囊相似，只是氣囊的體積要大些，所需的氣體也多一些而已。進入 90 年代以來，安全氣囊的安全性能已被人們普遍接受，並被視為一種現代化和高檔次的安全裝置。了解安全氣囊的工作原理及注意事宜對我們更好的保護自己有很重要的作用，但對於駕駛員來說，安全駕駛才是第一位的，這是任何先進的安全裝置都無法替代的。

1.2國內汽車安全氣囊的發展
我國對汽車安全氣囊的研究起步較晚。上個世紀 80 年代末我國的一些汽車碰撞安全和軍工專家才開始關注汽車安全氣囊的研究和發展。
隨著世界汽車進軍我國，我國的汽車工業迎來了前所未有的發展契機。1992 年，我過自行研製的 FS-01 安全氣囊通過撞車試驗。我國的政策法規也對我國汽車工業的發展提供了良好的發展空間。
在我國「九五」規劃期間和「十五」規劃中, 國家經貿委和汽車行業將安全氣囊列為我國汽車零配件三大重點發展項目( 電子噴油系統、防抱死制動系統和安全氣囊系統) 之一, 尤其是在 1999 年 1 0 月 28 日, 國家機械工業局發布《關於正面碰撞乘員保護的設計規則》( CMVDR294) 。這個設計規則明確提出對汽車乘員在發生汽車碰撞時的安全標准。所述的安全要求。CMVDR294 的發布間接地對汽車配置安全氣囊提出了新的要求, 這無疑是中國安全氣囊發展史上的一個進步, 同時也對安全氣囊的研究與發展指明了正確的方向和注入了新的活力。
在十多年的研究與發展過程中, 國內許多大學與事業公司的研究與產品已初具基礎, 其中部分研究與技術已接近國際水平。清華大學的黃世霖等人在汽車碰撞實驗研究中, 系統地研究了多種國產汽車中安全氣囊的匹配技術對汽車安全氣囊的點火控制模擬、汽車碰撞的過程模擬和實驗驗證以及有關軟體在汽車安全氣囊系統設計中的應用等方面作了大量工作, 對國內的汽車安全氣囊研究具有重要的指導作用。
坐落在錦州經濟技術開發區的錦恆公司是國內唯一一傢具有自主知識產權的汽車安全氣囊生產企業，其生產能力和所佔市場份額在國內最大。錦恆公司建有國內一流的研發中心，實驗室通過了國家 CNAL 認證，具有正面碰撞、角度碰撞、柱撞、側面撞等實車碰撞試驗能力和台車試驗能力。公司的主要碰撞、檢測設備和組裝生產線均由國外引進，技術裝備水平國內領先。他們通過引進美國公司的安全氣囊生產技術，開發出填補國內空白的機械式安全氣囊產品；與一汽汽研所共同承擔了國家 「九五」汽車電子產品攻關計劃，開發出具有獨立知 識產權的電子式安全氣囊產品。目前，該公司共為國內 20 多個汽車生產廠家的 30 多個車型研發、配套安全氣囊，已形成單班年產 20 萬套安全氣囊總成、120 萬只氣囊、15 萬只飾蓋的生產能力，是國內同行業中首家實現為整車配套的企業。近年，他們還與國際著名的安全氣囊供應商簽訂加工安全氣囊零部件的協議，產品將走向歐洲、北美等國家。
2000 年以來，我國安全氣囊市場需求平均每年都有超過 200% 的速度在增長，到 2004 年我國安全氣囊市場總配套量接近 400 萬套。目前，國內生產安全氣囊企業有近 20 家，2004 年產量超過 200 萬套，安全氣囊的國產化率超過 50% 。國內安全企業的生產和配套市場基本上分外資企業和國產企業兩大陣營。外資企業主要以 Autoliv 、Plast、T akawa、Mobis 等為代表，國內 80% 以上的安全氣囊由他們生產，外資企業占據著我國安全氣囊的中高端配套市場。國產企業主要是以錦州錦恆、東方久樂、上海比亞迪等為代表，他們國內安全氣囊的產量只佔 15% 左右，主要在一些國產化的經濟型乘用車有所配套。我國安全氣囊在經歷安全氣囊的進口高峰後，進口安全氣囊的高速增長是勢頭已經跌落，2005 年上半年已經出現進口負增長。目前，進口安全氣囊在國內配套市場所佔比重不到一半。2004 年底開始，跨國安全氣囊企業相繼在中國投資氣囊組件的生產，加強了安全氣囊上游零部件本地化供應配套的能力。到 2 007 年，我國 80% 以上的安全氣囊組件將實現本地化生產。目前，我國安全氣囊零部件 ECU 、氣體發生器、氣袋、布料的國內采購率只有 5% 左右，氣囊組件配套還有很大的發展空間。

1.3國內安全氣囊的評價
盡管我國安全氣囊的研究與發展已初具基礎和規模, 但是離世界先進水平還相距甚遠, 這些差距主要包含安全氣囊法規、撞車實驗系統、安全氣囊的設計、製造和測試等方面。事實上, 我國的撞車實驗系統還不能完全滿足美國 FMVSS208 條款的技術要求; 其次在安全氣囊方面, 我們還缺少關鍵技術的自主知識產權; 此外, 感測器、氣體發生器和氣囊的技術規范及檢測還未達到一個令人滿意的狀態。因此，我們業內人士還要付出艱辛的努力！

1.4 汽車安全氣囊的發展趨勢
汽車安全系統是汽車電子領域增長最快的一部分。汽車的安全設計在整車設計中所佔的比例也越來越大。汽車安全性分為主動安全和被動安全兩種，主動安全系統旨在提高車輛行駛的穩定性，防範事故於未然。被動安全系統是事故發生後開始起作用，以減緩事故嚴重程度。汽車安全氣囊屬於被動安全系統。我國 2000 年實施了 CMVDR 294 《關於正面碰撞乘員保護的設計規則》，該法規等效於歐洲 ECER94 法規。最近，我國的側面碰撞法規已經開始實施，這將對我國車輛的碰撞安全性能和駕乘人員保護系統提出更高的要求。汽車安全法規體系的不斷完善，將帶動中國汽車電子市場的發展。據預測，2009 年前排乘客側面保護氣囊的安裝率將會是 2006 年的 2 倍，側氣簾的安裝率將是 2006 年的 4 倍。
隨著科技的發展和人們對汽車安全重視程度的提高，汽車安全技術中的安全氣囊技術近年來也發展得很快，智能化、多安全氣囊是今後整體安全氣囊系統發展的必然趨勢。
新的技術可以更好地識別乘客類型，採取不同的保護措施。系統採用重量、紅外、超聲波等感測器來判斷乘客與儀錶板遠近、重量、身高等因素，進而在碰撞時判斷是否點爆氣囊、採用 1 級點火還是多級點火、點爆力有多大，並與安全帶形成總體控制。通過感測器，氣囊系統還可以判斷出車輛當前經歷的碰撞形式，是正面碰撞還是角度碰撞，側面碰撞還是整車的翻滾運動，以便驅動車身不同位置的氣囊，形成對乘客的最佳保護。網路技術的應用也是安全氣囊系統的發展方向。在汽車網路中，有一種應用面比較窄，但是非常重要的網路即 Safe-By-Wire 。 Safe-By-Wire 是專門用於汽車安全氣囊系統的匯流排，Safe-By-Wire 技術旨在通過綜合運用多個感測器和控制器來實現安全氣囊系統的細微控制。
Safe-By-Wire Plus 匯流排標準是由汽車電子供應商和部件供應商如飛利浦、德爾福等公司提出。與整車系統常用的 CAN 、FlexRay 等匯流排相比，Safe-By-Wire 的優勢在於它是專門面向安全氣囊系統的汽車 LAN 介面標准。為了保證系統在汽車出事故時也不受破壞，Safe-By-Wire 中嵌入有多重保護功能。比如說，即使線路發生短路，安全氣囊系統也不會因出錯而起動。Safe-By-Wire 技術將會在汽車安全氣囊系統中獲得廣泛的應用。
汽車安全氣囊作為一種設想提出來後到今天成為必需的安全裝備在汽車上廣泛應用已經過了整整半個世紀的歷程。安全氣囊有效地減小了在汽車碰撞事故中乘員的傷亡，它的保護效果在汽車安全研究領域得到廣泛的認識和高度重視。隨著汽車安全氣囊的普遍推廣應用，安全氣囊系統的各關鍵技術環節均成為汽車安全研究領域的重點。
當前安全氣囊新技術的開發研究可以概括為向著氣囊的智能化、小型化、多樣化、無污染的方向發展。
（1）安全氣囊的智能化
傳統的正面碰撞安全氣囊系統是根據前座乘員的常規乘座位置和氣囊的理想點火時刻為原則設計的。但是在實際的汽車碰撞事故中，影響氣囊保護性能的因素很多，例如乘員的身高和體重、乘員相對於方向盤河南機電高等專科學校畢業論文 7 或儀錶板的位置、碰撞的劇烈程度等等。不同的碰撞條件及乘員和乘員的位置的變化會導致乘員不是在最佳時刻與氣囊接觸，從而降低對乘員的保護效果。為了充分發揮安全氣囊的保護效果，自適應式或稱為智能型安全氣囊的概念也就應運而生。 近年來，智能型安全氣囊的研究致力於開發一種能夠最大限度地保護乘員的安全氣囊系統。 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先進的感測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可靠的碰撞環境的信息。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，乘員是否系有安全帶。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，使氣囊能充分發揮其保護效果。
(2)安全氣囊的小型化
縮小安全氣囊總成的體積是當前發展的趨勢 之一。 新型發生器工作時，壓縮氣體從氣罐中噴出充滿氣袋。這種發生器氣體產生率高，因而尺寸小，便於安裝布置。
(3)環境保護型安全氣囊
採用壓縮氣體的氣體發生器對人體無毒害 ，且易於回收處理，沒有環境污染的問題。
(4)安全氣囊的多樣化
駕駛員和前座乘員安全氣囊已成為轎車生產 中的標 准設備，作為正碰撞事故中的安全措施。側面碰撞氣囊正在迅速發展。不同設計形式的側碰 撞氣囊可分別安裝在坐椅靠背外側、車門中部、車身中立柱、車身頂部與車門交界部位。這些安裝在不同部位的側碰撞氣囊可分別起到保護乘員頭部、胸部和臀部的作用。
正在研製的新型保護氣囊還有以下 5 種：
①安裝在轉向盤下方膝墊部位的安全氣囊可保護下腳正碰撞中免受傷害。
②安裝在制動踏板下的安全氣囊以保護腳和踝關節在正碰撞中免受傷害。
③安裝在前座椅靠背上的安全氣囊以保護後座乘員。
④安裝在汽車發動機罩下的安全氣囊，保護行人。
⑤安裝在前擋風玻璃邊框的安全氣囊以減少行人在汽車碰撞事故中頭部的損傷。

2.1 汽車安全氣囊的組成
駕駛員處的安全氣囊是存放在方向盤襯墊內，因此，當您看見方向盤上標有"SRS" 或"Airbag"字樣，就可知此車裝有安全氣囊。安全氣囊系統主要由感測器、微處理器、氣體發生器和氣囊等主要部件組成。感測器和微處理器用以判斷撞車程度，傳遞及發送信號；氣體發生器根據信號指示產生點火動作，點燃固態燃料並產生氣體向氣囊充氣，使氣囊迅速膨脹。氣囊裝在方向盤轂內緊靠緩沖墊處，其容量約 5 0 至 90 升不等，做氣囊的布料具有很高的抗拉強度，多以尼龍材質製成，折疊起來的表面附有乾粉，以防安全氣囊粘著在一起在爆發時被沖破；為了防止氣體泄漏，氣囊內層塗有密封橡膠；同時氣囊設有安全閥，當充氣過量或囊內壓力超過一定值時會自動泄放部分氣體，避免將乘客擠壓受傷；氣囊中所用的氣體多是氮氣。
Srs 中電控系統中的感測器，按其功能可分為碰撞強度感測器和防護碰撞感測器；而碰撞強度感測器按其安置位置又可分為包括左前碰撞感測器，右前碰撞感測器和中央碰撞感測器的前碰撞感測器和中心碰撞感測器兩種。
碰撞感測器和防護碰撞感測器串連在一起，其功能都是檢測車輛發生碰撞時的慣性力或減速度值，並把信號傳輸給 srs 的 e cu。所不同的是，碰撞強度感測器是用來檢測車輛發生碰撞時所受碰撞的激烈程度，其信號是供系統的控制單元判斷是否引爆點火劑 而使氣體發生劑給氣囊充氣；而防護碰撞感測器則是防治碰撞強度感測器短路而導致安全氣囊誤膨開，其信號是供控制單元判斷是否發生碰撞。
ECU為一獨立安裝的控制系統，它不與其他系統的控制單元合用，其功能是接受個感測器發來的信號並判斷是否引爆使氣囊膨開。
2.2 安全氣囊系統的分類
1.按引爆方式分類
按引爆方式分類，安全氣囊系統可分為機械控制式和電子控制式兩類。機械控制是安全氣囊系統 機械控制是安全氣囊系統不需要電源，電子電路和電路配線，其全部零件都組裝在轉向盤裝飾蓋板的下面，檢測碰撞動作和引爆點火劑都是利用機械裝置的動作來完成的。目前，這種類型的安全氣囊很少使用。
（1）電子控制是安全氣囊系統 電子控制式安全氣囊系統是目前普遍採用的一種安全氣囊系統。這種類型的感測器是利用碰撞感測器來檢測碰撞信號並把信號發送到安全氣囊系統的控制單元，控制單元根據碰撞感測器發送來的信號由在其內部預先設置的程序不斷不得進行數學計算和邏輯判斷，當判斷結果是發生碰撞時，srs 的 ecu 便立即發出點火指令引爆點火劑，點火劑引爆時所產生的大量熱量使疊氮化鈉葯片的氣體發生劑分解，產生大量的氮氣使氣囊膨開。
(2)目前日本的本田公司的雅閣，市民，豐田公司的凌志，皇冠，佳美，日產公司的尼桑星球，瑞士沃爾沃公司的 850,960，美國福特公司的林肯城市，通用公司的凱迪拉克，國產轎車的紅旗世紀星，奧迪 a6 ，帕薩特 b5，捷達王以及高爾夫等轎車採用的都是電子控制式安全氣囊系統 。
2.按安全氣囊數量分類
按安全氣囊數量分類可分為單安全系統，雙安全氣囊系統和多安全氣囊系統。
（1）單安全氣囊系統 單安全氣囊系統，只是在駕駛員側的轉向盤中安裝拉一個安全氣囊。
（2）雙安全氣囊系統近幾年生產的轎車大多都採用拉雙安全氣囊系統，即在駕駛員側和前座乘員側各安裝了一個安全氣囊，如本田雅閣，市民，豐田佳美，馬自達 626,929，福特林肯城市及國產的奧迪 a6 等轎車均採用的是雙安全氣囊系統。由於前座乘員在汽車發生碰撞時的危險性比駕駛員的要大，所以前座乘員側的安全氣囊的尺寸通常比較大，並與駕駛員側的安全氣囊同時起作用。
（3）多安全氣囊系統多安全系統是指在車上安裝了 3 個或 3 個以上的安全氣囊。例如，瑞典沃爾沃 850,960，通用的別克，上海大眾帕薩特轎車等。
3.按保護類型分類按保護類型分類
安全氣囊系統可分為駕駛員用安全氣囊，前排成員安全氣囊，防側撞安全氣囊和後座成員用安全氣囊。
（1）駕駛員用安全氣囊 駕駛員用安全氣囊是汽車最廣泛採用的安全氣囊，他在車輛發生碰撞時對駕駛員起保護作用。這種氣囊分為美式和歐式兩種，並安裝在轉向盤中。 美式安全氣囊的設計原則是嘉定駕駛員未系座椅安全帶時車輛發生碰撞，為了更好的保護駕駛員，所以氣囊體積較大，約 6 0 升。歐式安全氣囊則是假定駕駛員繫上安全帶時車輛發生碰撞，這時由於安全帶已起保護作用，所以其體積較小，通常約為 40 升。
（2）前排成員用安全氣囊 前排成員用安全氣囊也分為歐式，美式兩種。由於前排成員在車內的位置不固定，所以設計的安全氣囊的體積也較大，以保證在發生撞車時成員免受傷害。通常美式前排成員用安全氣囊體積約為 160 升，歐式前排成員安全氣囊設計約為 75 升。
（3）防側撞安全氣囊 根據使用要求的不同，防側撞安全氣囊可以安裝在車門上橫梁中，車門內板中或座椅側面。安裝在車門上橫梁中的防側撞安全氣囊，用以保護乘員的頭部，安裝在車門板內的防側撞安全氣囊和安裝在座椅側面的防側撞安全氣囊，用以保護乘員的胸部和心，肺臟等重要器官。由於空間的限制，通常防側撞安全氣囊的體積都較小，安裝在車門板內的 安全氣囊體積通常為 35~40 升，而安裝在座椅側面的安全氣囊體積僅為 12 升左右。
（4）後排座成員用安全氣囊
近年來，由於對後排座成員的安全防護的重視，所以在後排座椅上不僅安裝了安全帶，而且還在前排座椅的後面安裝了保護後排座成員的安全氣囊。
後排座成員安全氣囊在結構上同其他安全氣囊基本相同，其體積通常可達 100 升。在車輛發生碰撞並引爆後，安全氣囊 便在後排座乘員與前排座椅間形成一個防護氣墊，從而達到對後排座成員的保護作用。

2.3汽車安全氣囊的工作原理

當車輛發生碰撞時，安全氣囊控樹模塊快速對信號做出處理，確認發生碰撞的嚴重程度已超出安全帶的保護能力，便迅速釋放氣囊，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。一般說來，輕微的碰撞不會打開安全氣囊，只有在車輛正面一定角度范圍內才是打開安全氣囊的有效碰撞范圍，後碰、側碰、翻轉都不會引發安全氣囊打開。 需要強調的是，安全氣囊只是輔助，在不系安全帶的狀況下，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揮保護作用的一個重要條件。
早期的安全氣囊為機械式安全氣囊系統，現在國內外氣囊廠家主要採用的是電子式安全氣囊系統。基本型安全氣囊系統包含了駕駛員、乘員正面保護安全氣囊及安全帶預緊裝置。
電子式安全氣囊系統特點是由感測器感知車輛運動情況，由 MCU 監控並作出判斷，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，保護駕乘人員的安全。安全氣囊作用過程為：碰撞發生後 0 ～20ms 內感測器將信號輸送到中央電子控制器（ECU ），ECU 判斷後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 後氣袋排氣孔打開，氣囊泄氣並收縮。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，乘員陷入較柔軟的氣囊中，使得乘員得到保護。最後氣體全部從排氣孔排出，氣囊癟下。為安全氣囊系統基本裝車形式，圖中 DAB 是駕駛員氣囊，PAB 是乘員氣囊，PSB 是安全帶預緊裝置。
由於安全氣囊系統屬於汽車安全部件，它所採用的電子器件均有較高的特殊性能要求，需要精度高、可靠性好、抗干擾能力強等特點。
常規安全氣囊的電子控制系統包括加速度感測器和 MCU 等。當前國內外氣囊廠家常用的安全氣囊感測器為微機電系統（MEMS）感測器，MEMS 感測器的感應范圍比較寬，可以感應 1G 到 100G 值的加速度，感應方向可從單軸向到三軸向，在正面、側面、垂直三個方向感應汽車碰撞過程中的加速度變化，並輸出模擬信號。
安全氣囊控制要求 MCU 運算能力強、I/O 口充足等，從可靠性角度考慮，需要使用汽車級的具有一些特殊功能模塊的 MCU 。根據系統性能的不同要求使用的 MCU 有 8 位、16 位，對於更復雜的系統，許多氣囊系統供應商已經採用了 32 位的高性能。
現代安全氣囊系統由碰撞感測器，緩沖氣囊，氣體發生器及控制塊等組成。氣體發生器。安全氣囊系統要求氣體發生器能夠在較短的時間內（30 ms 左右）產生大量的氣體充滿氣囊，產生的氣體必須對人體無害，且不能溫度太高，同時要求氣體發生器有很高的可靠性和穩定性。氣體發生器主要有：壓縮氣體式、煙火式和混合式三種型式。混合式氣體發生器是壓縮氣體式和煙火式相結合的發生器，也是目前廣泛應用一種 氣體發生器。控制裝置。一般集成 在 微 計 算 機 中 。 當 汽 車 發 生 碰 撞 事 故時 ， 電 控 裝 置 接 收 多 個 傳 感 器 傳 來 的 車 身 不 同 位 置 的 減 速 信 號 ， 經 過反 復 不 斷 的 分 析 、 比 較 、 計 算 ， 決 定 是 否 發 出 點 火 信 號 。 要 求 控 制 裝置 能 夠 在 復 雜 的 碰 撞 情 況 下 作 出 非 常 准 確 的 判 斷 ， 點 火 時 刻 也 必 須 精確 控 制 。
雖然安全氣囊在結構上會有所不同，但其工作原理基本一致。汽車行駛過程中，感測器系統不斷向控制裝置發送速度變化（或加速度）信息，由控制裝置（中央控制器）對這些信息加以分析判斷，如果所測的加速度、速度變化量或其它指標超過預定值（即真正發生了碰撞），則控制裝置向氣體發體發生器發出點火命令或感測器直接控制點火，點火後發生爆炸反應，產生 N2 或將儲氣罐中壓縮氫氣釋放出來充滿碰撞氣袋。乘員與氣袋接觸時，通過氣袋上排氣孔的阻尼吸收碰撞能量，達到保護乘員的目的。
安全氣囊根據安裝的位置及保護對象不同，主要分為：對駕駛員進行保護的氣囊，裝在方向盤內，防止駕駛員與轉向盤、儀錶板及前擋風玻璃發生碰撞；對前排乘員進行保護的氣囊，裝在儀錶板內，防止乘員與儀錶板、前擋風玻璃發生碰撞；對後 排乘員進行保護的氣囊，一般安裝在前排座椅的靠背上後部或頭枕內部，防止乘員與前排座椅發生碰撞。由於後排乘員受到的傷害程度較輕，後座椅安全氣囊一般只在高級轎車上使用。
汽車的安全氣囊內有疊氮化鈉、或硝酸銨等物質。當汽車在高速行駛中受到猛烈撞擊時，這些物質會迅速發生分解反應，產生大量氣體，充滿氣囊。
新型安全氣囊加入了可分級充氣或釋放壓力的裝置，以防止一次突然點爆產生的巨大壓力對人頭部產生的傷害，特別在乘客未佩戴安全帶的時候，可導致生命危險。具體形式有：
①分級點爆裝置，即氣體發生器分兩級點爆，第一級產生約 40%的氣體容積，遠低於最大壓力，對人頭部移動產生緩沖作用，第二級點爆產生剩餘氣體，並且達到最大壓力。總的來說，兩級點爆的最大壓力小於單級點爆。這種形式，壓力逐步增加。
②分級釋放壓力方式，囊袋上開有泄壓孔或可調節壓力的孔，分為完全憑借氣體壓力頂開的方式或電腦控制的拉片 Tether。這種方式，一開始壓力達到設定極限，然後瞬時釋放壓力，以避免過大傷害。

第三章 汽車安全氣囊的應用及展望

⑷ 我需要寫一個安全氣囊的發展與應用，怎麼寫

安全氣囊最早是由赫特里克於1953年8月提出，並獲得了美國「汽車緩沖安全裝置」專利，隨著各國車輛安全標準的制定，安全氣囊的裝備率越來越高。

⑸ 安全氣囊是如何發明的

汽車安全氣囊是20世紀汽車上的十大發明之一，但也曾因成本高、安全性能上不穩定而倍受爭議。安全氣囊的作用到底有多大？安全氣囊是否是必要的？安全氣囊是絕對安全的嗎？

1、 對大多數汽車來說，安全氣囊屬被動安全裝置，其是否作用不取決於駕駛乘坐者。（不同於安全帶，乘坐者繫上才有作用）。從實踐上講，安全氣囊正是保護了那些沒有系安全帶的人或安全帶不能保護的區域。

2、 由於氣囊爆發是由一個氣體發生器控制的，發生器內裝有Sodium Azide ，其發生氧化 反應，生成大量氣體，產生爆發，而這是在很短時間內發生的，因此這種爆發沖擊力在保護駕乘者的同時，也可能因各種原因產生一定的危險。

3、 車速越快，碰撞時間越短，一旦碰撞時間比氣囊的爆發時間還短時，氣囊的作用就很有限了。

4、 氣囊的爆發已由過去的感測器控制觸發，發展到今天計算機收集感測器信息，經過一定演算法後再決定是否啟動氣囊，不同品牌和類型的車這一演算法是不同的。這就是為什麼同一類碰撞，不同的汽車氣囊爆發情況不同的原因。

5、 由於氣囊是通過爆發產生作用。而設計者往往是從大多數、正常的碰撞模擬中尋找最佳方案。但生活中，駕駛或乘坐者的坐姿一定是多種多樣的，正是因為這種人與氣囊不同的位置關系，決定了氣囊工作的不穩定性。

6、 一般在設計上，設計者認為氣囊安裝位置與乘坐者的距離應在300mm以上，至少也要250mm，在這個距離外才是安全而作用最大的。因此安全帶的重要性在這里不得不提。

7、 應該說安全帶與安全氣囊是同一系統的兩大部件，缺少任何一方，系統的作用都會打折扣。比如碰撞前的剎車多數會使駕駛乘坐者向前傾，從而造成與安全氣囊的距離不足，造成危險或減弱氣囊的作用。

8、 由於80－90年代，出現了許多氣囊意外，為此汽車生產商要求駕乘者胸部必須與氣囊保持250mm以上的距離，對於無法做到的車主，生產商們會提供「踏板改進裝置」，即將踏板向後延長，以保證標准坐姿。甚至氣囊開關也是無奈之舉。

9、近年來，由於技術的更新，大多數汽車都採用了強度較小的氣脹器，增加氣囊尾段的彈性，以及方向盤自動潰散等技術，來降低氣囊的危險性。這時駕駛者的安全性大大駕駛了，氣囊開關的作用也變成了純成本上的考慮。（如帕利奧的乘坐氣囊開關是在副駕駛位無人的情況下使用，以減少碰撞時的經濟損失）但與氣囊保持一定距離還是必要的。

10、建議大家在駕駛汽車時（有無氣囊都一樣），應使胸部（最重要的部件哦）與方向盤保持一定距離，並一定要系安全帶。乘坐者的令人坐姿也不能太隨意，應盡可能正襟而坐。對於兒童，應用專用的兒童座椅，在後排中間位置安放，並固定好。在副駕駛位無人或必須坐兒童的情況下，應考慮使用氣囊開關。

隨著高速公路的發展和汽車性能的提高，汽車的行駛速度越來越快，特別是由於汽車擁有量的迅速增加，交通越來越擁擠，使得事故更為頻繁，所以汽車的安全性就變得尤為重要。

汽車的安全性分為主動安全和被動安全兩種，主動安全是指汽車防止發生事故的能力，被動安全是指在萬一發生事故的情況下，汽車保護乘員的能力。當汽車發生事故時，對乘員的傷害是在瞬間發生的。例如，以車速50公里/時進行正面撞車時，其發生時間只有十分之一秒左右。為了在這樣短暫的時間中防止對乘員的傷害，必須設置安全裝備，目前主要有安全帶、防撞式車身和安全氣囊防護系統 (，簡稱SRS)等。

由於很多事故是難以避免的，因此被動安全性也非常重要，安全氣囊作為被動安全性的研究成果，由於使用方便，效果顯著，造價不高，得到了迅速的發展和普及。

安全氣囊發展史

安全氣囊從1952年就取得了專利，但在應用推廣中經歷了幾上幾下的波折，足足走過了30多年的漫長路途。直至1984年，汽車碰撞安全標准 (FMVSS208)在美國經多次被廢除後又重新被認可並開始實施，其中規定從1995年9月1日以後製造的轎車前排座前均應裝備安全氣囊，同時還要求 1998年以後的新轎車都裝備駕駛者和乘客用的安全氣囊，自此才確認了安全氣囊的作用。如今，這個在當年頗具創意性的發明已轉為千百萬個產品，種類也發展為正面氣囊、側面氣囊、安全氣簾等等。各國生產的中高級轎車，大多數都裝有安全氣囊，有些轎車已將安全氣囊列入必裝件。在國內，隨著CMVDR294碰撞安全法規的開始實施，國內消費者對汽車被動安全性能的要求也越來越高，但目前除了極少數高級車裝備了側面氣囊之外，大部分車型還只是安裝了正面氣囊。

安全氣囊系統組成

駕駛員處的安全氣囊是存放在方向盤襯墊內，因此，當您看見方向盤上標有「SRS」或「Airbag」字樣，就可知此車裝有安全氣囊。安全氣囊系統主要由感測器、微處理器、氣體發生器和氣囊等主要部件組成。感測器和微處理器用以判斷撞車程度，傳遞及發送信號；氣體發生器根據信號指示產生點火動作，點燃固態燃料並產生氣體向氣囊充氣，使氣囊迅速膨脹。氣囊裝在方向盤轂內緊靠緩沖墊處，其容量約50至90升不等，做氣囊的布料具有很高的抗拉強度，多以尼龍材質製成，折疊起來的表面附有乾粉，以防安全氣囊粘著在一起在爆發時被沖破；為了防止氣體泄漏，氣囊內層塗有密封橡膠；同時氣囊設有安全閥，當充氣過量或囊內壓力超過一定值時會自動泄放部分氣體，避免將乘客擠壓受傷；氣囊中所用的氣體多是氮氣。

安全氣囊的工作原理

典型的氣囊系統包括二個組成部分：探測碰撞點火裝置(或稱感測器)，氣體發生器的氣囊(或稱氣袋)。當感測器開關啟動後，控制線路即開始處於工作狀態，並借著偵測迴路來判斷是否真有碰撞發生。如果訊號是同時來自兩個感測器的話才會使安全氣囊開始作用。由於汽車的發電機及蓄電池通常都處於車頭易受損的部位，因此，安全氣囊的控制系統皆具有自備的電源以確保作用的發揮。在判定施放安全氣囊的條件正確之後，控制迴路便會將電流送至點火器，借著瞬時快速加熱，將內含的氮化鈉推進劑點燃。

在近乎爆炸的化學反應快速發生的同時，會產生大量無害的以氮氣為主的氣體，將氣囊充氣至飽滿的狀態，並借著強大的沖擊力，氣囊能夠沖開方向盤上的蓋而完全展開，以保護駕駛者頭部不受傷害。同時在推進劑點燃的過程之中，點火器總成中的金屬網罩可冷卻快速膨脹的氣體，隨即氣囊可由設計好的小排氣口排氣，以發揮逐漸緩沖功能，並避免在車身仍繼續移動時阻礙碰撞後的視線。

需要特別說明的是，感測器只有在滿足了一定的條件下才會工作。安全氣囊的感測器的設計有很多種，有一部分是採用擺錘或杠桿式開關，還有的是彈簧負載的轉輪式，此外還有用水銀開關的產品。但不論感測器開關型式如何，都必須有足夠的撞擊力才能使得開關啟動，同時這個撞擊力必須來自正的方向才行。通常這個撞擊力約等於以時速25公里至50公里左右碰撞固定物所產生的結果。當汽車受到這種高速碰撞時，裝在車前端的碰撞感測器和裝在汽車中部的安全感測器，就可檢測到車速突然減速，並將這一信號迅速傳遞給安全氣囊系統的控制電腦，電腦在經過分析確認之後，才會引爆安全氣囊包內的電熱點火器，使氣囊發生迅速膨脹。

據計算，正規的安全氣囊必須在發生汽車碰撞後的0.01秒內微處理器開始工作，0.03秒內點火裝置啟動，0.05秒內高壓氣體進入氣囊，0.08秒內氣囊向外膨脹，0.11秒內氣囊完全脹大，此刻之後，駕車者才會撞上氣囊。

可見，氣囊的打開與否與撞擊角度和撞擊速度都有關，一般來說在汽車翻轉、輕微碰撞、側面碰撞或後面碰撞時，氣囊均不會打開，比如桑塔納2000升級版在車身正面左右各30度以內受到重創時才會打開安全氣囊。再有一點，對於撞擊速度而言，安全氣囊系統測定的是撞擊後車輛的減速度，因此，在做安全碰撞實驗時，一般都是讓車筆直地撞在不能移動且不能變形的牆上。

安全氣囊的安全性

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生直接碰撞，大大減少受傷的可能性。安全氣囊對於在遭受正面撞擊時，的確能有效保護乘客，即使未繫上安全帶，防撞安全氣囊仍足以有效減低傷害。據統計，配備安全氣囊的車發生正面碰撞時，可降低乘客受傷的程度高達64％，甚至在其中有80％的乘客未繫上安全帶！至於來自側方及後座的碰撞，則仍有賴於安全帶的功能。

此外，氣囊爆發時的音量大約只有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下不粘在一起的潤滑粉末，對人體亦無害。

萬事都是一把雙刃劍，安全氣囊同樣也有它不安全的一面。據計算，若汽車以60km的時速行駛，突然的撞擊會令車輛在0.2秒之內停下，而氣囊則會以大約 300km/h的速度彈出，而由此所產生的撞擊力約有180公斤，這對於頭部、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」。

安全氣囊在近幾年得到了飛速的發展，價格大幅度下降，裝備了安全氣囊的轎車也從過去的中高級轎車向中低級轎車發展。同時，有些轎車前排安裝了乘客用的安全氣囊（即雙安全氣囊規格），乘客用的安全氣囊與駕車者用的安全氣囊相似，只是氣囊的體積要大些，所需的氣體也多一些而已。進入90年代以來，安全氣囊的安全性能已被人們普遍接受，並被視為一種現代化和高檔次的安全裝置。了解安全氣囊的工作原理及注意事宜對我們更好的保護自己有很重要的作用，但對於駕駛員來說，安全駕駛才是第一位的，這是任何先進的安全裝置都無法替代的！

⑹ 安全氣囊是怎麼發明出來的

1953年8月18日，美國人約翰，赫特里特獲得了「汽車緩沖安全裝置」的專利權。赫特里特是內一位自學成才的賓夕法容尼亞州工程師。1952年，他和他的家人遭遇了一次交通事故。在這次事故中，他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。這次事故後他意識到必須有一個更好的方法來保護乘員。兩周之後他繪好了設計圖紙交給了代理人，這份圖紙確定了今天安全氣囊的雛形。不久，德國賓士公司率先使用了該設計方案。

⑺ 汽車安全氣囊發展是怎樣的

安全氣囊是1953年由美國人約翰·赫綴克發明的。1973年日本本田汽車公司引進回安全氣囊技術進行實車答應用。經過了30多年的漫長歷程，直至1984年，汽車碰撞安全標准(FMVSS208)在美國經多次被廢除後又重新被認可並開始實施，其中規定從1995年9月1日以後製造的轎車前排座前均應裝備安全氣囊，同時還要求1998年以後的新轎車都裝備駕駛者和乘客用的安全氣囊，自此才確認了安全氣囊的作用。如今，這個在當年頗具創意性的發明已轉為千百萬個產品，種類也發展為正面氣囊、側面氣囊、安全氣簾等等。各國生產的中高級轎車，大多數都裝有安全氣囊，有些轎車已將安全氣囊列入必裝件。在國內消費者對汽車被動安全性能的要求也越來越高，但目前除了極少數高級車裝備了側面氣囊之外，大部分車型還只是安裝了正面氣囊。

⑻ 安全氣囊的發明史。哪國發明的

A安全氣囊的歷史
汽車安全氣囊系統，簡稱SRS，是一種輔助保護系統。
安全氣囊最早由專瑞典人發明屬，到20世紀80年代，安全氣囊技術基本成熟。
1972年，通用汽車首次進行大范圍的安全氣囊現場試驗，並於1974年將安全氣囊列為若干型號轎車的選購配置。
1996年，通用汽車推出業界第一個防止側面撞擊的安全氣囊，可減輕氣囊膨脹給兒童造成傷害。
2002年，通用汽車宣布將在2003年型號的大型卡車和運動休閑車上酉謾正面安全氣囊感知器，可根據副駕駛座上乘員的體重自動關閉安全氣囊。

⑼ 安全氣囊的發展史

安全氣囊最早是由赫特里克於1953年8月提出，並獲得了美國「汽車緩沖安全專裝置』』專利。隨屬著各國車輛安全標準的制定，安全氣囊的裝備率越來越高。歐洲及美、日等國家汽車上的安全氣囊的裝備率已達到近1 00%。

⑽ 氣囊游絲的發展歷史

其實，早在40年前就發明了安全氣囊。1953年8月18日，美國人約翰赫特里特獲得了「汽車緩沖內安全裝置」容的美國專利。赫特里特是一位自學成才的賓夕法尼亞州工程師，他在1952年的一次事故後，萌發了設計撞車安全裝置的想法。在這次事故中，他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。這次事故後他意識到必須有一個更好的方法來保護乘員，兩周之後他繪好了設計圖紙交給了代理人，這份圖紙確定了今天安全氣囊的雛型。
當然，事物的發展不是一帆風順的，安全氣囊從取得專利到應用推廣，竟然走了三十多年的時間，經歷了幾上幾下的波折，因為汽車製造商以成本理由拒絕接受安全氣囊裝置。前幾年才由美國參議院通過公路死傷減少條例，確認了安全氣囊的作用，規定從1995年9月1日以後製造的轎車前排座前均應裝備安全氣囊，美國政府還要求1998年以後的新轎車都裝備駕駛者和乘客用的安全氣囊。目前各國生產的中高級轎車，大多數有安全氣囊，有些轎車已將安全氣囊列入必裝件。
在現在有著廣泛使用。