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小编为大家介绍,安全气囊的工作原理!

所属分类:时事聚焦    发布时间: 2022-07-08    作者:admin
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1.安全气囊组件

安全气囊组件有气体发生器和气囊。

气体发生器:气体发生器是气囊组件中非常重要而又复杂的一部分。该装置.突出的特点是燃爆品,在极短的时间内可使环境发生剧烈变化。是安全气囊控制系统的执行元件,它能否按照系统控制的要求及时引爆,是能否对驾驶员或乘员提供安全保护的关键。气体发生器可以分为燃料燃烧式和储气燃烧式两种。气体发生器主要由外壳、雷管(机械式和电子式)、增压剂、气体发生剂以及过滤器等部分组成。在气体发生器总成中,过滤装置起过滤和冷却作用,防止高温气体灼伤乘员,并防止燃烧中的微粒子弹出,造成对乘员的伤害。

气囊:气囊是安全气囊系统的核心部件,气囊的用途不同时,气囊的形状、结构、容积、充气的速度、充气的压力等都有所不同。为了实现安全气囊的可控制充气过程,设计了有阻尼作用的气囊。在气囊的内表面缝制阻尼带,引导安全气囊在展开时,加速向侧面膨胀,以避免安全气囊自由地展开。或采用其他方式对高压气体产生阻尼作用。在气囊的背面设置排气孔和排气缝隙,或设置一些通气孔,来减少固体燃料爆炸时的压力,缓和对乘员的冲击力。气囊在充气后,在排气孔和排气缝隙,或通气孔不断地排出高压气体的过程中,吸收碰撞时的能量,直到气囊完全瘪塌为止。在气体发生器总成中,过滤装置起过滤和冷却作用,防止高温气体灼伤乘员,并防止燃烧中的微粒子弹出,造成对乘员的侵害。

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2.安全气囊的工作过程

由于车辆型号和安全气囊的种类不同,安全气囊的工作过程受到多种外界因素的影响。但是其工作过程大体上是相同的。

安全气囊的作用过程如下:碰撞→碰撞传感器→电子控制器→(电脉冲)→气体发生器→气囊展开→乘员保护。汽车发生正面碰撞时驾驶员的安全气囊展开过程如图1所示(其中具体时间与多种因素有关,图示时间仅供参考):

以图为例,从汽车开始碰撞计时:

a.0~10ms:在汽车特定的敏感部位处,装置碰撞传感器。碰撞传感器受到足够的碰撞冲量作用时,在10ms的瞬间内,将触发信号输送到中央电子控制器。

b.10~20ms:在中央电子控制器中,主要有对安全气囊系统进行监测和控制的微处理器,能够对传感器输入的触发信号立即进行计算、比较和判断。如果碰撞冲量超过预先的设定值,中央电子控制器立即释放一个电脉冲火花,使气体发生器中的雷管急速爆炸。

c.20~60ms:雷管的爆炸击穿装气体发生器的燃料盒,将固定燃料点燃并产生高温、高压气体(氮气),快速地经过滤器过滤冷却后冲入安全气囊。气囊在20~60ms内张开达到..容积,在乘员与车内装备之间形成一个气垫。在同一瞬间,乘员因惯性力的作用,可能向前冲出150~200mm,头部、脸部和胸部正好与迎面而来的气囊相接触。但高压气囊膨胀的能量,会把乘员“回弹”到座椅上,使得乘员身体受到一定损伤。

d.60~100ms:与此同时,装在气囊后面的排气孔打开,气囊泄气并收缩。由气体的阻尼作用,吸收了碰撞的能量,缓解了气囊对乘员头部和脸部的压力,使乘员陷入较柔软的气囊中。由于安全气囊将乘员与车内装备隔开,而使得乘员得到保护。.后气体全部从排气孔排出,气囊瘪下。

汽车碰撞事故发生时,安全气囊引爆管引爆点燃气体发生器的具体点火时间,是决定SRS系统性能优劣的十分重要的指标。如果碰撞事故发生时,引爆管引爆点火过早,则在乘员的头部和胸部向前冲的同时,气囊也迅速膨胀,则有可能导致乘员头部和胸部受到高速爆出的气囊的冲击,造成乘员伤亡或巨大的伤害。如果引爆管引爆点火过晚,则在乘员头部和胸部已经冲撞到转向盘或汽车其他汽车零部件上时,气囊尚未膨胀而起不到保护作用。引爆管引爆的..点火时间是当气囊充满气体膨胀时,乘员头部和胸部正好与膨胀的气袋接触。

从引燃气体发生剂安全气囊开始膨胀鼓起,到受到驾驶员或乘员反冲压迫迅速泄气变瘪的时间很短,仅有约0.1s。安全气囊从充满气体膨胀到泄气只有如此短暂的时间,因此必须具备极迅速地完成冲气和放气动作的功能,才能有效保护驾驶员和乘员的安全。

一般来说,车辆的轻微碰撞不会使气囊打开。只有在车辆正面一定角度范围内碰撞才能使气囊打开。安全气囊打开需要合适的速度和碰撞角度。从理论上讲,只有车辆的正前方左右大约60°之间位置撞击在固定的物体上,速度高于30KM/h,这时安全气囊才可能打开。这里所说的速度不是我们通常意义上所理解的车速,而是在试验室中车辆相对刚性固定障碍物碰撞的速度,实际碰撞中汽车的速度高于试验速度气囊才能打开。后碰,侧碰,翻转都不会引发气囊打开。

安全气囊可将撞击力均匀地分布在头部和胸部,防止脆弱的乘客肉体与车身产生直接碰撞,大大减少受伤的可能性。此外,气囊爆发时的音量大约只有130分贝,在人体可忍受的范围;气囊中78%的气体是氮气,十分安定且不含毒性,对人体无害;爆出时带出的粉末是维持气囊在折叠状态下不粘在一起的润滑粉末,对人体亦无害。

安全气囊同样也有它不安全的一面。据计算,若汽车以60km的时速行驶,突然的撞击会令车辆在0.2秒之内停下,而气囊则会以大约300km/h的速度弹出,而由此所产生的撞击力约有180公斤,这对于头部、颈部等人体较脆弱的部位就很难承。因此,如果安全气囊弹出的角度、力度稍有差错,就有可能酿出一场“悲剧”。

需要强调的是:安全气囊只是起到辅助作用。在不系安全带的情况下安全气囊不但不能对乘员起到防护作用,还会对乘员有严重的杀伤力。安全气囊的爆发力是惊人的,足以击断驾驶者的颈椎。因此,系好安全带是安全气囊发挥保护作用的一个重要条件。