汽车安全气囊的技术应用研究设计

摘要

摘要

安全气囊分布在车内前方（正副驾驶位），侧方（车内前排和后排）和车顶三个方向。在装有安全气囊系统的容器外部都印有Supplemental Inflatable Restraint System，(简称SRS)的字样，直译成中文，应为“辅助可充气约束系统”。是在减轻汽车碰撞后，乘员因惯性发生二次碰撞时的伤害程度。当汽车与障碍物碰撞后，称为一次碰撞，乘员与车内构件发生碰撞，称为二次碰撞，气囊在一次碰撞后、二次碰撞前迅速打开一个充满气体的气垫，使乘员因惯性而移动时“扑在气垫上”从而缓和乘员受到的冲击并吸收碰撞能量，减轻乘员的伤害程度。

安全气囊是现代轿车上引人注目的新技术装置。汽车安全气囊系统的包括传感器总成、充气、折叠气囊、点火器、固态氮、警告灯等。当汽车受到前方一定角度内的高速碰撞时，装在车前端的碰撞传感器和装在汽车中部的安全传感器，就可以检测到车突然减速，并将这一信号在0.01秒之内速度传递给安全气囊系统的控制电脑。而在汽车上装配安全气囊就是一种有效的解决方法。

关键词：安全气囊；被动安全；伤害程度；传感器；安全。

Abstract

Distribution of airbags in the car in front of (positive co-pilot), side (the car front and rear) and roof three directions. The words printed on the outside of the container equipped with airbag systems Supplemental Inflatable Restraint System, SRS), directly translated into Chinese for auxiliary inflatable restraint systems. Reduce automobile collision, the occupant when the second collision occurred due to inertia varying degrees of damage When car collides with an obstacle, it is called a collision, collision crew and car components, called the secondary impact, the airbag in a collision, before the second collision quickly open a gas-filled cushion, so the crew due to inertia moves "flutter in the air cushion" thereby alleviating the crew have been hit and absorb the impact energy, reducing the degree of occupant injury.

The airbag is a compelling new technology devices in modern cars. Automotive airbag systems, including sensor assembly, inflatable, folding airbags, ignition, solid nitrogen, warning lights, etc.. When the vehicle subject to a certain angle of the front speed collision, the crash sensor is mounted in the vehicle front-end and to be mounted in a car central safety sensor can detect the vehicle suddenly decelerates, and this signal is within the speed of 0.01 seconds passed to Airbag system control computer. The airbag is an effective solution in automotive assembly.

Keywords: airbag,passive safety,degree of injury,sensor,safety.

目录

目录

摘要 (1)

Abstract (2)

第一章绪论 (4)

1.1课题的背景及目的 (4)

1.2国内（外）相关领域的技术应用状况 (4)

1.3存在的不足或有待改进的问题 (4)

1.4论文各章节的构成及其研究内容 (5)

第二章安全气囊的发展 (6)

2.1国外安全气囊的发展 (6)

2.2国内安全气囊的发展 (6)

2.3本章总结 (8)

第三章安全气囊的结构及工作原理 (9)

3.1安全气囊系统的组成 (9)

3.1.1传感器 (9)

3.1.2安全气囊组件 (9)

3.1.3安全气囊指示灯 (9)

3.1.4 SRS ECU (9)

3.2安全气囊的工作过程 (9)

3.3本章总结 (10)

第四章安全气囊的应用 (12)

4.1安全气囊的应用 (12)

4.1.1安全气囊的正确使用 (12)

4.2安全气囊的检修，储存和运输 (13)

4.2.1检修 (13)

4.2.2储存和运输 (13)

4.2.3安全气囊的缺陷 (14)

第五章保护对象和方位 (15)

5.1驾驶员用安全气囊 (15)

5.2防侧撞安全气囊 (15)

5.3前排座乘员用安全气囊 (16)

5.4后排座乘员用安全气囊 (17)

5.5下肢用安全气囊发展 (17)

结论 (19)

致谢 (20)

参考文献 (21)

第一章绪论

1.1课题的背景及目的

汽车安全气囊是20世纪汽车上的十大发明之一，顾名思义，安全气囊则是为了保护开车与坐车者的安全，但也曾因成本高、安全性能上不稳定而倍受争议。安全气囊的作用到底有多大？安全气囊是否是必要的？安全气囊是绝对安全的吗？对大多数汽车来说，安全气囊属被动安全装置，其是否作用不取决于驾驶乘坐者。（不同于安全带，乘坐者系上才有作用）。从实践上讲，安全气囊正是保护了那些没有系安全带的人或安全带不能保护的区域。

近年来，由于技术的更新，大多数汽车都采用了强度较小的气胀器，增加气囊尾段的弹性，以及方向盘自动溃散等技术，来降低气囊的危险性。这时驾驶者的安全性大大驾驶了，气囊开关的作用也变成了纯成本上的考虑。（如帕利奥的乘坐气囊开关是在副驾驶位无人的情况下使用，以减少碰撞时的经济损失）但与气囊保持一定距离还是必要的。

1.2国内（外）相关领域的技术应用状况

安全气囊从1952年就取得了专利，但在应用推广中经历了几上几下的波折，足足走过了30多年的漫长路途。直至1984年，汽车碰撞安全标准(FMVSS208)在美国经多次被废除后又重新被认可并开始实施，其中规定从1995年9月1日以后制造的轿车前排座前均应装备安全气囊，同时还要求1998年以后的新轿车都装备驾驶者和乘客用的安全气囊，自此才确认了安全气囊的作用。如今，这个在当年颇具创意性的发明已转为千百万个产品，种类也发展为正面气囊、侧面气囊、安全气帘等等。各国生产的中高级轿车，大多数都装有安全气囊，有些轿车已将安全气囊列入必装件。在国内，随着CMVDR294碰撞安全法规的开始实施，国内消费者对汽车被动安全性能的要求也越来越高，但目前除了极少数高级车装备了侧面气囊之外，大部分车型还只是安装了正面气囊。

1.3存在的不足或有待改进的问题

由于气囊爆发是由一个气体发生器控制的，发生器内装有Sodium Azide ，其发生氧化反应，生成大量气体，产生爆发（见图1-2），而这是在很短时间内发

第一章绪论

生的，因此这种爆发冲击力在保护驾乘者的同时，也可能因各种原因产生一定的危险。

图1-2

气囊的爆发已由过去的传感器控制触发，发展到今天计算机收集传感器信息，经过一定算法后再决定是否启动气囊，不同品牌和类型的车这一算法是不同的。这就是为什么同一类碰撞，不同的汽车气囊爆发情况不同的原因。

1.4论文各章节的构成及其研究内容

万事都是一把双刃剑，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”。本文主要介绍安全气囊发展、原理、分类、应用、改进等。

第二章安全气囊的发展

2.1国外安全气囊的发展

安全气囊的雏形是美国人Jhon.W.Hetrick发明的安全气垫。1952年Hetrick 发明了他自己之称为“汽车安全气垫”的装置，用来减轻急刹车或正面碰撞带来的严重伤害。这是一种纯机械装置。用于使气囊膨胀的压缩空气贮存在一个压力容器中，连接着弹簧的质量块用来感应汽车的减速度。当质量块产生位移时，能打开一个阀使压力空气从压力容器中冲出来，以使气囊膨胀。气囊可装在方向盘中、手套箱门上、仪表板上部以及前排座椅的靠背。

早期的空气囊主要用于与其它安全装置一起防止飞机着陆时与地面的碰撞。1960年，安全气囊技术开始在原有的基础上研制并转为民用。

60年代末,美国高速公路交通安全委员会（NHTSA）开始建议制定一个可选择的安全气囊法则,鼓励汽车厂商去发展安全气囊。

70年代,美国通用、福特,德国奔驰，日本丰田等汽车公司以及美国MORTON 公司、TRW公司、德国TEMIC公司、ICT研究院、日本DAICEL公司、瑞典AUTOLIV公司等均开始投入大量资金和人力研究与发展安全气囊,其中1971年5月德国的一个研究小组成功地将火箭推进技术应用于汽车安全气囊。这些综合力量使安全气囊的研究与发展进入了一个全新的发展阶段。

1984年,美国高速公路交通安全委员会（NHTSA）在著名的“联邦汽车安全标准”中的208条款《乘员碰撞保护》（Federal MotorVehicl Safety Standard208,简称FMVSS208）中增加了安装气囊的要求,这为安全气囊的发展和使用提供了一个明确的法则及指导方向。FMVSS208条款是汽车安全气囊发展史上的一个重要的里程碑。此后,欧洲也颁布了ECER94法规,紧接着日本丰田、本田,美国福特、克莱斯勒,德国宝马,瑞典富豪等汽车公司纷纷开始销售配有安全气囊的汽车。

20世纪90年代后期,美国、欧共体、日本已正式立法在汽车上配置安全气囊,双气囊已成为绝大多数主流轿车的标准件。

2.2国内安全气囊的发展

我国对汽车安全气囊的研究起步较晚。上个世纪80年代末我国的一些汽车

第三章安全气囊的结构及工作原理

碰撞安全和军工专家才开始关注汽车安全气囊的研究和发展。

随着世界汽车进军我国，我国的汽车工业迎来了前所未有的发展契机。1992年，我过自行研制的FS-01安全气囊通过撞车试验。我国的政策法规也对我国汽车工业的发展提供了良好的发展空间。

在十多年的研究与发展过程中,国内许多大学与事业公司的研究与产品已初具基础,其中部分研究与技术已接近国际水平。清华大学的黄世霖等人在汽车碰撞实验研究中,系统地研究了多种国产汽车中安全气囊的匹配技术对汽车安全气囊的点火控制模拟、汽车碰撞的过程模拟和实验验证以及有关软件在汽车安全气囊系统设计中的应用等方面作了大量工作,对国内的汽车安全气囊研究具有重要的指导作用。

坐落在锦州经济技术开发区的锦恒公司是国内唯一一家具有自主知识产权的汽车安全气囊生产企业，其生产能力和所占市场份额在国内最大。锦恒公司建有国内一流的研发中心，实验室通过了国家CNAL认证，具有正面碰撞、角度碰撞、柱撞、侧面撞等实车碰撞试验能力和台车试验能力。公司的主要碰撞、检测设备和组装生产线均由国外引进，技术装备水平国内领先。他们通过引进美国公司的安全气囊生产技术，开发出填补国内空白的机械式安全气囊产品；与一汽汽研所共同承担了国家“九五”汽车电子产品攻关计划，开发出具有独立知识产权的电子式安全气囊产品。目前，该公司共为国内20多个汽车生产厂家的30多个车型研发、配套安全气囊，已形成单班年产20万套安全气囊总成、120万只气囊、15万只饰盖的生产能力，是国内同行业中首家实现为整车配套的企业。今年，他们还与国际著名的安全气囊供应商签订加工安全气囊零部件的协议，产品将走向欧洲、北美等国家。

2000年以来，我国安全气囊市场需求平均每年都有超过200%的速度在增长，到2004年我国安全气囊市场总配套量接近400万套。目前，国内生产安全气囊企业有近20家，2004年产量超过200万套，安全气囊的国产化率超过50%。国内安全企业的生产和配套市场基本上分外资企业和国产企业两大阵营。外资企业主要以Autoliv、Plast、Takawa、Mobis等为代表，国内80%以上的安全气囊由他们生产，外资企业占据着我国安全气囊的中高端配套市场。国产企业主要是以锦州锦恒、东方久乐、上海比亚迪等为代表，他们国内安全气囊的产量只占15%左右，主要在一些国产化的经济型乘用车有所配套。我国安全气囊在经历安全气

囊的进口高峰后，进口安全气囊的高速增长是势头已经跌落，2005年上半年已经出现进口负增长。目前，进口安全气囊在国内配套市场所占比重不到一半。2004年底开始，跨国安全气囊企业相继在中国投资气囊组件的生产，加强了安全气囊上游零部件本地化供应配套的能力。到2007年，我国80%以上的安全气囊组件将实现本地化生产。目前，我国安全气囊零部件ECU、气体发生器、气袋、布料的国内采购率只有5%左右，气囊组件配套还有很大的发展空间。

2.3本章总结

随着电子信息发展，形形色色的智能技术在汽车上得到推广应用，智能化安全气囊就是其中之一，它是在普通安全气囊的基础上增设传感器和与之间相配套的计算机软件而制成，中联传感器可以感知是大人小孩，红外线传感器根据热量探测制导是人还是物，超声波传感器可知存在和位置，因而进行最准确的电脑测判。国内外汽车安全气囊以在迅速发展过程中。

第三章安全气囊的结构及工作原理

第三章安全气囊的结构及工作原理

3.1安全气囊系统的组成

尽管各款汽车的安全气囊在控制不见的结构，数量和安装位置不同，但其基本组成大致相同，主要有传感器，安全气囊组件，安全气囊系统指示灯和SRS ECU四部分组成。安全气囊系统的基本结构如图3-1。

图3-1

3.1.1传感器

用于检测汽车发生事故后的碰撞信号，并将信号输送给SRS ECU,并用以判断是否发生碰撞。传感器一般安装在车身的前部和中部。分为前碰撞传感器，中央碰撞传感器和防护传感器。

3.1.2安全气囊组件

主要由气囊，气体发生器，点火器，地板和装饰盒等组成。

3.1.3安全气囊指示灯

用于指示安全区囊的工作状态。当系统发生异常时，指示灯自动发亮报警。

3.1.4 SRS ECU

由备用电源电路，故障记忆电路，故障诊断与检测电路和点或引爆电路组成。

3.2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3-2所示。

从汽车开始碰撞计时：

1）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。

2）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。

3）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内张开达到最大容积，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。

4）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。最后气体全部从排气孔排出，气囊瘪下。

图3-2

3.3本章总结

综上所述，我们可以清楚看到安全气囊在整个汽车的安全系统中的重要作

第三章安全气囊的结构及工作原理

用。安全气囊是一种集机械、电子、化学化工等多学科于一体的高新产品，技术含量高、结构复杂、装配精度高、安全要求高是它的特点。

最早发展安全气囊系统的国家是美国。目前，已在北美、欧洲、日本等发达国家和各地区流行，但只有在美国以立法的形式强制安装。

安全气囊的研究还在继续创新，未来安全气囊技术的发展趋势，将主要朝着智能化、绿色环保化、虚拟技术化、小型、轻型化和保护全方位化方向发展。

第四章安全气囊的应用

4.1安全气囊的应用

安全气囊属于烟火类（PTI）器材，无论是装配、储存、使用以及运输，都必须按照有关易燃、易爆危险品的“爆破器材法”的规定来处理。

4.1.1安全气囊的正确使用

安全气囊是一种一次性的安全防护装置，不允许在装车后进行任何试验。汽车若无碰撞事故正常行驶长达10年时，应更换新的安全气囊系统。使用时应注意：

1）安全气囊必须和安全带配合使用。安全气囊属于辅助防撞安全装置，只有和安全带配合使用，才能获得满意的效果，所以驾驶员和乘员在汽车运行时必须系好安全带。

2）注意日常检查。主要检查各碰撞传感器的固定是否牢固，搭铁线部位是否清洁、连接是否可靠，方向盘转动时是否有卡滞现象，以判断方向盘内的SRS 螺旋电缆是否完好。起动车辆时特别要注意观察SRS报警灯是否自动熄灭，如果接通点火开关6s后，它依然闪烁或长亮不熄，则表示SRS系统有故障。在运行过程中，如果指示灯闪烁5min后长亮，也表示SRS系统出现故障。

3）及时排除安全气囊的故障，否则会产生两种严重后果。一种是当汽车发生严重碰撞，需要安全气囊展开起保护作用时，它却不能工作。另一种是在汽车正常运行，安全气囊不应工作时，它却突然膨胀展开，给驾驶员和乘员造成不应有的意外伤害，甚至发生安全事故。

4）避免高温。安全气囊装置的部件应妥善保管，不要让它承受85℃以上的高温，以免造成安全气囊误打开。

5）避免意外磕碰和振动。安全气囊传感器等部件对碰撞和冲击很敏感，因此应尽量避免碰撞和冲击，以免造成安全气囊不必要的突然展开。

6）不要擅自改变安全气囊系统及其周边布置。不能擅自改动系统的线路和组件及更改保险杠和车辆前面部分结构。在方向盘和乘员侧气囊部位不可粘贴任何装饰品和胶条，以防影响气囊的爆开。

第四章安全气囊的应用

7）乘员尽量坐后排。儿童和身材矮小的乘员在乘坐有安全气囊的车辆时应尽量坐后排，因气囊对他们的保护效果并不理想。

8）严格按规范保管安全气囊系统元器件。安全气囊系统中有火药、传爆管等易燃易爆物品，必须严格按规范运输、保管，否则将会造成严重后果。

4.2安全气囊的检修，储存和运输

4.2.1检修

安全气囊应注意日常的检修。安全气囊的一般检查，应按故障代码显示的故障进行检修，可以由驾驶员或专业修理工严格按照维修手册操作规程进行。不允许非专业人员对安全气囊系统进行拆开和检修。

在检修时应将点火开关断开，切断电源，因为拆除蓄电池后，故障代码会消失。所以在拆除蓄电池之前，应读取和记住故障代码显示的故障特性。电源切断要等待10min以上，让电容储能器内的电能完全释放后，才允许开始检修，以防止备用电源的电流引爆安全气囊。在大多数情况下，一些主要的零部件如微处理器、碰撞传感器、中央传感器、安全传感器、气体发生器等，都是采取更换零部件的方法进行检修的，且必须尽可能地更换原生产厂家配套的零部件。对少数重复使用的零件，必须严格检查后才能使用。如安全气囊系统发生“误爆”，则应更换原生产厂家的整套安全气囊系统，确认无误后才能使用，还必须进行新的安全气囊系统严格检查，才能装车。

不允许用尖锐的工具来修理安全气囊，以免损坏零部件，不要刺穿气囊造成气囊泄气。不允许用任何一种能够让电流通过的仪表来跨接导线进行测量，以避免发生错误引爆。检测安全气囊系统时，要用高阻抗的电压、电阻表测量。

检修完毕后，在安装零部件时，应注意零部件的导向标志和导线插头的插接方向。安全气囊系统的导线颜色和接线端子的颜色，一般为黄色或金黄色，不允许采用其他颜色的导线代替，最后要检查报警灯是否正常工作等。

4.2.2储存和运输

装配好的安全气囊系统总成（包括转向器、转向器轴、安全气囊盒等）必须采用有隔热、防震的专门包装，缓冲垫要朝上，电器的插脚应分开，系统的各种

装置都不允许碰撞和摔跌，凡摔跌过的安全气囊以及包装破损的包装件，都不允许装车出厂。在装车时应由有经验的工人来装配，并经检验人员检验合格后，出具合格证明。如果因故暂停安装时，应有专人负责看管，或送到车间仓库储存，以确保安全。

要用专门的仓库存放，不允许暴露在露天，环境温度不得高于100℃，不允许与润滑油、清洁剂以及其他易燃物品共同存放，不允许受潮或损坏包装，并严格按照出厂日期顺序存放，存放日期不得超过3个月。

运输时应按照易燃、易爆危险品的运输规定来运输。

4.2.3安全气囊的缺陷

任何事物都具有两面性，安全气囊也不例外。安全气囊作为提高汽车安全性的有效措施之一越来越受到人们的重视。世界各国都投人大量的人力物力致力予安全气囊的开发，使得安全气囊系统得到大力发展。在一些实际的碰撞事故中证明安全气囊确实具有降低乘员伤亡的功效，但也发现了其存在的一些间题和缺陷。安全气囊在使用中存在的缺陷有：

气囊可能在很低的车速时打开。汽车在很低车速行驶而发生碰撞事故时，乘员和驾驶员系上安全带即可，完全不需要安全气囊展开起保护作用。如果这时展开气囊反而会造成不必要的浪费，甚至还可能因安全气囊的展开加重碰撞伤害。

气囊的启动会对乘员造成伤害。安全气囊系统启动时将冲开气囊盖板，并且在瞬间展开充气，很可能对乘员造成冲击；产生的灼热气体也会灼伤乘员和驾驶员。

当乘客偏离座位或座位上无人或儿童乘坐时，气囊系统的启动不仅起不到应有的保护作用，还可能会对乘员造成一定的伤害。

第五章保护对象和方位

第五章保护对象和方位

5.1驾驶员用安全气囊

驾驶员用安全气囊，这是汽车上最早采用和采用得最广泛的一种安全气囊，属于汽车在正面碰撞时对驾驶员的防护气囊。驾驶员用安全气囊装置在转向盘的中部，为了减轻在装置安全气囊后转向盘总成的质量，并要求保证转向盘的刚度以减少转向盘的振动，转向盘的转轴采用金属压铸件来制造。

驾驶员用安全气囊系统的气囊、雷管、气体发生器等，全部装在转向盘中央的安全气囊盒中，气囊衬垫采用网状尼龙织物制成，当安全气囊膨胀并冲出时，气囊衬垫必须迅速裂开，而且不能对乘员造成伤害。

安全气囊按照一定的方式卷折放在气囊盒中，膨胀时沿挡风玻璃方向展开后再迅速胀大。在安全气囊后面的中部装置雷管和气体发生器等，一旦发生碰撞事故时，安全气囊就在驾驶员与转向盘之间形成缓冲气垫。

5.2防侧撞安全气囊

各种碰撞事故统计资料表明，汽车发生的正面碰撞事故约占41％，尾追碰撞事故约占12％，而各种各样的侧面碰撞事故约占47％。但从事故的伤亡比例来看，汽车的侧面碰撞事故的伤亡率，则远远高于汽车正面碰撞和尾追碰撞事故的伤亡率。

分析结果说明，汽车的前部为发动机舱，后部为行李舱，在发生正面碰撞或尾追碰撞时，发动机舱或行李舱结构的变形和结构的损坏，能够吸收大量的碰撞能量。并且安全带和安全气囊能够有效地发挥作用，这就使得乘员的伤亡率大大地降低。

但是，汽车车身侧面的结构件，无论是在强度或是刚度上，远远比不上汽车车身纵向结构件的强度和刚度。车门的两侧没有足够的空间布置“缓冲”结构件，来吸收碰撞时的能量。安全带对于侧面碰撞的防护能力也低得多。当车门、门柱等受到碰撞时，就有可能对乘员造成直接伤害，使得乘员的伤亡率大大提高。

根据使用要求不同，防侧撞安全气囊可以装在车门上横梁中、车门内板中或座椅侧面。车门上横梁中防侧撞安全气囊用来保护乘员的头部。装在车门内板中

防侧撞安全气囊和装在座椅侧面防侧撞安全气囊用来保护乘员的胸部、心脏、肺脏等重要器官。

5.3前排座乘员用安全气囊

前排座是汽车主要的乘员坐席，前排座的乘员可以是身材高大的男人，也可以是婴儿，乘员的乘坐姿势也是各种各样的，并且是否佩带安全带有着重要影响。在发生碰撞事故时，前排座的乘员必然会与仪表板、前风窗玻璃、窗框及门框等发生碰撞，因此，要求前排座乘员用安全气囊能够在较大的范围内，对前排座的乘员提供安全保护。

前排座乘员用安全气囊系统的气囊、雷管、气体发生器等，全部藏在仪表板中的安全气囊盒中，根据汽车仪表板的结构不同，其布置方法也有所不同。气囊衬垫采用嵌入薄铅板聚氨脂塑料制成，当安全气囊膨胀并冲出时，不会对前排座乘员造成伤害。

前排座乘员用安全气囊的体积很大，安全气囊要按照一定的方式卷折放在气囊盒中的上支架中。在气囊盒的下支架上装置雷管和气体发生器等，在发生碰撞时，最初气囊盒引导安全气囊沿前风窗玻璃方向向上展开，然后沿安全气囊的折印，有序地迅速向前排座乘员方向扩大，适时地在前排座乘员和仪表板之间形成缓冲气垫。

前排座安全气囊的体积可达170L，但从引爆到安全充气仅40~80ms的一瞬间，固体燃料燃烧的高温、高压气体迅速充满气囊，在膨胀时有很大的冲击力，有可能对前排座乘员造成伤害。

通常在设计计算时，要对燃料燃烧的速度和气囊充气时的压力进行计算，使得在气囊充气的初期，能够控制燃料燃烧的速度，安全气囊膨胀的速度不会过快。

当安全气囊开始与乘员接触的瞬间，燃料燃烧能够急速进行，输出大量气体，保证安全气囊有足够的压力，将乘员与仪表板等隔开。

另外如何在前排座没有乘员的情况下，汽车发生碰撞时，前排座乘员用安全气囊不会引爆，或者不会发生“误爆”等事故，还需进一步解决和完善。

有时在前排座椅上，固定安装儿童专用座椅。当儿童朝前坐时，前排座乘员用安全气囊应当正常引爆，但必须控制其爆炸力，避免伤害儿童。如果儿童朝后坐，则座椅可以给儿童提供可靠的安全保护（达90％以上），这是受宇航员反向

第五章保护对象和方位

乘坐座椅时，能够承受巨大惯性力的启发，来开发和设计的儿童座椅。因此，在汽车发生碰撞时，不必引爆前排座乘员用安全气囊，整个操作都是由智能安全气囊系统来控制。展开后的前排座乘员用安全气囊。

5.4后排座乘员用安全气囊

通常后排座不设置安全保护装置，但近年来对后排座乘员的安全防护逐渐受到重视，已较普遍地在后排座上装置了安全带，并开发和装置了后排座乘员用安全气囊（包括后排座乘员用防侧撞安全气囊）。

一般后排座到前排座之间有较宽敞的空间，乘员有较大的乘坐空间和搁脚的位置，因此，后排座乘员用安全气囊的容积，要比前排座乘员用安全气囊的容积大50％以上，一般可达到100L，后排座乘员用安全气囊系统的结构与其它安全气囊系统基本相同，大多数安装在前排座椅靠背中，引爆后在后排座乘员与前排座座椅之间形成防护气垫。

后排座安全气囊系统中，需要装置2个碰撞传感器，来探测汽车在发生前、后碰撞时的加速度。经过中央电子控制器计算和判定后，才能引爆后排座的安全气囊。

后排座乘员用安全气囊的体积很大，引爆时会引起车内气压急剧的变化，产生强烈的振动和噪声，巨大的噪声使乘员难以忍受，严重的还会损伤乘员的耳膜。要求采取有效措施来防止。通常将车内各个安全气囊的引爆时间错开，避免振动和噪声的叠加。

5.5下肢用安全气囊发展

美国莫通国际公司（Moton International）开发了保护驾驶员下肢用安全气囊，它由一个13L的安全气囊气体发生器组成，是一种新开发的安全气囊。在汽车发生碰撞时，能够有效地防止驾驶员的下肢、小腿和膝部与各种踏板、操纵杠杆等发生碰撞，对驾驶员的下肢、小腿和膝部进行保护。当下肢用安全气囊打开时，可以使乘员脚前部向上翘起一定的角度，能够减少脚跟部的损伤。并防止驾驶员的躯体向前冲，使驾驶员身体保持在合适的位置上，同时吸收部分碰撞时的惯性力，使得驾驶员股骨所受的作用力减少近33％，约降低到可承受的5kN左右，并且能够减轻驾驶员与驾驶员用安全气囊的冲撞作用力。

下肢用安全气囊装置在仪表板下部的前围板上，其结构与其他安全气囊系统的结构基本相似。

结论

结论

然而在这发展和使用中测控技术是必不可少的。测控技术主要从事信息获取、信息利用的理论和技术研究，与信息处理、信息传输技术共同构筑“信息科学与技术”大厦的基石。它主要涵盖传感器技术、机械设计与制造、先进控制技术与智能技术。测控专业是现代工业的倍增器，现代仪器仪表的发展水平是国家科技水平和综合国力的重要体现，它在很多领域均有涉猎。测控技术的特点可以概括为：智能化、数字化、网络化、分布式化。随现代科学技术的飞速发展和不断融入，使这项技术朝着智能化、集成化、微型化、虚拟化、网络化和远程化发展。

要学好这一项专业，在大学学习要树立正确的学习观，充分利用现有的学习条件，掌握、运用自己所学的知识，提高自己的能力。学好基础理论课和专业课。

致谢

三年的学习生涯马上就要画上句号了，毕业前所有努力与付出都凝聚在这篇论文里面。相信它虽然算不上上乘之作，但却是我用心血浇灌的答卷。而且更有论文指导老师李老师的耐心点拨和诚恳建议。

感谢李老师以及各位任课老师，他们丰厚的知识积累和敬业精神，给予了我很多的教益。同时也感谢我的同学们，正是和他们三年的朝夕相处，一起上课一起讨论问题，让我逐渐有了对问题的思考意识，从而更好地规划自己的学业。三年的求学时光给我留下了美好的回忆，它将成为我今后人生旅途中新的起点。