安全气囊系统研究面临的问题与挑战

发布时间：2016年9月19日   |   阅读次数： 106

安全气囊系统研究面临的问题与挑战
汽车安全气囊作为一种辅助的乘员约束系统，主要用来防止乘员在前碰事故中与车体内饰件的二次碰撞。其在汽车被动安全方面的作用是很明显的，已被汽车工业界广泛接受为一种有效的被动安全措施，且已在汽车上迅速推广。许多测试项目和实践表明，安全气囊的保护作用是十分显著的，它能够在汽车碰撞时大大减轻乘员受到的伤害，其单独使用可以减少15%的死亡率，而与安全带配合使用时则可以减少47%的死亡率。
值得一提的是，尽管安全气囊技术得到了迅速的发展，而且大量试验和时间证明它在汽车碰撞事故发生时确实能起到对乘员的保护作用，防止人员伤亡的作用十分明显，但不能忘记它只是辅助的约束系统，为得到更好的保护效果，必须正确佩带安全带。同时，安全气囊尽管能起到保护乘员的作用，但如果设计或使用不当，也会存在一些问题，并有可能对乘员造成伤害：
1)安全气囊配件可能在很低的车速时打开。车辆在很低车速行驶而发生碰撞事故时，只要驾驶员和乘员系上了安全带，是不需要气囊打开起保护作用的，这时气囊的打开造成了不必要的浪费。
2)气囊系统的启动会对人体造成伤害。安全气囊点爆时冲开气囊盖板，充气展开速度高达250km/h-300km/h，产生的灼热气体可能会灼伤驾驶员和乘员，气囊开始膨胀时产生的巨大的向前冲击力，对离气囊很近并处于琪膨胀方向的乘员造成胸部伤害；而当气囊在未完全展开时与乘员头部接触，气囊继续张开时的产生的巨大冲击能量会容易对乘员头部造成伤害。
3)传统的安全气囊系统是依据前排成年乘员的通常乘坐位置和姿态，根据安全气囊的理想点火时刻设计的。这样设计完成的系统，在情况多变的汽车碰撞事故中，就不能够很有效地起到保护作用。因为，在汽车发生碰撞时，不同的碰撞条件及乘客的位置和姿势的变化，都会导致乘客与气囊的接触时刻不是最佳，这就降低了安全气囊的保护效果。对安全气囊系统来说，气体发生器约在30ms内将气袋充满，巨大的冲击力将对离气囊组件很近并处于膨胀方向的乘员的头部和颈部造成严重伤害，按50%正常位置乘员设计的气囊系统，极有可能对离位乘员和小身材妇女和儿童造成伤害。也就是说气囊系统是一个有效的伤害防护装置，但是气囊的展开可能是新的伤害源。而且，对于大尺寸乘员来说，碰撞中常常会将气囊压到底(bottomingoutofairbag)后与转向盘碰撞，也就是说普通气囊难以对大尺寸乘员起到应有的防护作用。
4)在紧急制动或恶劣的路面上行驶时容易发生误引爆，造成人员伤害和无谓的经济损失。
近几年随着对乘员保护措施的加强，为了更有效地发挥安全气囊系统对乘员的保护作用，针对传统乘员约束系统和安全气囊存在的各种问题进行改进，发展先进的约束系统新技术，开发和应用智能型汽车安全气囊系统已经是必然发展趋势，主要有以下一些方向：
1)智能化：这种安全气囊系统将安全带、安全气囊、乘员感知系统、碰撞预测系统等集成在一起，成为完善的乘员保护系统，能够在各种汽车碰撞情况的一瞬间根据乘客的体重、尺寸、离位状态、安全带使用情况、车速和受到的碰撞情况来自动调节点爆强度，对乘员起到最佳保护作用。
2)小型、轻型化：安全气囊总成将采用体积更小的新型气体发生器(有利于压缩气体的混合式气体发生器及采用有机气体的纯气体式气体发生器)。
3)多元化：驾驶员和前座乘员安全气囊己成为轿车生产中的标准设备，作为正碰撞事故中的安全措施。侧面碰撞气囊正在迅速发展，不同设计形式的侧碰撞气囊可分别安装在座椅靠背外侧、车门中部、车身中立柱、车身顶部与车门交界部位。另外，汽车上的气囊系统大量使用的单级气体发生器限制了气囊的智能触发，为了适合多级触发要求，多级气体发生器将得到不断发展。根据传感器测得的碰撞严重程度的高低，多级气体发生器将决定是引爆一级气囊，或是多级连续引爆，还是同时引爆。
4)实现全方位保护：安全气囊不再仅局限于研究保护头部，胸部、膝部、小腿处的保护装置也开始研究并应用；同时不再仅局限于保护驾驶员和前排乘员，而是对后排乘员以及车外行人也提供必要的保护。
5)环保型：采用新型气体发生技术，使之符合环境保护的最新要求。
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