日照职业技术学院
毕业设计（论文）
题 目： 汽车安全气囊的发展与应用
院 部： 现代汽车学院 专 业： 汽车电子技术 学 号： 学生姓名： 指导教师：
二O一二 年 五 月 十 日
摘 要
随着高速公路的发展和汽车性能的提高，汽车的行驶速度越来越快，特别是由于汽车拥有量的迅速增加，交通越来越拥挤，使得事故更为频繁，所以汽车的安全性就变得尤为重要。以此汽车的安全也就随之产生，随后很快的出现了一系列的汽车安全系统。汽车的安全性分为主动安全和被动安全两种，主动安全是指汽车防止发生事故的能力，被动安全是指在万一发生事故的情况下，汽车保护乘员的能力。当汽车发生事故时，对乘员的伤害是在瞬间发生的。例如，以车速50公里/时进行正面撞车时，其发生时间只有十分之一秒左右。为了在这样短暂的时间中防止对乘员的伤害，必须设置安全装备，目前主要有安全带、防撞式车身和安全气囊防护系统等。 由于很多事故是难以避免的，因此被动安全性也非常重要，安全气囊作为被动安全性的研究成果，由于使用方便，效果显著，造价不高，得到了迅速的发展和普及。现在，世界上许多汽车制造厂及专业生产厂都在设计和生产安全气囊。今天的气囊已经发展到可以在任意方向的碰撞中（包括侧向碰撞）起保护乘员头部、躯干和膝部的作用。此外还会向智能化、小型化、多样化、无污染的方向发展的趋势。
关键词：安全气囊 技术 应用 发展
目 录
第一章 汽车安全气囊概述 ............................................. - 1 -
1.1. 汽车安全气囊基础概述 ......................................... - 2 - 1.2. 安全气囊的设计思想 ........................................... - 2 - 1.3. 汽车安全气囊发展史 ........................................... - 2 -
1.3.1. 国外汽车安全气囊的发展 ................................. - 2 - 1.3.2. 国内汽车安全气囊的发展 ................................. - 3 - 1.4. 汽车安全气囊的工作原理及结构 ................................. - 4 -
1.4.1. 汽车安全气囊的组成及作用 ............................... - 4 - 1.4.2. 汽车安全气囊的工作原理 ................................. - 5 -
第二章 安全气囊控制系统的组成及工作原理 ............................. - 6 -
2.1控制系统的组成 ................................................ - 6 - 2.2 控制系统的控制原理 ........................................... - 10 - 2.3安全气囊的工作原理 ........................................... - 10 - 2.4安全气囊系统的分类 ........................................... - 12 - 第三章 安全气囊的正确使用 .......................................... - 14 - 第四章 安全气囊的检修，储存和运输 .................................. - 15 -
4.1检修 ......................................................... - 15 - 4.2储存和运输 ................................................... - 15 - 第五章 安全气囊的缺点 .............................................. - 16 - 第六章 安全气囊的改进和引用 ........................................ - 16 -
6.1磁电式传感器的采用分析 ....................................... - 16 - 6.2智能化控制系统的采用 ......................................... - 17 - 6.3乘员探测系统的选择 ........................................... - 18 - 6.4气体发生器的多元化发展 ....................................... - 18 - 6.5可分级充气或释放压力装置的采用 ............................... - 18 - 第七章 汽车安全气囊的发展趋势 ...................................... - 19 -
7.1安全气囊的智能化 ............................................. - 19 - 7.2安全气囊的绿色环保化 ......................................... - 20 - 7.3安全气囊的虚拟技术化 ......................................... - 20 - 7.4安全气囊的小型、轻型化 ....................................... - 21 - 7.5安全气囊的保护全方位化 ....................................... - 21 - 7.6正在研制的此型保护气囊还有以下5种： ......................... - 21 - 总 结 .............................................................. - 22 - 致 谢 .............................................................. - 23 - 参 考 文 献 ......................................................... - 24 -
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第一章 汽车安全气囊概述
发生交通事故时，汽车不可避免的要发生碰撞。汽车发生碰撞全过程分为两个阶段：没有人参与的汽车与汽车或汽车与障碍物之间的碰撞作为碰撞的第一阶段。碰撞第一阶段必然导致汽车产生减速度，车内人员由于惯性就会以一定的加速度向撞击发生的方向运动，如果这个加速度足够大，将造成人员与车内构件相碰，把这个碰撞叫碰撞的第二阶段，即伤人阶段。安全气囊的作用即在碰撞的第一阶段和第二阶段之间，迅速在车内人员与汽车构件之间产生一个充满气体的气垫，在碰撞过程中通过气囊的阻尼排气等过程吸收乘员的动能，使碰撞的第二阶段得以减缓，以减轻碰撞对人员的伤害程度。安全气囊属于汽车乘员“被动安全性保护装置”。其中安全带在被动保护过程中起主要作用，而安全气囊属于辅助约束系统（Supplemental Restraint System），即SRS。
气囊做为车身被动安全性的辅助配置，日渐受到人们的重视。当汽车碰撞后，乘员与车内构件尚未发生“二次碰撞前”迅速在两者之间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。
安全气囊分布在车内前方（正副驾驶位），侧方（车内前排和后排）和车外三个方向。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”。英文名称中强调了安全气囊是辅助性的设备，应该与安全带配合工作才能起到最佳的保护作用。可惜的是中文名称中忽略了这一点，容易给用户带来误解，以为仅靠安全气囊就能获得良好的保护效果。其实，若不配合安全带使用的话，在某些情况下，安全气囊展开时会对乘员造成不必要的伤害。在正驾驶位的气囊装在方向盘的中间位置，副驾驶位的安全气囊安装在正前方的平台内部，在意外发生的瞬间可以有效的保护驾驶员和副驾驶位乘员的头部和胸部，因为正面发生的猛烈碰撞会导致车辆前方大幅度的变形，而车内乘员会随着这股猛烈的惯性向前俯冲，造成跟车内构件的相互撞击，另外车内正驾驶位置的安全气囊可以有效的防止在发生碰撞时方向盘顶到驾驶者的胸部，避免致命的伤害。
侧面气囊系统是保护汽车遭侧面碰撞以及车辆翻滚时乘员的安全一般安装于车门上，在车辆遭到侧面碰撞会导致车门严重变形，以至于无法开启车门，车内乘员被困于车内，侧面安全气囊可以有效的保护车内驾乘人员来自侧面撞击导致的腰部，腹部，胸
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部外侧，以及胳膊的伤害，保证身体上肢的活动能力和逃生能力。
随着整车被动安全重要性的深入人心，在一些高档豪华车中车现了高达30几个气囊从颈部、膝部、甚至是在车顶的两侧会配有两条管状气囊，在意外情况发生时能够有效的缓解来自车顶上方的下压力，配合侧面气帘能够有效的保护乘客的头部和颈部。膝盖部分的气囊位于前排驾驶座椅内，一旦打开能够有效保护后排乘客的腰下肢体部位，从而也能缓解来自正面碰撞的前冲力。
1.1. 汽车安全气囊基础概述
车辆的被动安全性是指车辆在发生事故的过程和之后，如何保证乘员不受伤害或最大限度减少伤害程度的能力。被动安全性包括车辆的耐撞性能、抗翻滚性能，乘员的约束系统、系能结构，不同车辆碰撞相容性问题和碰撞后的紧急撤离等。车辆主动安全性的提高，有助于减少事故的发生，但无法避免。当事故发生时，如何最大限度地降低事故带来的损失，减少乘员损伤，往往更加重要。因此，人们常考虑从汽车的被动安全部件，如车身结构、安全带、安全气囊、吸能式转向柱、座椅、头枕及内饰件等方面考虑，来减轻对乘员伤害的程度。
1.2. 安全气囊的设计思想
在汽车发生碰撞后，乘员与车内构件碰撞前，迅速在二者之间打开一个充满气体的气垫，使乘员扑到气垫上，达到减轻乘员伤害程度的目的。
1.3. 汽车安全气囊发展史 1.3.1. 国外汽车安全气囊的发展
安全气囊的使用已有近30年的历史，它对减少撞车伤亡有不可替代的作用。美国“高速公路安全保险机构”的报告指出，装有安全气囊的汽车在撞车时，死亡人数减少了23％。新泽西某一医院整形外科在4年时间里对2300起事故作了研究后认为，配有安全带和安全气囊的驾驶员在车祸中面部受伤减少了75％，而这主要是安全气囊的功劳。可见，安全气囊能够在交通事故中起到很大的保护作用。
1953年8月，John ·W·He·Trick首次提出了“汽车用安全气囊防护装置”，并获得了题为“汽车缓冲安全装置（Safety Cushion Assembly For Automotive Vehicles）”
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