汽车安全气囊的发明原理_汽车安全气囊的发明原理是什么
大家好，今天我要和大家探讨一下关于汽车安全气囊的发明原理的问题。为了让大家更容易理解，我将这个问题进行了归纳整理，现在就让我们一起来看看吧。
1.安全气囊工作原理?
2.汽车安全气囊的工作原理和工作过程是怎样的?
3.安全气囊的原理是什么
4.安全气囊的工作原理是什么？
5.汽车保命神器安全气囊的工作原理是什么？
安全气囊工作原理?
安全性能。1953年8月18日，J.W.HETRICK取得了第一个美国安全气囊的专利权，但是直至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。从此以后，安全带、安全气囊、安全的车身结构等在技术上取得了不断突破。随着CMVDR294碰撞安全法规在中国开始实施，国内消费者对汽车被动安全性能的要求也越来越高。
技术构成：汽车安全
技术的进步使人们更能体验到行车的乐趣。最初的安全带是由瑞典人发明的。安全气囊的出现要晚一些，它是由折叠好的气囊(安装在方向盘上)、充气器、点火器、氮气固态粒子和相应的线束连接而成的，其中，检测碰撞强度的加速度传感器集成在安全气囊控制器内。
工作过程：当碰撞发生时，控制器根据传感
器发出的加速度信号，识别和判断碰撞的强度，当碰撞强度达到设计条件时，引爆气囊的传感器迅速触动点火器引爆氮气固态粒子，形成迅速膨胀的气袋，以缓冲前排乘客所遭受的冲击力度，主要保护其头部不受伤害。当然不必紧张，传感器会自动计算所受到碰撞的强烈程度，不会因驾驶员操作不当、汽车遇到小的障碍或较轻的碰撞而导致气囊错误起爆。
打开原则：轻微的碰撞不会打开安全气囊。
一般说来，只有在车辆正面一定角度范围内才是打开安全气囊的有效碰撞范围，后碰、侧碰、翻转都不会引发安全气囊打开。如：桑塔纳2000升级版在车身正面左右各30度以内受到重创时才会打开安全气囊。
安全气囊打开的必要条件：
A、车速一般在50公里／小时以上，但关键因素是碰撞发生时的加速度(在国家鉴定试验中，碰撞瞬时的加速度约为-40g；
B、正面行驶；
C、碰撞物体：刚性墙壁或障碍物；
D、打开时间：在碰撞发生后的几十毫秒内。
E、碰撞物体的刚性：车辆以50公里时速撞向墙壁和撞向沙堆的效果截然不同，因此50公里／小时只是相对速度，只有当实际碰撞满足条件时，安全气囊才会自动打开。
需要强调的是，系好安全带是安全气囊发挥保护作用的一个重要条件。
汽车安全气囊的工作原理和工作过程是怎样的?
汽车的安全气囊内有叠氮化钠(NaN3)或硝酸铵(NH4NO3)等物质。当汽车在高速行驶中受到猛烈撞击时，这些物质会迅速发生分解反应，产生大量气体，充满气囊。
安全气囊作为一项 被动安全 装置，保护效果已经被人们普遍认识，有关安全气囊的第一个专利始于1958年。1970年就有厂家开始研制可以减轻碰撞事故中乘员伤害程度的安全气囊；20世纪80年代，汽车生产厂家开始逐渐装用安全气囊；进人90年代，安全气囊的装用量急剧上升；而进入新世纪以后，汽车上普遍都装有安全气囊。安全气囊面世以来，已经挽救了许多人的性命。研究表明，有气囊装置的轿车发生正面撞车，驾驶者的死亡率，大轿车降低了30%，中型轿车降低11%，小型轿车降低20%。
安全气囊的原理是什么
1 前言
随着汽车综合性能的提高，
汽车的安全装置越来越重要，汽车的安装置分为主动安全和被动安全两种，主动安全装置(如ABS、ASR等)是指汽车防止发生事故的能力，被动安全装置是指汽车一旦发生事故，汽车保护乘员的能力。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或减小对乘员的伤害，
目前汽车主要装有安全带、防撞式车身和安全气囊防护系统(SRS是英文Supplemental RestraintSystem的缩写)等。
2 汽车安全气囊发展
安全气囊是1953年由美国人约翰·赫缀克发明的。1973年日本本田汽车公司引进安全气囊技术进行实车应用。经过了30多年的漫长历程，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。
3 汽车安全气囊系统的基本组成及工作过程
3.1 汽车安全气囊系统的基本组成
驾驶员处的安全气囊是存放在方向盘衬垫内，当您看见方向盘上标有“SRS”或“Airbag”字样，就可知此车装有安全气囊。按其总体结构可分为机械式和电子式安全气囊系统两类。机械式安全气囊不需要电源，检测碰撞和引爆点火剂都是利用机械装置来完成。电子式安全气囊是机械式安全气囊与电子技术结合的产物。目前汽车采用的安全气囊系统普遍都是电子式安全气囊系统。电子式安全气囊系统主要由碰撞传感器、微处理器(SRSECU)、辅助防护系统指示灯(SRS指示灯)、气体发生器和气囊等主要部件组成，如下图为汽车安全气囊系统的组成示意图1。
碰撞传感器和微处理器用以判断撞车程度，传递及发送信号；气体发生器根据信号指示产生点火动作，点燃固态燃料并产生气体向气囊充气，使气囊迅速膨胀。气囊装在方向盘毂内紧靠缓冲垫处，其容量约50至90升不等，做气囊的布料具有很高的抗拉强度，多以尼龙材质制成，折叠起来的表面附有干粉，以防安全气囊粘着在一起爆发时被冲破；为了防止气体泄漏，气囊内层涂有密封橡胶；同时气囊设有安全阀，当充气过量或囊内压力超过一定值时会自动泄放部分气体，避免将乘客挤压受伤。气囊中所用的气体多为氮气。
3.2 汽车安全气囊的工作过程
汽车在行驶中发生一定强度碰撞后，传感器开关启动，控制线路即开始处于工作状态，并接着侦测回路来判断是否真有碰撞发生。如果讯号是同时来自两个传感器的话才会使安全气囊开始作用。
由于汽车的发电机及蓄电池通常都处于车头易受损的部位，因此，安全气囊的控制系统皆具有自备的电源以确保作用的发挥。在判定施放安全气囊的条件正确之后，控制回路便会将电流送至点火器，接着瞬时快速加热，将内含的氮化钠推进剂点燃。安全气囊组件工作过程如(图2)。
(1)将从碰撞传感器接收的电信号传给充气器的引爆剂。
(2)引爆剂像根“电火柴”通电后着火，然后再点燃充气器组件内的扩爆剂，扩爆剂又称为引爆管。
(3)扩爆剂点燃后，点燃主装药-主推进剂。传统的主推进剂由氮化钠加氧化剂组成，也有些使用压缩氮气或氩气，还有两种混合应用。
(4)推进剂燃烧生成氮气流。
(5)迅速膨胀的气体经过过滤进入折囊垫，形成安全气囊雏形。
(6)充气器使充入安全气囊的气体压力增高，并开始推压安全气囊饰罩。
(7)安全气囊饰罩上的压力不断上升，饰罩材料延伸变形和撕裂薄弱区的接缝。
(8)随着裂缝的出现，饰罩门开启，为充气安全气囊的喷出提供最佳通路。
(9)气体压力继续增长，安全气囊张开至织物绷紧。
(10)乘员接触和压迫安全气囊，实现安全保护；通过气体的粘性阻尼作用，乘员前移能量被吸收和耗散， 安全气囊中过压气体经过安全气囊通气孔排出而不致伤害乘员。
据计算， 正规的安全气囊必须在发生汽车碰撞后的0.01秒内微处理器开始工作，0.03秒内点火装置启动，0.05秒内高压气体进入气囊，0.08秒内气囊向外膨胀，0.11秒内气囊完全胀大，此刻之后，驾车者才会撞上气囊。
4 安全气囊系统的检修
如果安全气囊已经引爆，
必须更换而不能修复使用。检修安全气囊系统与检修汽车的其它系统不同，若操作错误，可能使安全气囊意外引爆导致伤亡。各个厂家采用的传感器、充气器类别和级数、引爆电路布局、引爆～扩爆～推进剂等都有差别，因此，对安全气囊系统检修的注意事项，大致归纳如下，详细作业应严格按各车型维修手册的规定。
安全气囊系统的故障，必须采用显码法、外接仪器诊断法、闪码法或参数测量法以确定故障部位，再进入维修或换件阶段；检修安全气囊系统时，将点火开关转至“LOCK”位置以及拆下蓄电池负极电缆，还需再等2～5分钟(让电能贮存电容器放电完毕)以上，才能进行维修工作，否则安全气囊有不适时引爆张开的危险；
不能用万用表测量安全气囊组件引爆电阻的阻值(引爆电阻时所需的电流极小，万用表电阻档的输出电流一般都大于引爆电流，
即使选用输出电流只有几毫安培的高阻档， 也不能保证安全气囊不会误爆)。目前，大多进口汽车的车型都用安全气囊ECU内的诊断电路，
发送比引爆电流微弱许多的监测电流对引爆电阻实行检测。假设方向盘内螺旋电缆聚酯薄膜与铜导体面间的阻值在规定容限，各接触面(点)接触良好，将引爆电阻从引爆电路分离，
确诊了安全气囊ECU功效正常后，才可以诊断引爆电阻。下面以奥迪A6轿车SRS系统为例做简要介绍。
4.1 SRS 系统的组成部件
奥迪A6
轿车SRS系统的主要部件有电子控制及监测单元J234(即气囊电脑)，SRS故指示灯，气囊组件，爆燃式安全带张紧器，螺旋导线单元(即气囊滑环F138)和连接线束等，它取消了传统的车身前部碰撞传感器，
而把它们集成在了控制单元J234内。
4.2 维修注意事项
(1)绝对不能用万用表测量任何与SRS系统有关的电路( 在拔掉组件的情况下可以测量其导线的导通与否)。
(2)维修SRS系统之前，应将点火开关转到OFF位置，拆除电瓶线负极并等待5分钟
以上( 拆电瓶线前应向车主索要录音机密码，修复完成后要对录音机进行解码)。
(3)安装电子控制及监测单元J234时，必须按照规定的方向安装，使箭头指向车
的前方。
(4)安装螺旋导线单元时，必须使汽车前轮处于直行位置，并且使螺旋导线也在中间位置(即往正反两个方向转的圈数相同的那个位置)，否则装上后，转动方向盘时有可能拉断螺旋导线。
(5)更换SRS电脑J234后，必须对新电脑J234进行编码，否则故障灯常亮，SRS系统不工作。
(6)若线束有损坏，必须更换新件。
奥迪A6轿车SRS系统具有强大的自诊断能力，内容包括:读取故障代码、清除故障代码、查询控制电脑编号、给控制单元编码、读取测量数据流等功能。奥迪A6的OBDⅡ诊断接口在方向盘下驾驶员右腿上方，接上诊断仪(如V.A.G1552)就可以通过它的自诊断系统诊断出故障的大致原因，
再通过查阅具体的资料，就可以确定正确的维修方法。
5 安全气囊未来发展方向
5.1新型材料的应用
杜邦公司与德国阿莎芬堡的TakataPetri联合开发中，推出一个新的HytrelRS材料规格，成为业界第一个可以应用于安全气囊系统中的来源于可再生资源的热塑性弹性体。杜邦HytrelRS保留了Hytel标准等级的技术特性，含有质量分数35％
以上的可再生物质，可以满足汽车制造业对可持续发展方案的需求。
5.2顶棚安全气囊系统
美国TRW汽车集团推出一种全新的装配于汽车顶棚的安全气囊系统，可取代通常安装在汽车仪表盘里面的安全气囊。TRW全新的顶棚安全气囊系统是一项独特的技术。有研究表明，该技术提高了未来汽车内饰风格的灵活性，并可为乘员提供优异的约束和保护功能。此外，这种全新的设计，不需将安全气囊安装在仪表盘内，也不需专门制作一扇为安全气囊打开的门，显著降低了汽车仪表盘的开发制造成本，提高了开发效率且适用于各种汽车架构。该顶棚安全气囊系统包括一个气袋和一个气体发生器。当车辆发生碰撞时，气体发生器向气袋充气并打开，对乘员实施保护。其不仅有助于减轻事故中乘员所受的伤害，而且提高了车厢内饰设计的美感，同时也节省了仪表盘内的空间。
5.3智能化、多安全气囊
随着科技的发展和人们对汽车安全重视程度的提高，汽车安全技术中的安全气囊技术近年来也发展得很快，智能化、多安全气囊是今后整体安全气囊系统发展的必然趋势。
新的技术可以更好地识别乘客类型，采取不同的保护措施。系统采用重量、红外、超声波等传感器来判断乘客与仪表板远近、重量、身高等因素，进而在碰撞时判断是否点爆气囊、采用1级点火还是多级点火、点爆力有多大，并与安全带形成总体控制。通过传感器，气囊系统还可以判断出车辆当前经历的碰撞形式，是正面碰撞还是角度碰撞，侧面碰撞还是整车的翻滚运动，以便驱动车身不同位置的气囊，形成对乘客的最佳保护。
网络技术的应用也是安全气囊系统的发展方向。在汽车网络中，有一种应用面比较窄，但是非常重要的网络即Safe-By-Wire。
Safe-By-Wire是专门用于汽车安全气囊系统的总线，Safe-By-Wire技术旨在通过综合运用多个传感器和控制器来实现安全气囊系统的细微控制。Safe-By-Wire
Plus总线标准是由汽车电子供应商和部件供应商如飞利浦、德尔福等公司提出。与整车系统常用的CAN、FlexRay等总线相比，Safe-By-Wire的优势在于它是专门面向安全气囊系统的汽车LAN接口标准。为了保证系统在汽车出事故时也不受破坏，Safe-By-Wire中嵌入有多重保护功能。比如说，即使线路发生短路，安全气囊系统也不会因出错而起动。Safe-By-Wire技术将会在汽车安全气囊系统中获得广泛的应用。
参考文献
[1] 惠彬.安全气囊系统的使用及检测维护.哈飞汽车工业集团有限公司，2010.
[2] 董震，席金波.奥迪A6轿车维修手册[M].机械工业出版社，2006.
[3] 朱忠伦.安全气囊系统及关键技术[J]. 安徽交通职业技术学院汽车与机械工程系，2010.
[4] 赵翔.汽车安全气囊系统的安全检修[J].安徽电气工程学校，2010.
[5] 百度百科.安全气囊[OL]. ，2012.
安全气囊的工作原理是什么？
气囊的原理是什么？气囊的原理是:1.当汽车在行驶过程中发生碰撞时，首先，安全气囊传感器接收碰撞信号。只要达到规定的强度，传感器就会动作，向电子控制器发出信号；2.收到信号后，电子控制器将其与原始存储的信号进行比较。如果满足气囊展开条件，驱动电路向气囊模块中的气体发生器发送启动信号；3.气体发生器收到信号后点燃气体发生器，产生大量气体，经过滤冷却后进入气囊，使气囊在极短的时间内突破坐垫迅速膨胀，在驾驶员或乘客面前形成弹性气垫，及时泄漏收缩吸收冲击能量，有效保护人体头部和胸部不受伤害或减轻伤害程度；4.现代汽车不仅增加了侧面防撞气囊，而且在气囊织物材料、点火器和传感器技术方面也不断取得进步。a
汽车保命神器安全气囊的工作原理是什么？
安全气囊的工作原理：汽车行驶过程中，传感器系统不断向控制装置发送速度变化（或加速度）信息，由控制装置（中央控制器）对这些信息加以分析判断，如果所测的加速度、速度变化量或其它指标超过预定值（即真正发生了碰撞），则控制装置向气体发体发生器发出点火命令或传感器直接控制点火，点火后发生爆炸反应，产生N2或将储气罐中压缩氮气释放出来充满碰撞气袋。乘员与气袋接触时，通过气袋上排气孔的阻尼吸收碰撞能量，达到保护乘员的目的。
汽车的安全气囊内有叠氮化钠（NaN3）与硝酸铵（NH4NO3）等物质。当汽车在高速行驶中受到猛烈撞击时，这些物质会迅速发生分解反应，产生大量气体，充满气囊。叠氮化钠分解产生氮气和固态钠，硝酸铵作为氧化剂参与。
新型安全气囊加入了可分级充气或释放压力的装置，以防止一次突然点爆产生的巨大压力对人头部产生的伤害，特别在乘客未佩戴安全带的时候，可导致生命危险。具体形式有：
1、分级点爆装置，即气体发生器分两级点爆，第一级产生约40%的气体容积，远低于最大压力，对人头部移动产生缓冲作用，第二级点爆产生剩余气体，并且达到最大压力。总的来说，两级点爆的最大压力小于单级点爆。这种形式，压力逐步增加。
2、分级释放压力方式，囊袋上开有泄压孔或可调节压力的孔，分为完全凭借气体压力顶开的方式或电脑控制的拉片Tether。这种方式，一开始压力达到设定极限，然后瞬时释放压力，以避免过大伤害。
首先明确一点，安全气囊不是从方向盘缝隙中弹出来的，应该是算是“破盖而出”。我们平常看到的方向盘中央和副驾驶前面仪表盘上一般都是没有缝隙的，很光滑，但是光滑的表面下面会有一道精心设计的一条线，那条线位置塑料的厚度一般只有0.5mm甚至更薄，这就是传说中的撕裂缝。这也是气囊设计的关键，这条缝的设计是通过大量不同条件的试验确定的。因为安全气囊一般都是炸开的，所以其中部分死亡案例都是因为气囊炸开的时候都会有一些金属碎片，就是因为这些金属碎片将人瞬间割喉致死，难不成是手榴弹么？
安全气囊其实就是一个随时可能会爆炸的炸弹。那安全气囊不是用来保护乘客安全的么，怎么会有这么大杀伤力？看看他的工作原理就知道了！
而在汽车被撞的瞬间，很多人都不知道，大家的保命手段可不仅仅是安全带，而是安全系囊，它的工作原理也比较简单，主要是汽车在行驶过程中，出现重力撞击的话，其安全气囊系统之中就会感触到型信号，产生微小剂量的化学爆炸反应，瞬间产生大量的压缩气体，令其直接膨胀，冲出汽车内部，产生一个大型气袋直接糊在车主的量上，这样一来就能够减少车子剧烈撞击之下，因为惯性而产生的伤害了。
一般来说，气囊是几所有汽车都有所配备的一个，当然高档车居多，甚至还配备了二级气囊，如果仔细观察的话，一般它们分布在车子的正副驾驶位置，汽车侧方玻璃位置以及车顶部，这样就能够笼罩全方位了，仔细找找的话，也能够发现得了，它的容器外印着SRS的提示标志。
今天关于“汽车安全气囊的发明原理”的讲解就到这里了。希望大家能够更深入地了解这个主题，并从我的回答中找到需要的信息。如果您有任何问题或需要进一步的信息，请随时告诉我。