汽车使用与技术管理17

汽车技术管理上海第二工业大学机电工程学院张弦安全带与安全气囊一、安全带1、概述：汽车座椅安全带是重要的乘员保护约束系统设施之一，在减轻碰撞事故中乘员的伤害程度方面起着重要的作用。有关数据表明：强制使用安全带后，驾驶员的负伤率可降低43～52%，副驾驶员的负伤率可降低37～45%。2、发展简史：最初的汽车安全带是瑞典人发明的。自本世纪40年代别克轿车将安全带作为标准配置后，美国将安装和使用安全带确定为强制性的联邦法规，由此开始了安全带的大规模普及。20世纪70年代起，美、日、英、法等国相继实行对轿车强制使用汽车安全带的制度。欧盟于2003年6月20日通过一个新决议：从2004年7月开始所有市场销售的新型汽车都要强制安装安全带。3、安全带工作原理：当碰撞事故发生时，安全带可将乘员“束缚”在座椅上，乘员的头部、胸部不至于向前撞到方向盘、仪表板、风挡玻璃上，使乘员免受车内二次碰撞的危险，同时使乘员不被抛离座椅。4、使用安全带的效果：5、安全带的分类：安全带大体上可以分为三类：二点式安全带（腰带）；三点式安全带（腰肩联合带）；全背式安全带。按照安全带的使用方式，又可分为：主动安全带；被动安全带。按照安全带卷收器的类型不同，又可分为：无锁式；手调式；自锁式；紧急锁止式；预紧式；限力式。紧急锁止式：是目前我国使用最为广泛的一种安全带。它要求卷收器对织带的拉出加速度、减速度、倾斜角度敏感：当以0.7g的加速度拉出，织带在拉出25mm内锁止；以2g的加速度拉出，在50mm内锁止。当汽车受0.7g的减速度时，织带在拉出25mm内锁止；卷收器倾斜12°以下不锁止，27°以上锁止。6、有关法规及实验方法：我国的国家标准中详细规定了安全带的试验方法。主要有：安全带模块环境试验（热、湿、粉尘等）；性能试验（静态试验、动载试验）。二、安全气囊1、概述：汽车安全气囊系统（SupplementRestraintSystem)是一种当汽车遭碰撞而急剧减速时能很快膨胀的缓冲垫，也称气袋（AirBag）。可以保护车内乘员不致撞到车厢内部。2、安全气囊的发展简史有关安全气囊的第一个专利始于1953年；20世纪70年代，汽车生产厂家开始使用气囊；进入20世纪90年代，气囊的装用量急剧上升；美国法规规定在1997年9月1日以后出厂的轿车应全部按照安全气囊。我国对汽车安全气囊技术很重视，国家已将其列为重点发展项目。3、安全气囊设计的基本思想：在发生一次碰撞后，二次碰撞前，迅速在乘员和汽车内部结构之间打开一个充满气体的袋子，让乘员扑在气袋上。通过气袋的排气节流阻尼吸收乘员的动能，使猛烈的二次碰撞得以缓冲，以达到保护的目的。4、安全气囊系统的组成和工作原理：1）安全气囊系统主要由以下几个部分组成：传感器控制器气体发生器气袋2）工作原理：传感器感受汽车碰撞强度并将其传给控制器，控制器接受并处理传感器信号，当控制器判断有必要打开气袋时，立即发出点火信号触发气体发生器，气体发生器产生大量气体，在乘员和汽车内部结构之间展开一个充满气体的气袋。从而达到减轻伤害、保护乘员的目的。3）气袋：在美国，气囊系统是作为被动约束系统来开发的，要求对未系安全带的乘员也具有保护作用。为了在较大范围内对乘员进行保护，要求气囊容积较大，一般驾驶员侧为60~80L，前排乘员侧为120~160L。在欧洲，除了一些豪华车安装被动安全气囊外，还为中、低档车安装了以安全带为主的安全气囊系统（主动安全气囊系统）。气囊仅作为乘员头部、面部的小范围保护，容积较小，一般驾驶员侧为25~35L，前排乘员侧为60~80L。5、安全气囊控制系统的技术要求：在国外汽车安全气囊系统中，气体发生器和气袋都已标准化，可根据不同的车型选购，而其中的控制系统则为各生产厂家所保密。对于安全气囊控制系统的技术要求主要有：1）碰撞判断准确：对于同时使用安全带的气囊一般规定：车速在20km/h以下正面撞墙时，气囊不点爆；30km/h以上时，气囊一定点爆。对于不使用安全带的气囊一般规定：车速在12.8km/h以下正面撞墙时，气囊不点爆；20.9km/h以上时，气囊一定点爆。2）点火时刻准确：点火时刻的早晚，对乘员的保护作用影响很大。国外普遍采用的是5in-30ms准则；在我国，由于各种车的尺寸不同，人的平均身高、上身长度和外国人也不相同，因此对这项准则要通过大量的数据统计和试验测试进行测定。3）抗粗糙路面干扰能力强安全气囊系统是一次性使用的安全防护系统，若意外点爆，除了会造成经济损失，还会引起不必要的事故。因此必须具备高的抗干扰能力。当汽车以20～60km/h的速度通过：上下110mm高的台阶；铁路铁轨；坑洼路面；石块路面；搓板路面等。气囊不应点爆。4）高可靠性与工作稳定性：由于汽车的工作环境比较复杂，环境问题不能引起气囊系统的失效。安全气囊系统要有宽的工作电源范围，并且当电源失掉后，应能有数百毫秒的持续工作能力。大多数车辆采用由两个碰撞传感器（安装在车身塑性变形区）和一个电子式诊断传感器（安装在控制器中）组成碰撞敏感系统。三、结论根据交通事故统计显示：性能优良的三点式安全带在事故中防止乘员死亡的保护率为41%；安全带与安全气囊配合，保护率可提高到46%；如果安装了安全气囊而不使用安全带，则保护率下降至20%。综上所述，安全气囊只有与三点式安全带配合使用才能发挥良好的保护作用。