安全气囊的工作原理及优化方案

典型的气囊系统包括两个组成部分：探测碰撞点火装置（或称传感器）和气体发生器的气囊（或称气袋）。当传感器开关启动后，控制线路即开始处于工作状态，并借着检测回路来判断是否真有碰撞发生。如果信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满足之后，控制回路便会将电流送至点火器，借着瞬时快速加热，将内含的氮化钠推进剂点燃。在近乎爆炸的化学反应快速发生的同时，会产生大量无害的以氮气为主的气体，将气囊充气至饱满的状态，并借着强大的冲击力，气囊能够冲开方向盘上的保护盖而完全展开，以保护驾驶者头部不受伤害。同时，在推进剂点燃的过程之中，点火器合成的金属网罩可冷却快速膨胀的气体，随即气囊可由设计好的小排气口排气，以发挥逐渐缓冲功能，并避免在车身仍继续移动时阻碍碰撞后的视线。

需要特别说明的是，传感器只有在满足了一定的条件才会工作。安全气囊的传感器设计有很多种，有一部分是采用摆锤或杠杆式开关，还有一部分是弹簧负载的转轮式开关，此外还有水银式开关的产品。但不论传感器开关的形式如何，都必须有足够的撞击力才能使得开关启动；同时，这个撞击力必须来自正的方向才行。通常这个撞击力等于以时速25～50 km碰撞固定物所产生的结果。当汽车受到这种高速碰撞时，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检测到车速突然减速，并将这一信号迅速传递给安全气囊系统的控制电脑，电脑在经过分析确认之后，才会引爆安全气囊包内的电热点火器，使安全气囊发生迅速膨胀。(www.xing528.com)

据计算，合格的安全气囊必须在发生汽车碰撞后的0.01 s 内微处理器开始工作，0.03 s内点火装置启动，0.05 s内高压气体进入安全气囊，0.08 s内安全气囊向外膨胀，0.11 s 内安全气囊完全胀大，此刻之后，驾车者才会撞上安全气囊。可见，安全气囊的打开与否与撞击角度和撞击速度有关。一般来说在汽车翻转、轻微碰撞、侧面碰撞或后面碰撞时，安全气囊均不会打开，比如桑塔纳2000 升级版在车身正面左、右各30°以内受到重创时才会打开安全气囊。再有一点，对于撞击速度而言，安全气囊系统测定的是撞击后车辆的减速度，因此，在做安全碰撞实验时，一般都是让车笔直地撞在不能移动且不能变形的墙上。