汽车安全气囊新技术,汽车安全气囊设计原理

1.安全气囊

2.汽车安全气囊的发展与应用

3.未来汽车安全气囊提高自适应能力的措施有哪些

4.新型汽车安全气囊的分类

随着北京连续的两场大雪，2019年马上就要过去了。**《银翼杀手》中所描绘的那些属于2019年的场景，我们始终没有见到。果然，丢掉了现实的羁绊之后，**总能比我们走的更远。

然而，我们现在的世界中虽然没有「天空飞车」和「仿生人」这种产物，却也让2019年在科技发展的道路上留下了一个厚重的脚印——尤其是对于汽车行业而言。

这一年，汽车科技迎来了井喷式增长，自动驾驶越来越智能、发动机热效率越来越高、5G进入了我们的生活。尽管这些科技目前尚未成熟，但**、游戏中所畅想的未来世界，似乎距离我们已经不远了。

今天，我们就一起来盘点下2019年汽车科技行业，那些有可能成为核心的技术吧！

一、5G和C-V2X

5G的出现不仅仅影响了汽车行业，甚至影响了整个科技行业。可以说，2019年就是5G技术的元年。对于未来的汽车而言，5G很有可能是将一切技术连接在一起的基础。简单点说，就像是「手办玩具」中的胶水一样，是连接每个零件的融合剂。

如果说5G是胶水，那V2X就可以看作是「手办玩具」的每个小零件了。

V2X的全称是vehicle?to?everything，意思就是「车辆连接到一切」，和车联网这个概念有异曲同工之处，目前正在发展的场景有：车与人、车与路、车与车等等。如果想要实现V2X，会需要5G的数据传输速度。因此，5G和V2X既是相互协作的关系，也因为「互相成就」才显得更有意义。

不过V2X实在是一个太大的概念，这其中不仅牵扯法律法规、行车逻辑、人车交互，甚至连自动驾驶也会在V2X的基础之上有所改变。想要彻底打开V2X的大门，我们还有太远太远太远的路要走，2019年我们仅仅是把这扇大门推开了一个小缝儿而已。

二、汽车无线充电

由于「电」的特殊性质，任何用电作为能量来源的产品理论上来讲都可以实现无线充电。手机如此，汽车自然也不例外。

对于手机来说，无线充电仅仅是个锦上添花的功能。但电动车不同，无线充电省去了太多繁琐的步骤和粗壮的线缆，而且还避免了各种慢充、快充、超级快充的接口不同，导致效率太低的问题。只要无线充电的速度够快，它甚至能做到比燃油车加油更方便。

诚然，现在汽车的无线充电技术有难点。比如电磁兼容问题、能量传输的控制问题、充电设备的设计问题、安全问题等等。想要将汽车无线充电彻底商业化，还有很多工作要做。但如果一旦成功，带来的改变将会是革命性的。

三、人工智能助手

其实人工智能的概念并不是2019年才流行的，早在很多年前人们就已经开始研发语音控制的人机交互系统了，比如苹果的Siri，微软的Cortana等等。然而之所以将人工智能助手再次列入十大科技的名单，是因为美国的一家公司居然真的可以实现「语音助手」和人类打电话了。

这个电话打给了美国的一家很普通的理发店，让他们帮忙预留一个理发师。事先这家公司没有通知任何人，就是在发布会现场随机打出去的，理发店的工作人员也丝毫没有察觉有什么异样，甚至和它交谈的很愉快。

这家公司叫「谷歌」，这个软件叫「Google?Assistant」。

由此可见，2019年人工智能的发展已经进入一个全新纪元了。许多新势力造车厂所装配的「斑马」「NOMI」等人工智能，或许真正的迎来了属于它们的高光时刻。

四、可变压缩比发动机

我在知乎上曾经看到过一句非常有深意的话：如果要想让一辆车的发动机效率不断提高，那就一定要把所有的零件都做成可变式的。当时我觉得这话说的有点太绝对了，但是随着可变气门正时、可变进气歧管、可变转向比之后，可变压缩比也来了。此时，我才越来越觉得他说的有道理了。

实现这个技术的是日产，首发车型是英菲尼迪的QX50。这辆车使用了一台可变压缩比的2.0T涡轮增压发动机（VC-Turbo），这也是当时该车最大的亮点之一。

对发动机来说，低油耗和强动力是一对矛盾体，在他们之间找到平衡是一件非常困难的事。但可变压缩比的出现，算是给了这道难题一个还不错的答案。

虽然无法达到「混动车型」那么“恐怖”的低油耗，但可变压缩比发动机能够在保证油耗不过高的同时，兼顾很好的动力性。日产这台发动机可以让压缩比在8:1和14:1之间任意变化，这一切都是「可变」所带来的好处。

五、中置安全气囊

汽车安全气囊的出现，挽救了无数人的生命。截止到现在，「安全气囊越多越安全」这个理念仍然被许多国内消费者所认同。而在经过这么多年发展之后，一个新位置的安全气囊终于诞生了：中置。

中置安全气囊的位置在中央扶手附近，如果发生碰撞，气囊会像「隔板」一样打开。中置安全气囊最大的优势有两点：

1.如果车内只有驾驶员一个人，碰撞时可以阻挡副驾驶侧的玻璃碎渣划伤驾驶员。

2.如果车内有两个人，碰撞时驾驶员和副驾驶乘客之间必定会有冲击，而中置安全气囊则可以作为两个人之间的能量缓冲，避免二次伤害。

当然，中置安全气囊也有一些缺点。比如制造成本高、维修成本更高，只要气囊弹出，就必须要连同ECU一起更换。其次，中置安全气囊阻断了两个人的冲击，但也阻碍了两个人之间互救和消防人员的施救。

不过总体来看，中置安全气囊仍然是一个很好的想法。如果加以改进，这一定会成为2019年最令人感到惊喜的安全配置。

六、L3级别自动驾驶

自动驾驶和人工智能一样，都不属于今年兴起的科技了。不过自动驾驶的进度显然是要比人工智能更快，抛开法律法规不讲，现在已经完全有量产车实现L3级别的自动驾驶了。

国外的厂商有特斯拉、奥迪，国内有长安、小鹏，这几个厂商均有达到L3级别的产品。可能是因为自动驾驶分为5级，有的朋友对3级就感觉「很弱」、不智能。其实并不是这样，L3级别基本已经可以做到低速下的完全无人驾驶了。

只不过驾驶员需要随时把控车辆的状态，以便接管。除了不可以在车上睡觉，L3级别的自动驾驶几乎可以彻底解放驾驶员的双手。

但由于道路上的情况太过复杂（尤其是中国），所以国内最高允许自动驾驶的等级就是L2级。也许等到国内驾驶员的素质再上一个台阶的时候，L3级别的自动驾驶功能就可以慢慢在国内推广了吧。

七、电子外后视镜

电子元器件取代光学元器件似乎是件顺理成章的事儿，比如单反到单电、光学显微镜到电子显微镜。更令人惊讶的是，想不到汽车的后视镜也要从「镜子」变成「摄像头」了。

目前已经有国外厂商展示过电子后视镜的技术，比如奥迪e-tron、雷克萨斯ES等等。电子后视镜的优势在于，可以真正的避免后视镜盲区。广角摄像头的宽度要远远超过人眼，所以除了要适应一段时间，电子后视镜比光学后视镜几乎有碾压的优势。

但还是同样的问题，法律法规不允许。其实日本国内已经可以允许使用电子后视镜的雷克萨斯ES上路了，但国内由于「地广车多」，交通环境要复杂不少，所以肯定还需要时间消化。

电子后视镜的问题在于，如果摄像头有一些问题，那车辆就没办法行驶了。而摄像头出问题的概率显然比「一块镜子」大得多，所以如何保证可靠性，也是用电子后视镜的车要着重解决的问题。

八、车辆生物识别解锁技术

生物识别技术如今已经广泛的应用在其它领域了，汽车的应用相对是最慢的。这很正常，毕竟汽车并不是真正的「一人一车」。一辆车可能会有无数人开，所以在这种环境下，生物识别确实没有钥匙解锁方便。

但“吃螃蟹”的厂商还是有，现代就在全新一代胜达上使用了指纹识别解锁和点火。坦白说，这两个配置并不是非常适合指纹识别。更多的还是厂商希望有个宣传点，真正落到实际上不求别的，只希望它别总是坏就行。

无独有偶，国内新势力造车的「小鹏汽车」也在OTA升级之后，推送了一项名为人脸识别的功能。相比现代，小鹏的人脸识别就聪明的多。因为它并不是用于解锁或点火，而是相当于「登录账户」的功能，从而实现调整座椅、后视镜、导航、音乐等个性化功能。

从技术上而言，生物识别早就可以放在汽车上了。只不过场景到底是什么，还是未来所有汽车厂商都需要思考的一件事。

九、马自达SPCCI技术

全新一代马自达3昂克赛拉除了极高的颜值外，最吸引人的莫过于发布会上说的全新SKYACTIV-X发动机了。简单来讲，我们把这台发动机理解为创驰蓝天X发动机。

这台发动机的最大特点是使用了SPCCI（Spark?Controlled?Compression?Ignition）——“火花控制压燃点火”技术。也就是说，这居然是一台能够把汽油「压燃」的发动机。

其实这是一项非常非常难的技术，我甚至可以单独展开一篇文章讲解其原理。不过限于篇幅，我们就只讲它的特点：它可以将整个发动机的热效率提高到令人难以想象的50%，除了省油的同时，更做到了真正的环保，而不是通过改变三元催化器。

目前压燃版的马自达3昂克赛拉已经在部分欧洲国家上市了，反响很不错。国内的上市时间未定，因为这种发动机对油品要求较高，不确定能否适应国内的大环境。

十、奥迪全新MMI系统

其实单独拿出奥迪的MMI系统说这是十大科技之一，可能主观色彩更浓一些。但我觉得，奥迪在人机交互上的造诣很高。

就拿取消旋钮和按键这件事儿来讲，奥迪用极其出色的反馈和震动，弥补了没有按键可能带来的误触和不安全感。这件事其实早就被人发现，但一直以来也没有厂商愿意直面这个问题。大家都在用更大的屏幕去吸引消费者的眼球，没有人真正关心驾驶员在操作时的感受。

但奥迪关注到了，就凭这份善于观察的细心也足以给它榜上留个名。况且，奥迪这几块大屏幕本身的操作逻辑和分辨率都无可挑剔，虚拟座舱更是重新定义了「科技感」这三个字的含义。

写在最后

其实2019年的这些新技术里，有横空出世的，也有循序渐进的。但不变的，是开发者对于新技术的不断追求。这种追求让我们不仅仅期待2020年，还有2021年、2022年、还有很多很多很多年。到时候，我们的世界会像《银翼杀手》中描绘的那样，满天的汽车在飞吗？

来源网络，侵删。

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

安全气囊

原理就是安全气囊电脑模块传输电流引爆安全气囊。以下是关于安全气囊的相关介绍：1、概念：安全气囊系统是一种被动安全性(见汽车安全性能)的保护系统与座椅安全带配合使用。在汽车相撞时汽车安全气囊可使头部受伤率减少25%面部受伤率减少80%左右。2、优势：安全气囊可将撞击力均匀地分布在头部和胸部防止脆弱的乘客肉体与车身产生直接碰撞大大减少受伤的可能性。安全气囊对于在遭受正面撞击时的确能有效保护乘客即使未系上安全带防撞安全气囊仍足以有效减低伤害。

汽车安全气囊的发展与应用

安全气囊

汽车的安全气囊系统是一种被动的安全保护系统，配合安全带使用能够为驾乘人员提供有效的防撞保护。但是，很多车辆在副驾驶安全气囊安装有开关，在汽车安全观念中，好的安全气囊系统应该是该打开的时候打开，不该打开的时候不打开，为什么安全气囊如此重要，还要安装开关，又什么时候应该打开，什么时候不该打开呢？

1、安全气囊也有不安全的一面

安全气囊一般采用的是火药引爆的形式，在很短的时间内弹出气囊为乘客提供保护，其膨胀速度可达100-300km/h。而安全气囊的基本设计目的是应付严重交通事故的，在一些不严重的事故中，如在低车速情况下爆开，或者乘客偏离了座位或座位上有儿童时会造成不必要的伤害。

2、什么时候关闭安全气囊？

安全气囊是一次性用品，很多车主在日常用车时，只有自己驾驶，为减少碰撞后气囊弹出的损失，以及不必要的伤害，需要关闭安全气囊，在副驾驶有人时再打开安全气囊。另外，安全气囊的弹出力度，会对较小的儿童造成伤害，在副驾驶有儿童，或者安装背向式儿童安全座椅时必须关闭安全气囊。为了儿童的安全，未满14周岁的儿童最好乘坐车辆后排，年幼儿童最好乘坐后排儿童安全座椅。

3、什么时候应该打开安全气囊？

安全气囊可将撞击力均匀地分布在头部和胸部，防止脆弱的乘客肉体与车身产生直接碰撞，大大减少受伤的可能性。在驾车行驶中，汽车遭到正面撞击时，能够有效保护车内人员，即是未系上安全带，也能有效降低伤害。因此，在副驾驶有人的情况下，一定要打开安全气囊开关。

随着技术的进步，汽车也越来越智能化，为了避免忘记打开或关闭安全气囊，现在很多车辆采取了传感器加复杂的算法，在副驾驶没人时自动关闭，在有人时自动开启，如果您的爱车还是手动开关，一定要注意安全气囊的开关时机哦！为了保证安全，安全气囊必须与安全带一起配合使用！

未来汽车安全气囊提高自适应能力的措施有哪些

　1952年Hetrick发明了他自己之称为“汽车安全气垫”的装置，用来减轻急刹车或正面碰撞带来的严重伤害。这是一种纯机械装置。用于使气囊膨胀的压缩空气贮存在一个压力容器中，连接着弹簧的质量块用来感应汽车的减速度。当质量块产生位移时，能打开一个阀使压力空气从压力容器中冲出来，以使气囊膨胀。气囊可装在方向盘中、手套箱门上、仪表板上部以及前排座椅的靠背。

早期的空气囊主要用于与其它安全装置一起防止飞机着陆时与地面的碰撞。1960年，安全气囊技术开始在原有的基础上研制并转为民用。

60年代末,美国高速公路交通安全委员会(NHTSA)开始建议制定一个可选择的安全气囊法则,鼓励汽车厂商去发展安全气囊。

70年代,美国通用、福特,德国奔驰，日本丰田等汽车公司以及美国MORTON公司、TRW公司、德国TEMIC公司、ICT研究院、日本DAICEL公司、瑞典AUTOLIV公司等均开始投入大量资金和人力研究与发展安全气囊,其中1971年5月德国的一个研究小组成功地将火箭推进技术应用于汽车安全气囊。这些综合力量使安全气囊的研究与发展进入了一个全新的发展阶段。

1984年,美国高速公路交通安全委员会(NHTSA)在著名的“联邦汽车安全标准”中的208条款《乘员碰撞保护》(FederalMotorVehiclSafetyStandard208,简称FMVSS208)中增加了安装气囊的要求,这为安全气囊的发展和使用提供了一个明确的法则及指导方向。FMVSS208条款是汽车安全气囊发展史上的一个重要的里程碑。此后,欧洲也颁布了ECER94法规,紧接着日本丰田、本田,美国福特、克莱斯勒,德国宝马,瑞典富豪等汽车公司纷纷开始销售配有安全气囊的汽车。

20世纪90年代后期,美国、欧共体、日本已正式立法在汽车上配置安全气囊,双气囊已成为绝大多数主流轿车的标准件。

安全气囊由美国人约翰?赫特里特（John?Hotrich）发明。他是一位自学成才的阿宾夕法尼亚州工程师。1952年，在遭遇一次事故后，他萌发了设计撞车安全装置的想法。在这次事故中，约翰为躲避一个障碍物而猛打方向盘进行制动，他和妻子都用手臂本能地保护坐在前座中间位置上的女儿。这次事故后他意识到必须要有一个良好的方法来保护乘员，两周之后他绘好了设计图纸交给了代理人，这份图纸确定了今天安全气囊的雏型。1953年8月18日，他获得了"汽车缓冲安全装置"的美国专利。

安全气囊从1952年就取得了专利，但在应用推广中经历了几上几下的波折，足足走过了30多年的漫长路途。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，随着CMVDR294碰撞安全法规的开始实施，国内消费者对汽车被动安全性能的要求也越来越高，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。

安全气囊在近几年得到了飞速的发展，价格大幅度下降，装备了安全气囊的轿车也从过去的中高级轿车向中低级轿车发展。同时，有些轿车前排安装了乘客用的安全气囊（即双安全气囊规格），乘客用的安全气囊与驾车者用的安全气囊相似，只是气囊的体积要大些，所需的气体也多一些而已。进入90年代以来，安全气囊的安全性能已被人们普遍接受，并被视为一种现代化和高档次的安全装置。了解安全气囊的工作原理及注意事宜对我们更好的保护自己有很重要的作用，但对于驾驶员来说，安全驾驶才是第一位的，这是任何先进的安全装置都无法替代的。

1.2国内汽车安全气囊的发展

我国对汽车安全气囊的研究起步较晚。上个世纪80年代末我国的一些汽车碰撞安全和军工专家才开始关注汽车安全气囊的研究和发展。

随着世界汽车进军我国，我国的汽车工业迎来了前所未有的发展契机。1992年，我过自行研制的FS-01安全气囊通过撞车试验。我国的政策法规也对我国汽车工业的发展提供了良好的发展空间。

在我国“九五”规划期间和“十五”规划中,国家经贸委和汽车行业将安全气囊列为我国汽车零配件三大重点发展项目(电子喷油系统、防抱死制动系统和安全气囊系统)之一,尤其是在1999年10月28日,国家机械工业局发布《关于正面碰撞乘员保护的设计规则》(CMVDR294)。这个设计规则明确提出对汽车乘员在发生汽车碰撞时的安全标准。所述的安全要求。CMVDR294的发布间接地对汽车配置安全气囊提出了新的要求,这无疑是中国安全气囊发展史上的一个进步,同时也对安全气囊的研究与发展指明了正确的方向和注入了新的活力。

在十多年的研究与发展过程中,国内许多大学与事业公司的研究与产品已初具基础,其中部分研究与技术已接近国际水平。清华大学的黄世霖等人在汽车碰撞实验研究中,系统地研究了多种国产汽车中安全气囊的匹配技术对汽车安全气囊的点火控制模拟、汽车碰撞的过程模拟和实验验证以及有关软件在汽车安全气囊系统设计中的应用等方面作了大量工作,对国内的汽车安全气囊研究具有重要的指导作用。

坐落在锦州经济技术开发区的锦恒公司是国内唯一一家具有自主知识产权的汽车安全气囊生产企业，其生产能力和所占市场份额在国内最大。锦恒公司建有国内一流的研发中心，实验室通过了国家CNAL认证，具有正面碰撞、角度碰撞、柱撞、侧面撞等实车碰撞试验能力和台车试验能力。公司的主要碰撞、检测设备和组装生产线均由国外引进，技术装备水平国内领先。他们通过引进美国公司的安全气囊生产技术，开发出填补国内空白的机械式安全气囊产品；与一汽汽研所共同承担了国家“九五”汽车电子产品攻关计划，开发出具有独立知识产权的电子式安全气囊产品。目前，该公司共为国内20多个汽车生产厂家的30多个车型研发、配套安全气囊，已形成单班年产20万套安全气囊总成、120万只气囊、15万只饰盖的生产能力，是国内同行业中首家实现为整车配套的企业。近年，他们还与国际著名的安全气囊供应商签订加工安全气囊零部件的协议，产品将走向欧洲、北美等国家。

2000年以来，我国安全气囊市场需求平均每年都有超过200%的速度在增长，到2004年我国安全气囊市场总配套量接近400万套。目前，国内生产安全气囊企业有近20家，2004年产量超过200万套，安全气囊的国产化率超过50%。国内安全企业的生产和配套市场基本上分外资企业和国产企业两大阵营。外资企业主要以Autoliv、Plast、Takawa、Mobis等为代表，国内80%以上的安全气囊由他们生产，外资企业占据着我国安全气囊的中高端配套市场。国产企业主要是以锦州锦恒、东方久乐、上海比亚迪等为代表，他们国内安全气囊的产量只占15%左右，主要在一些国产化的经济型乘用车有所配套。我国安全气囊在经历安全气囊的进口高峰后，进口安全气囊的高速增长是势头已经跌落，2005年上半年已经出现进口负增长。目前，进口安全气囊在国内配套市场所占比重不到一半。2004年底开始，跨国安全气囊企业相继在中国投资气囊组件的生产，加强了安全气囊上游零部件本地化供应配套的能力。到2007年，我国80%以上的安全气囊组件将实现本地化生产。目前，我国安全气囊零部件ECU、气体发生器、气袋、布料的国内采购率只有5%左右，气囊组件配套还有很大的发展空间。

1.3国内安全气囊的评价

尽管我国安全气囊的研究与发展已初具基础和规模,但是离世界先进水平还相距甚远,这些差距主要包含安全气囊法规、撞车实验系统、安全气囊的设计、制造和测试等方面。事实上,我国的撞车实验系统还不能完全满足美国FMVSS208条款的技术要求;其次在安全气囊方面,我们还缺少关键技术的自主知识产权;此外,传感器、气体发生器和气囊的技术规范及检测还未达到一个令人满意的状态。因此，我们业内人士还要付出艰辛的努力！

1.4汽车安全气囊的发展趋势

汽车安全系统是汽车电子领域增长最快的一部分。汽车的安全设计在整车设计中所占的比例也越来越大。汽车安全性分为主动安全和被动安全两种，主动安全系统旨在提高车辆行驶的稳定性，防范事故于未然。被动安全系统是事故发生后开始起作用，以减缓事故严重程度。汽车安全气囊属于被动安全系统。我国2000年实施了CMVDR294《关于正面碰撞乘员保护的设计规则》，该法规等效于欧洲ECER94法规。最近，我国的侧面碰撞法规已经开始实施，这将对我国车辆的碰撞安全性能和驾乘人员保护系统提出更高的要求。汽车安全法规体系的不断完善，将带动中国汽车电子市场的发展。据预测，2009年前排乘客侧面保护气囊的安装率将会是2006年的2倍，侧气帘的安装率将是2006年的4倍。

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-WirePlus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。

汽车安全气囊作为一种设想提出来后到今天成为必需的安全装备在汽车上广泛应用已经过了整整半个世纪的历程。安全气囊有效地减小了在汽车碰撞事故中乘员的伤亡，它的保护效果在汽车安全研究领域得到广泛的认识和高度重视。随着汽车安全气囊的普遍推广应用，安全气囊系统的各关键技术环节均成为汽车安全研究领域的重点。

当前安全气囊新技术的开发研究可以概括为向着气囊的智能化、小型化、多样化、无污染的方向发展。

（1）安全气囊的智能化

传统的正面碰撞安全气囊系统是根据前座乘员的常规乘座位置和气囊的理想点火时刻为原则设计的。但是在实际的汽车碰撞事故中，影响气囊保护性能的因素很多，例如乘员的身高和体重、乘员相对于方向盘河南机电高等专科学校毕业论文7或仪表板的位置、碰撞的剧烈程度等等。不同的碰撞条件及乘员和乘员的位置的变化会导致乘员不是在最佳时刻与气囊接触，从而降低对乘员的保护效果。为了充分发挥安全气囊的保护效果，自适应式或称为智能型安全气囊的概念也就应运而生。近年来，智能型安全气囊的研究致力于开发一种能够最大限度地保护乘员的安全气囊系统。这种气囊系统能够在汽车碰撞的一瞬间根据碰撞条件和乘员状况来调节气囊的工作性能。智能型气囊的关键技术之一是先进的传感系统和电子运算系统，它们在事故发生的短暂时刻内能够提供可靠的碰撞环境的信息。这些信息包括汽车碰撞的剧烈程度，碰撞的方位，乘员的身材、体重、位置，乘员是否系有安全带。智能气囊系统根据原有探测的信息作出判决怎样调节和控制气囊的工作性能，使气囊能充分发挥其保护效果。

(2)安全气囊的小型化

缩小安全气囊总成的体积是当前发展的趋势之一。新型发生器工作时，压缩气体从气罐中喷出充满气袋。这种发生器气体产生率高，因而尺寸小，便于安装布置。

(3)环境保护型安全气囊

采用压缩气体的气体发生器对人体无毒害，且易于回收处理，没有环境污染的问题。

(4)安全气囊的多样化

驾驶员和前座乘员安全气囊已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坐椅靠背外侧、车门中部、车身中立柱、车身顶部与车门交界部位。这些安装在不同部位的侧碰撞气囊可分别起到保护乘员头部、胸部和臀部的作用。

正在研制的新型保护气囊还有以下5种：

①安装在转向盘下方膝垫部位的安全气囊可保护下脚正碰撞中免受伤害。

②安装在制动踏板下的安全气囊以保护脚和踝关节在正碰撞中免受伤害。

③安装在前座椅靠背上的安全气囊以保护后座乘员。

④安装在汽车发动机罩下的安全气囊，保护行人。

⑤安装在前挡风玻璃边框的安全气囊以减少行人在汽车碰撞事故中头部的损伤。

2.1汽车安全气囊的组成

驾驶员处的安全气囊是存放在方向盘衬垫内，因此，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。安全气囊系统主要由传感器、微处理器、气体发生器和气囊等主要部件组成。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在爆发时被冲破；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是氮气。

Srs中电控系统中的传感器，按其功能可分为碰撞强度传感器和防护碰撞传感器；而碰撞强度传感器按其安置位置又可分为包括左前碰撞传感器，右前碰撞传感器和中央碰撞传感器的前碰撞传感器和中心碰撞传感器两种。

碰撞传感器和防护碰撞传感器串连在一起，其功能都是检测车辆发生碰撞时的惯性力或减速度值，并把信号传输给srs的ecu。所不同的是，碰撞强度传感器是用来检测车辆发生碰撞时所受碰撞的激烈程度，其信号是供系统的控制单元判断是否引爆点火剂而使气体发生剂给气囊充气；而防护碰撞传感器则是防治碰撞强度传感器短路而导致安全气囊误膨开，其信号是供控制单元判断是否发生碰撞。

ECU为一独立安装的控制系统，它不与其他系统的控制单元合用，其功能是接受个传感器发来的信号并判断是否引爆使气囊膨开。

2.2安全气囊系统的分类

1.按引爆方式分类

按引爆方式分类，安全气囊系统可分为机械控制式和电子控制式两类。机械控制是安全气囊系统机械控制是安全气囊系统不需要电源，电子电路和电路配线，其全部零件都组装在转向盘装饰盖板的下面，检测碰撞动作和引爆点火剂都是利用机械装置的动作来完成的。目前，这种类型的安全气囊很少使用。

（1）电子控制是安全气囊系统电子控制式安全气囊系统是目前普遍采用的一种安全气囊系统。这种类型的传感器是利用碰撞传感器来检测碰撞信号并把信号发送到安全气囊系统的控制单元，控制单元根据碰撞传感器发送来的信号由在其内部预先设置的程序不断不得进行数学计算和逻辑判断，当判断结果是发生碰撞时，srs的ecu便立即发出点火指令引爆点火剂，点火剂引爆时所产生的大量热量使叠氮化钠药片的气体发生剂分解，产生大量的氮气使气囊膨开。

(2)目前日本的本田公司的雅阁，市民，丰田公司的凌志，皇冠，佳美，日产公司的尼桑星球，瑞士沃尔沃公司的850,960，美国福特公司的林肯城市，通用公司的凯迪拉克，国产轿车的红旗世纪星，奥迪a6，帕萨特b5，捷达王以及高尔夫等轿车采用的都是电子控制式安全气囊系统。

2.按安全气囊数量分类

按安全气囊数量分类可分为单安全系统，双安全气囊系统和多安全气囊系统。

（1）单安全气囊系统单安全气囊系统，只是在驾驶员侧的转向盘中安装拉一个安全气囊。

（2）双安全气囊系统近几年生产的轿车大多都采用拉双安全气囊系统，即在驾驶员侧和前座乘员侧各安装了一个安全气囊，如本田雅阁，市民，丰田佳美，马自达626,929，福特林肯城市及国产的奥迪a6等轿车均采用的是双安全气囊系统。由于前座乘员在汽车发生碰撞时的危险性比驾驶员的要大，所以前座乘员侧的安全气囊的尺寸通常比较大，并与驾驶员侧的安全气囊同时起作用。

（3）多安全气囊系统多安全系统是指在车上安装了3个或3个以上的安全气囊。例如，瑞典沃尔沃850,960，通用的别克，上海大众帕萨特轿车等。

3.按保护类型分类按保护类型分类

安全气囊系统可分为驾驶员用安全气囊，前排成员安全气囊，防侧撞安全气囊和后座成员用安全气囊。

（1）驾驶员用安全气囊驾驶员用安全气囊是汽车最广泛采用的安全气囊，他在车辆发生碰撞时对驾驶员起保护作用。这种气囊分为美式和欧式两种，并安装在转向盘中。美式安全气囊的设计原则是嘉定驾驶员未系座椅安全带时车辆发生碰撞，为了更好的保护驾驶员，所以气囊体积较大，约60升。欧式安全气囊则是假定驾驶员系上安全带时车辆发生碰撞，这时由于安全带已起保护作用，所以其体积较小，通常约为40升。

（2）前排成员用安全气囊前排成员用安全气囊也分为欧式，美式两种。由于前排成员在车内的位置不固定，所以设计的安全气囊的体积也较大，以保证在发生撞车时成员免受伤害。通常美式前排成员用安全气囊体积约为160升，欧式前排成员安全气囊设计约为75升。

（3）防侧撞安全气囊根据使用要求的不同，防侧撞安全气囊可以安装在车门上横梁中，车门内板中或座椅侧面。安装在车门上横梁中的防侧撞安全气囊，用以保护乘员的头部，安装在车门板内的防侧撞安全气囊和安装在座椅侧面的防侧撞安全气囊，用以保护乘员的胸部和心，肺脏等重要器官。由于空间的限制，通常防侧撞安全气囊的体积都较小，安装在车门板内的安全气囊体积通常为35~40升，而安装在座椅侧面的安全气囊体积仅为12升左右。

（4）后排座成员用安全气囊

近年来，由于对后排座成员的安全防护的重视，所以在后排座椅上不仅安装了安全带，而且还在前排座椅的后面安装了保护后排座成员的安全气囊。

后排座成员安全气囊在结构上同其他安全气囊基本相同，其体积通常可达100升。在车辆发生碰撞并引爆后，安全气囊便在后排座乘员与前排座椅间形成一个防护气垫，从而达到对后排座成员的保护作用。

2.3汽车安全气囊的工作原理

当车辆发生碰撞时，安全气囊控树模块快速对信号做出处理，确认发生碰撞的严重程度已超出安全带的保护能力，便迅速释放气囊，使乘员的头、胸部直接与较为柔软有弹性的气囊接触，从而通过气囊的缓：中作用减轻乘员的伤害。一般说来，轻微的碰撞不会打开安全气囊，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。需要强调的是，安全气囊只是辅助，在不系安全带的状况下，安全气囊不但不能对乘员起到防护作用，还会对乘员有严重的杀伤力。安全气囊的爆发力是惊人的，足以击断驾驶者的颈椎。因此，系好安全带是安全气囊发挥保护作用的一个重要条件。

早期的安全气囊为机械式安全气囊系统，现在国内外气囊厂家主要采用的是电子式安全气囊系统。基本型安全气囊系统包含了驾驶员、乘员正面保护安全气囊及安全带预紧装置。

电子式安全气囊系统特点是由传感器感知车辆运动情况，由MCU监控并作出判断，判断当前的事件是否是严重碰撞事件，如果是严重碰撞事件则驱动气囊展开，保护驾乘人员的安全。安全气囊作用过程为：碰撞发生后0～20ms内传感器将信号输送到中央电子控制器（ECU），ECU判断后确认是严重碰撞则引发气体发生器，在20～60ms内高温、高压气体（氮气）经过滤冷却进入气袋，气袋张开形成气垫，将乘员与车内装备隔开，60～100ms后气袋排气孔打开，气囊泄气并收缩。气体的阻尼作用吸收了碰撞的能量，缓解了气囊对乘员头部和脸部的压力，乘员陷入较柔软的气囊中，使得乘员得到保护。最后气体全部从排气孔排出，气囊瘪下。为安全气囊系统基本装车形式，图中DAB是驾驶员气囊，PAB是乘员气囊，PSB是安全带预紧装置。

由于安全气囊系统属于汽车安全部件，它所采用的电子器件均有较高的特殊性能要求，需要精度高、可靠性好、抗干扰能力强等特点。

常规安全气囊的电子控制系统包括加速度传感器和MCU等。当前国内外气囊厂家常用的安全气囊传感器为微机电系统（MEMS）传感器，MEMS传感器的感应范围比较宽，可以感应1G到100G值的加速度，感应方向可从单轴向到三轴向，在正面、侧面、垂直三个方向感应汽车碰撞过程中的加速度变化，并输出模拟信号。

安全气囊控制要求MCU运算能力强、I/O口充足等，从可靠性角度考虑，需要使用汽车级的具有一些特殊功能模块的MCU。根据系统性能的不同要求使用的MCU有8位、16位，对于更复杂的系统，许多气囊系统供应商已经采用了32位的高性能。

现代安全气囊系统由碰撞传感器，缓冲气囊，气体发生器及控制块等组成。气体发生器。安全气囊系统要求气体发生器能够在较短的时间内（30ms左右）产生大量的气体充满气囊，产生的气体必须对人体无害，且不能温度太高，同时要求气体发生器有很高的可靠性和稳定性。气体发生器主要有：压缩气体式、烟火式和混合式三种型式。混合式气体发生器是压缩气体式和烟火式相结合的发生器，也是目前广泛应用一种气体发生器。控制装置。一般集成在微计算机中。当汽车发生碰撞事故时，电控装置接收多个传感器传来的车身不同位置的减速信号，经过反复不断的分析、比较、计算，决定是否发出点火信号。要求控制装置能够在复杂的碰撞情况下作出非常准确的判断，点火时刻也必须精确控制。

虽然安全气囊在结构上会有所不同，但其工作原理基本一致。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或将储气罐中压缩氢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。

安全气囊根据安装的位置及保护对象不同，主要分为：对驾驶员进行保护的气囊，装在方向盘内，防止驾驶员与转向盘、仪表板及前挡风玻璃发生碰撞；对前排乘员进行保护的气囊，装在仪表板内，防止乘员与仪表板、前挡风玻璃发生碰撞；对后排乘员进行保护的气囊，一般安装在前排座椅的靠背上后部或头枕内部，防止乘员与前排座椅发生碰撞。由于后排乘员受到的伤害程度较轻，后座椅安全气囊一般只在高级轿车上使用。

汽车的安全气囊内有叠氮化钠、或硝酸铵等物质。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。

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。

新型汽车安全气囊的分类

安全气囊一般由传感器(sensor)、电控单元(ECU)、气体发生器(inflator)、气囊(bag)、续流器(clockspring)等组成，通常气体发生器和气囊等做在一起构成气囊模块(airbag module)。传感器感受汽车碰撞强度，并将感受到的信号传送到控制器，控制器接收传感器的信号并进行处理，当它判断有必要打开气囊时，立即发出点火信号以触发气体发生器，气体发生器接收到点火信号后，迅速点火井产生大量气体给气囊充气。

安全气囊最重要的指标是可靠性，如果不该点火而点火打开气囊称为误点火：如果应该点火而没有点火称之为漏点火，如果点火太晚则称之为迟点火，无论是误点火、漏点火、还是迟点火都是不能允许的。为了提高安全气囊系统的可靠性，防止电源线在碰撞中断线、电池遭到破坏，系统中备有储能电容或电池，以保证即使掉电也能够开气囊。为了监测传感器、电子电路、气体发生器；系统一般还有故障诊断模块、并设有信号灯于予以显示。汽车安全气囊系统系统一般有左右挡板传感器各一个，还有一个传感器放在含有诊断模块的控制器中，气囊有司机席(Driver Side)正面碰撞气囊和乘客席(Pssseneer Side)正面碰撞气囊，另外还有警告灯。当发生前面碰撞时，两个挡板传感器中只要有一个闭合，诊断模块就会根据送来的信号进行处理和判断，认为有必要点火后时即发出点火信号使气囊充气。

一、传感器不同：

1.机械式安全气囊

2.机电式

3.电子式

二、保护作用和安装位置

1.驾驶员侧气囊（转向盘气囊）

2.前排乘员用安全气囊（仪表板气囊）

3.侧撞气囊

（1）胸部侧撞

（2）头部侧撞

4.后座椅气囊

三、其他类型气囊

1.充气腿部软垫

2.充气地毯