1氣囊簡介

▪ 區別

▪ 雛形

▪ 安全系統

▪ SRS

▪ 車外

2氣囊裝置

3作用

4原理

5分布作用

▪ 安全氣囊

▪ 數量

▪ 新產品

▪ 應用

▪ 結構

▪ 傳感器

6使用

▪ 打開

▪ 保質期

7大事記

1氣囊簡介

   氣囊做為車身被動安全性的輔助配置，日漸受到人們的重視。當汽車與障礙物碰撞后，稱為一次碰撞，乘員與車內構件發生碰撞，稱為二次碰撞，氣囊在一次碰撞后、二次碰撞前迅速打開一個充滿氣體的氣墊，使乘員因慣性而移動時“撲在氣墊上”從而緩和乘員受到的沖擊并吸收碰撞能量，減輕乘員的傷害程度。

  氣囊分布在車內前方（正副駕駛位），側方（車內前排和后排）和車頂三個方向。在裝有安全氣囊系統的容器外部都印有Supplemental Inflatable Restraint System，簡稱SRS)的字樣，直譯成中文，應為“輔助可充氣約束系統”。旨在減輕汽車碰撞后，乘員因慣性發生二次碰撞時的傷害程度。

    氣囊（air sac）是鳥類的一種呼吸系統。鳥類的呼吸系統非常特化，表現在具有非常發達的氣囊系統和肺氣管相連通。氣囊主要由單層鱗狀上皮細胞構成，有少量結締組織和血管，它缺乏氣體交換的功能。鳥類一般有9個氣囊，其中與支氣管相連通的為后氣囊（腹氣囊與后胸氣囊），與腹支氣管相通連的為前氣囊（頸氣囊、鎖間氣囊和前胸氣囊）；除鎖間氣囊為單個的之外，均系左右成對。氣囊遍布于內臟器官、胸肌之間，并有分支伸入大的骨腔內。

    氣囊廣布于鳥類內臟、骨腔以及某些運動肌肉之間。氣囊的存在，使鳥類產生獨特的呼吸方式——雙重呼吸（dual respiration），這與其他陸棲脊椎動物僅在吸氣時吸入氧氣有顯著不同。鳥類呼吸系統的特殊結構，是與飛行生活所需的高氧消耗相適應的。氣囊也是保證鳥類在飛翔時供應足夠氧氣的裝置。鳥類在棲止時，主要靠胸骨和肋骨運動來改變胸腔容積，引起肺和氣囊的擴大和縮小，以完成氣體代謝。當飛翔時，胸骨作為搧翅肌肉（胸大肌和胸小肌）的起點，趨于穩定，因而主要靠氣囊的伸縮來協助肺完成呼吸。揚翼時氣囊擴張，空氣經肺而吸入；搧翼時氣囊壓縮，空氣再次經過肺而排出。因而鳥類飛翔越快，搧翅越猛烈，氣體交換也越快，這樣就確保了氧氣的充分供應。

區別

汽車

氣囊分布在車內前方（正副駕駛位），車內前排和后排側方和車頂三個方向。Supplemental Inflatable Restraint System簡稱SRS)的字樣都印在裝有安全氣囊系統的容器有，，中文直譯，應為“輔助可充氣約束系統”。旨在減輕汽車碰撞后，乘員因慣性發生二次碰撞時的傷害程度。

鳥類

氣囊（air sac）是鳥類的一種呼吸系統。鳥類的呼吸系統非常特化，表現在具有非常發達的氣囊系統和肺氣管相連通。氣囊主要由單層鱗狀上皮細胞構成，有少量結締組織和血管，它缺乏氣體交換的功能。鳥類一般有9個氣囊，其中與支氣管相連通的為后氣囊（腹氣囊與后胸氣囊），與腹支氣管相通連的為前氣囊（頸氣囊、鎖間氣囊和前胸氣囊）；除鎖間氣囊為單個的之外，均系左右成對。氣囊遍布于內臟器官、胸肌之間，并有分支伸入大的骨腔內。

分布

氣囊廣布于鳥類內臟、骨腔以及某些運動肌肉之間。氣囊的存在，使鳥類產生獨特的呼吸方式——雙重呼吸（dual respiration），這與其他陸棲脊椎動物僅在吸氣時吸入氧氣有顯著不同。鳥類呼吸系統的特殊結構，是與飛行生活所需的高氧消耗相適應的。氣囊也是保證鳥類在飛翔時供應足夠氧氣的裝置。鳥類在棲止時，主要靠胸骨和肋骨運動來改變胸腔容積，引起肺和氣囊的擴大和縮小，以完成氣體代謝。當飛翔時，胸骨作為搧翅肌肉（胸大肌和胸小肌）的起點，趨于穩定，因而主要靠氣囊的伸縮來協助肺完成呼吸。揚翼時氣囊擴張，空氣經肺而吸入；搧翼時氣囊壓縮，空氣再次經過肺而排出。因而鳥類飛翔越快，搧翅越猛烈，氣體交換也越快，這樣就確保了氧氣的充分供應。

雛形

    安全氣囊的發明源于一次有驚無險的事故。

    1952 年，美國工程師赫特里克在一次駕車中，為了躲避一個障礙物，立即猛打方向盤并緊急制動。同時，他和妻子都本能地伸出手臂，來保護當時正在前排中央座位上的女兒。雖然有驚無險，這位自學成材工程師卻從中受到啟發。他想必須有一種保護裝置，在緊急制動或是碰撞時能代替手臂去保護前沖的駕乘人員。他利用兩個星期的時間設計出了一種汽車緩沖安全裝置，其原理是在發動機罩下裝一個盛滿壓縮空氣的儲氣筒，當汽車受到正面碰撞時，慣性沖擊力促使一個滑動重塊向前移動，從而推動儲氣筒向隱藏在方向盤中央以及儀表板旁的空氣袋快速充氣，從而可以使車中人員減少傷害。

   1953年8月18日，赫特里克獲得了國家專利局頒發的“汽車緩沖安全裝置”的專利證書，這就是安全氣囊的雛形。

安全系統

    是保護汽車遭側面碰撞以及車輛翻滾時乘員的安全一般安裝于車門上，在車輛遭到側面碰撞會導致車門嚴重變形，自側面撞擊導致的腰部，腹部，胸部外側，以及胳膊的傷害，保證身體上肢的活動能力和逃生能力。

    隨著整車被動安全重要性的深入人心，出現了高達30幾個氣囊的在一些高檔豪華車頸部、膝部、甚至是在車頂的兩側會配有兩條管狀氣囊，在意外情況發生時能夠有效的緩解來自車頂上方的下壓力，配合側面氣簾能夠有效的保護乘客的頭部和頸部。膝蓋部分的氣囊位于前排駕駛座椅內，一旦打開能夠有效保護后排乘客的腰下肢體部位，從而也能緩解來自正面碰撞的前沖力。

SRS

   簡稱SRS是輔助安全系統，它通常是作為安全帶的輔助安全裝置出現。安全帶與安全氣囊是配套使用，沒有安全帶，安全氣囊的安全效果將要大打折扣。據調查，單獨使用安全氣囊可使事故死亡率降低18%左右，單獨使用安全帶可使事故死亡率下降42%左右，而當安全氣囊與安全帶配合使用時可使事故死亡率降低47%左右。由此可見，只有兩者相互配合才能最大可能的降低事故的死亡率，安全氣囊系統必然作為安全帶的輔助系統出現。

   當發生碰撞事故時，安全帶將乘員“約束”在座椅上，使乘員的身體不至于撞到方向盤、儀表板和風窗玻璃上，避免乘員發生二次碰撞；同時避免乘員在車輛發生翻滾等危險情況下被拋離座位。安全氣囊的保護原理是：當汽車遭受一定碰撞力量以后，氣囊系統就會引發某種類似小劑量炸藥爆炸的化學反應，隱藏在車內的安全氣囊就在瞬間充氣彈出，在乘員的身體與車內設備碰撞之前起到鋪墊作用，減輕身體所受沖擊力，從而達到減輕乘員傷害的效果。

    安全氣囊系統稱為SRS，相對于安全帶，安全氣囊只是一個輔助保護設備。安全氣囊是用帶橡膠襯里的特種織物尼龍制成，工作時用無害的氦氣填充。此系統由一個傳感器激活，該傳感器用于監視碰撞中汽車速度減雨燕的安全氣囊小的程度。在碰撞發生的早期，安全氣囊開始充氣，安全充氣大約需要0.03秒。安全氣囊可以非常快的速度充氣十分重要，這能確保當乘客的身體被安全帶束縛不動而頭部仍然向前行進時，安全氣囊能及時到位。在頭部碰到安全氣囊時，安全氣囊通過氣囊表面的氣孔開始排氣。氣體的排出有一定的速率，確保讓人的身體部位緩慢地減速。由于安全氣囊彈開充氣的速度可高達320公里/小時，碰撞時如果人的乘坐姿勢不正確，將給人帶來嚴重的傷害。

車外

   車外氣囊系統又叫保險杠內藏式氣囊。當汽車在正面碰撞行人時，氣囊迅速向前張開和向兩側舉升，托起被撞行人同時防止行人跌向兩側。車外氣囊系統正處于研制階段。

2氣囊裝置

   做為車身被動安全性的輔助配置，日漸受到人們的重視。當汽車與障礙物碰撞后，稱為一次碰撞，乘員與車內構件發生碰撞，稱為二次碰撞，氣囊在一次碰撞后、二次碰撞前迅速打開一個充滿氣體的氣墊，使乘員因慣性而移動時“撲在氣墊上”從而緩和乘員受到的沖擊并吸收碰撞能量，減輕乘員的傷害程度。 　　

3作用

   安全氣囊是現代轎車上引人注目的高技術裝置。安裝了安全氣囊裝置的轎車方向盤，平常與普通方向盤沒有什么區別，但一旦車前端發生了強烈的碰撞，安全氣囊就會瞬間從方向盤內“蹦”出來，墊在方向盤與駕駛者之間，防止駕駛者的頭部和胸部撞擊到方向盤或儀表板等硬物上。安全氣囊面世以來，已經挽救了許多人的性命。研究表明，有氣囊裝置的轎車發生正面撞車，駕駛者的死亡率，大轎車降低了30%，中型轎車降低11%，小型轎車降低14%。

4原理

   安全氣囊主要由傳感器、微處理器、氣體發生器和氣囊等部件組成。傳感器和微處理器用以判斷撞車程度，傳遞及發送信號；氣體發生器根據信號指示產生點火動作，點燃固態燃料并產 生氣體向氣囊充氣，使氣囊迅速膨脹，氣囊容量約在(50-90)L。同時氣囊設有安全閥，當充氣過量或囊內壓力超過一定值時會自動泄放部分氣體，避免將乘客擠壓受傷。安全氣囊所用的氣體多是氮氣或一氧化碳。

    除了駕駛員側有安全氣囊外，有些轎車前排也安裝了乘客用的安全氣囊(即雙安全氣囊規格)，乘客用的與駕車者用的相似，只是氣囊的體積要大些，所需的氣體也多一些而已。另外，有些轎車還在座位側面靠門一側安裝了側面安全氣囊。

5分布作用

安全氣囊

    安全氣囊分布在車內前方（正副駕駛位），側方（車內前排和后排）和車頂三個方向。在裝有安全氣囊系統的容器外部都印有Supplemental Inflatable Restraint System，簡稱SRS)的字樣，直譯成中文，應為“輔助可充氣約束系統”。英文名稱中強調了安全氣囊是輔助性的設備，應該與安全帶配合工作才能起到最佳的保護作用。可惜的是中文名稱中忽略了這一點，容易給用戶帶來誤解，以為僅靠安全氣囊就能獲得良好的保護效果。其實，若不配合安全帶使用的話，在某些情況下，安全氣囊展開時會對乘員造成不必要的傷害。在正駕駛位的氣囊裝在方向盤的中間位置，副駕駛位的安全氣囊安裝在正前方的平臺內部，在意外發生的瞬間可以有效的保護駕駛員和副駕駛位乘員的頭部和胸部，因為正面發生的猛烈碰撞會導致車輛前方大幅度的變形，而車內乘員會隨著這股猛烈的慣性向前俯沖，造成跟車內構件的相互撞擊，另外車內正駕駛位置的安全氣囊可以有效的防止在發生碰撞時方向盤頂到駕駛者的胸部，避免致命的傷害。

   側面氣囊系統是保護汽車遭側面碰撞以及車輛翻滾時乘員的安全一般安裝于車門上，在車輛遭到側面 碰撞會導致車門嚴重變形，以至于無法開啟車門，車內乘員被困于車內，側面安全氣囊可以有效的保護車內駕乘人員來自側面撞擊導致的腰部，腹部，胸部外側，以 及胳膊的傷害，保證身體上肢的活動能力和逃生能力。

數量

   隨著整車被動安全重要性的深入人心，在一些高檔豪華車中出現了高達30幾個氣囊從頸部、膝部、甚至是在車頂的兩側會配有兩條管狀氣囊，來自車頂上方的下壓力能夠有效的緩解，配合側面氣簾能夠有效的保護乘客的頭部和頸部。前排駕駛座椅內位于膝蓋部分的氣囊，后排乘客的腰下肢體部位能夠有效保護，緩解來自正面碰撞的前沖力。

新產品

   車外氣囊系統又叫保險杠內藏式氣囊。當汽車在正面碰撞行人時，氣囊迅速向前張開和向兩側舉升，托起被撞行人同時防止行人跌向兩側，車外氣囊系統正處于研制階段。

應用

   氣囊主要應用在造紙機械行業，用于校正器，壓光機，壓榨、刮刀、網部等多個部位進行行程調節和張力控制，氣囊作為舉升設備的舉升元件后，克服舉升設備的傳統缺點，無需進行維護保養，使用壽命長，操作更換方便。

    在機械隔振中，氣囊一般采用囊式、膜式和束帶式結構。氣囊可應用于各種機械裝置中起緩沖吸振、控制運動或增壓作用。與具有同樣功能的彈性元件如鋼彈簧相比，氣囊具有結構簡單、工作可靠，不需復雜的參數計算和結構設計，無靜態偏斜，使用維護方便，且壽命較長。

在實際應用中，氣囊有多種使用用途，如隔振，防震，舉升，夾持和抗擺動等，其用法和使用數量可視具體設備而定。但有一個共同特性不可忽視，即應配有足夠的氣源以保持其內部壓力的穩定。

結構

   安全氣囊系統主要由傳感器、氣體發生器、點火器、氣囊以及控制單元（ECU）等組成。

傳感器

傳感器用天檢測、判斷汽車發生碰撞時的撞擊信號，以便及時點爆安全氣囊。傳感器按其功能可分為碰撞傳感器和保險傳感器兩種。碰撞傳感器負責檢測碰撞的激烈程度，如果汽車以40KM/H的車速迎面撞到一個不可變形的固定障礙物上，碰撞傳感器便會動作，接通搭鐵回路；保險傳感器，其閉合的減速度要稍小一些，起保險作用，防止因碰撞傳感器短路而造成誤膨開。

傳感器按其結構可分為機械式、機電式和電子式3種。下面以機械式傳感器（偏心錘式碰撞傳感器）為例說明傳感器的工作原理。

機械式傳感器一般安裝在保險杠與擋泥板之間，用來感知低速碰撞的信號。傳感器安裝在一個密封的防震保護盒內，其結構見圖，當傳感器中的重錘的移動速度高于某一特定車速（稱為TBD車速）時，重錘便將其機械能直接傳給引發器使氣囊膨開。

具體的工作原理：汽車正常行駛時，扭力彈簧2將重3、動觸頭6、12、14定在上止點位置，傳感器沒有觸發信號經給ECU。當汽車碰撞時，減速度所產生的慣性力克服彈簧的扭力而使重錘產生運動，帶動觸橋5轉動，使動、靜觸頭結合。此時，傳感器向ECU發出接通遼信號，同時安全傳感器也接通，ECU發出引爆指令。

氣體發生

氣體發生器又稱充氣器，用于點火器引爆點火劑時，產生氣體向氣囊充氣，使氣囊膨開。氣體發生器用專用螺栓螺母固定在氣囊支架上，裝配時只能用專用工具進行裝配。氣體發生器由上蓋、下蓋、充氣劑和金屬濾網組成。上蓋上有若干個充氣孔，充氣盡職盡責有長方孔和圓孔兩種。下蓋上有安裝孔，以便將氣體發生器安裝到氣囊支架上。上蓋與下蓋用冷壓工藝裝成一體，殼體內裝充氣劑、濾網和點器。金屬濾網安放在氣體發生器的內表面，用以過濾充氣劑和點火劑燃燒后的渣粒。

大多數氣體發生器都是利用熱效反應產生氮氣而充入氣囊。在點火器引爆點火劑的瞬間，點火劑會產生大量熱量，疊氮化鈉受熱立即分解釋放氮氣，并從充氣孔充入氣囊。

點火器

點火器外包鋁箔，安裝在氣體發生器內部中央位置。點火劑包括引爆炸藥和引藥，引出導線與氣囊連接器插頭連接，連接器中設有短路片。當連接器插頭拔下或插頭與連接器未完全結合時，短路片將兩根引線短接，防止靜電或誤導電將電熱絲電路接通而造成氣囊誤膨開。

當ECU發出點火指令時，電熱絲電路接通，電熱絲迅速紅熱引爆引藥，引爆炸藥瞬間爆炸產生熱量，藥筒內溫度和壓力急劇升高并沖破藥筒，使充氣劑受熱分解釋放入氣囊。

如前所述，氣囊按布置位置可分為駕駛員側氣囊、乘客側氣囊、后排氣囊、側面氣囊和頂部氣囊等；按大小可分為保護整個止身的天型氣囊和主要保護面部的小型護面氣囊。護面氣囊成本較低，但一定要和座椅安全帶配合使用才有保護作用。由于歐洲車普遍使用安全帶，所以歐洲汽車多采用小型氣囊。美國汽車則針對未使用安全帶設計，采用開型氣囊。

早期使用的安全氣囊是用尼龍織物涂以聚氯丁烯制造而成的。氣囊除了基底材料不變外，有兩種基本的設計構思。一是傳統的用涂層織物制成品的安全氣囊，通過改變其氣道的尺寸來控制其緩沖性大小；另一種是用具有一定透氣性的不涂覆織物，來控制其緩沖性，但對其透氣率有嚴格的要求。采用較多的是前一種，大多以防裂性能好的聚酰胺織物制成，里面涂有聚氯丁乙烯。

ECU

ECU主要由SRS邏輯模塊、信號處理電路、備用電源電路、保護電路和穩壓電路組成，保險傳感器一般與SRS ECU一起被制作在SRS控制組件中。

（1）SRS邏輯模塊。SRS邏輯模塊主要用于監測汽車縱向減速度或慣性力是否達到廟宇值，控制氣囊組件中的點器引爆點火劑。在汽車行駛過程中，ECU不斷接收前碰撞傳感器和防護碰撞傳感器傳來的車速變化信號，經過數學計算和邏輯判斷后，確定是否發生碰撞。當判斷結果為發生碰撞時，立即運行控制點火的軟件程序，并向點火電路發出點火指令引爆點火劑，點火劑引爆時產生大量熱量，使充氣劑受熱分解釋放氣體給SRS充氣。

（2）信號處理電路。信號處理電路主要由放大器和濾波器組成，用于對傳感器有機化學販信號進行整形、放大和濾波，以便ECU能夠接收、識別和處理。

（3）保護電路和穩壓電路。為了防止安全氣囊系統元件遭受損害，ECU中必須設置保護電路。同時，為了保證汽車電源電壓變化時，安全氣囊系統能夠正常工作，還必須設置穩壓電路。

SRS

SRS警報燈位于儀表板上，接通點火開關時，診斷單元對系統進行自檢，若SRS警報燈點亮6s后熄滅表示系統正常，若6s后依然閃爍或長亮，表示氣囊系統出現故障，提示應進行檢修。若ECU出現異常，不能控制SRS警報燈，SRS警報燈便在其他電路的直接控制下作出異常顯示。

6使用

（1）安全氣囊只是輔助安全系統，需與安全帶配合使用。設計安全氣囊的初衷就是在安全帶的作用下輔助保護駕乘者的安全，而大家往往容易將安全氣囊與安全帶分開來看，認為有了安全氣囊，安全帶的作用就不大了，因此就出現了當發生正面碰撞時，沒有佩戴安全帶而被安全氣囊所傷的情況。由于安全氣囊的充氣速度非常快，充氣瞬間的沖擊力也很大，如果不佩戴安全帶，駕乘者就會由于巨大的慣性而過早地沖向未充滿氣的安全氣囊，這時就會發生意外中的意外，安全氣囊反而起了負面作用。因此，在駕駛和乘坐裝有正面安全氣囊的汽車時，一定要系上安全帶，如果發生正面碰撞，安全帶加上安全氣囊的雙重保護才能得到充分保護才能得到充分發揮。

（2）當汽車裝有前排乘員安全氣囊時，切不可讓兒童坐在前排或在此位置安置兒童座椅，若可以手動關閉此位置的安全氣囊，則應該在兒童乘坐之疥關閉此位置的安全氣囊。因為安全氣囊的爆發會對獐造成一定程度上的傷害，羊排乘員安全氣囊何種較大，其爆發力是兒童所承受不了的。

（3）要注意觀察、位于儀表盤上的安全氣囊警告燈。在正常情況下，點火開關轉到“ACC”或“ON”位置時，警告燈會亮大約6s，進行自檢后熄滅，若警告燈長亮，則表明安全氣囊系統有故障，應進行修理。否則，有可能出現氣囊不起作用或誤彈出的情況。

（4）氣囊炸開后必須更換，在安裝新氣囊時必須注意，碰撞傳感器裝在電腦板內的要隨電腦板更換，裝在電腦板外的也要單獨更換，不然容易引爆；由于氣囊是配合安全帶使用的，的拉緊裝置的安全帶拉緊器也要更換。

（5）風擋玻璃不能懸掛小掛件和小飾物，不然在氣囊彈出時，掛件飾物突然受撞，會產生猛力，像子彈一樣射向乘坐者，后果不堪設想。

（6）不能敲打氣囊裸露在外的標識部位，因為氣囊中含有一種易被電引爆的化學成分，如受到一定作用力的敲打，很容易被引爆。

（7）由于氣囊彈開時發生急劇地充氣膨脹，其沖擊力極大，此時，如果你沒有正確佩戴安全帶，或是坐得離氣囊太近，氣囊膨脹時的沖擊力同樣會對人員千萬傷害。所以，要晝保持方向盤和駕駛員之間的距離大于10cm，并將座椅盡量向后移。 

（8）不要在乘客與氣囊之間放置堅硬或尖銳的物體，否則，氣囊爆炸時的強大沖擊力同樣會將它們壓到人身上，造成死傷。

（9）戴眼鏡的駕駛員最好要戴上安全眼鏡，因為安全氣囊撞上眼鏡會將玻璃撞碎，造成眼球和臉部受傷。