[汽車之家 技術] 自上世紀80年代開始逐步在民用車輛上采用之后，安全氣囊時下已經(jīng)成為了非常重要的汽車被動安全設備，安全氣囊的數(shù)量已經(jīng)成為衡量車輛安全性的參照之一，安全氣囊的結(jié)構和原理到底怎樣？安全氣囊需要什么條件才能打開？它有哪些缺點？在使用的過程中需要注意什么？下面就為大家一一解說。
● 安全氣囊的原理及結(jié)構
安全氣囊是“輔助約束系統(tǒng)”（Supplement Restrain System，縮寫為SRS）的一部分，主要是為了防止汽車碰撞時車內(nèi)乘員和車內(nèi)部件間發(fā)生碰撞而造成的傷害，它通常是作為安全帶的輔助安全裝置出現(xiàn)，二者共同作用。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(tǒng)就會引發(fā)某種類似微量炸藥爆炸的化學反應，隱藏在車內(nèi)的安全氣囊就在瞬間充氣彈出，在乘員的身體與車內(nèi)零部件碰撞之前能及時到位，在人體接觸到安全氣囊時，安全氣囊通過氣囊表面的氣孔開始排氣，從而起到鋪墊作用，減輕身體所受沖擊力，最終達到減輕乘員傷害的效果。
常用的汽車安全氣囊系統(tǒng)由碰撞傳感器、控制模塊（ECU）、氣體發(fā)生器及氣囊等組成，下面逐一為大家介紹這幾個主要組成部分。
安全氣囊系統(tǒng)傳感器
安全氣囊傳感器一般也稱碰撞傳感器，按照用途的不同，碰撞傳感器分為觸發(fā)碰撞傳感器和防護碰撞傳感器。觸發(fā)碰撞傳感器也稱為碰撞強度傳感器，用于檢測碰撞時的加速度變化，并將碰撞信號傳給氣囊電腦，作為氣囊電腦的觸發(fā)信號；防護碰撞傳感器也稱為安全碰撞傳感器，它與觸發(fā)碰撞傳感器串聯(lián)，用于防止氣囊誤爆。
按照結(jié)構的不同，碰撞傳感器還可分為機電式碰撞傳感器、電子式碰撞傳感器以及機械式碰撞傳感器。防護碰撞傳感器一般采用電子式結(jié)構，觸發(fā)碰撞傳感器一般采用機電結(jié)合式結(jié)構或機械式結(jié)構。機電結(jié)合式碰撞傳感器是利用機械的運動（滾動或轉(zhuǎn)動）來控制電氣觸點動作，再由觸點斷開和閉合來控制氣囊電路的接通和切斷，常見的有滾球式和偏心錘式碰撞傳感器。電子式碰撞傳感器沒有電氣觸點，目前常用的有電阻應變式和壓電效應式兩種。機械式碰撞傳感器常見的有水銀開關式，它是利用水銀導電的特性來控制氣囊電路的接通和切斷。
控制模塊（ECU）
對于早期的汽車，一般設有多個觸發(fā)碰撞傳感器，安裝位置一般在車身的前部和中部，例如車身兩側(cè)的翼子板內(nèi)側(cè)、前照燈支架下面以及發(fā)動機散熱器支架兩側(cè)等部位。隨著碰撞傳感器制造技術的發(fā)展，有些汽車將觸發(fā)碰撞傳感器安裝在氣囊系統(tǒng)ECU內(nèi)。防護碰撞傳感器一般都與氣囊系統(tǒng)ECU組裝在一起，多數(shù)安裝在駕駛艙內(nèi)中央控制臺下面。ECU是氣囊系統(tǒng)的核心部件，大多安裝在駕駛艙內(nèi)中央控制臺下面。
汽車行駛過程中，傳感器系統(tǒng)不斷向控制裝置發(fā)送速度變化（或加速度）信息，由氣囊控制模塊（ECU）對這些信息加以分析判斷，如果所測的加速度、速度變化量或其它指標超過預定值（即真正發(fā)生了碰撞），則囊控制模塊向氣體發(fā)體發(fā)生器發(fā)出點火命令。
氣體發(fā)生器
氣體發(fā)生器主要是用來在在較短的時間內(nèi)（30ms左右）產(chǎn)生大量的氣體充滿氣囊，產(chǎn)生的氣體必須對人體無害，且不能溫度太高，同時要求氣體發(fā)生器有很高的可靠性和穩(wěn)定性。目前氣體發(fā)生器主要有壓縮氣體式、煙火式和混合式三種型式。混合式氣體發(fā)生器是壓縮氣體式和煙火式相結(jié)合的發(fā)生器，也是目前廣泛應用一種氣體發(fā)生器。
氣體發(fā)生器內(nèi)存儲有氮化鈉或硝酸銨等物質(zhì)。當汽車在高速行駛中受到猛烈撞擊時，這些物質(zhì)會迅速發(fā)生分解反應，產(chǎn)生大量氣體（無毒無味的氮氣占70%以上），充滿氣囊。而較新型的安全氣囊加入了可分級充氣或釋放壓力的裝置，以防止一次突然點爆產(chǎn)生的巨大壓力對人體產(chǎn)生的傷害。分級點爆裝置，即氣體發(fā)生器分兩級點爆，第一級產(chǎn)生約40%的氣體容積，遠低于最大壓力，對人頭部移動產(chǎn)生緩沖作用，第二級點爆產(chǎn)生剩余氣體，并且達到最大壓力。而分級釋放壓力方式就是在氣囊袋上開有泄壓孔或可調(diào)節(jié)壓力的孔，一開始壓力達到設定極限，便能瞬時釋放壓力，以避免對乘客造成過大傷害。
緩沖氣囊
氣囊一般由防裂性能好的聚酞胺織物制成，它是一種半硬的高分子材料，能承受較大的壓力；經(jīng)過硫化處理，可減少氣囊沖氣膨脹時的沖擊力。為使氣體密封，氣囊里面涂有涂層材料。氣囊的大小、形狀、漏氣性能是確定安全氣囊保護效果的重要因素，必須根據(jù)不同汽車的實際情況來確定。氣囊靜止時被折疊成包，安放在氣體發(fā)生器上部和氣囊飾蓋之間，氣囊飾蓋表面模壓有淺印，以便氣囊充氣爆開時撕裂飾蓋，并減小沖出飾蓋的阻力。氣囊背面或頂部設置有排氣孔，當駕駛員壓在氣囊上時，氣囊受壓后便從排氣孔排氣。
此外，氣囊系統(tǒng)還有備用電源，備用電源電路由電源控制電路和若干電容器組成。當汽車發(fā)生碰撞導致蓄電池和發(fā)電機與氣囊系統(tǒng)斷開時，備用電源在一定時間內(nèi)（一般為6秒）可以維持氣囊系統(tǒng)供電。
為了保證轉(zhuǎn)向盤具有足夠的轉(zhuǎn)動角度而又不致于損傷氣囊組件的連接線束，在轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向柱之間采用了螺旋線束，即將線束安裝在螺旋形彈簧內(nèi)（螺旋線束也稱為螺旋彈簧、游絲或游絲彈簧）。