安全氣囊工作原理詳解確保乘客少受損傷

發布日期：2017-05-25 17:33 來源：資訊作者：星耀瀏覽次數：311

安全氣囊所要做的就是將乘客的速度降為零，同時確保乘客受到較少的損傷，甚至毫發無損。安全氣囊的使用非常嚴格。安全氣囊只能在乘客和方向盤或儀表板之間的有限空間內發揮作用，并且必須在幾分之一秒的時間內完成使命。不過，如果安全氣囊系統能夠勻速降低乘客的速度，而不是讓他的運動驟然而止，那么即便是如此有限的距離和時間也是很有價值的。

安全氣囊有三個部件可以助其完成這項本領：

氣囊自身由纖細的尼龍纖維制成，折疊后裝入方向盤或儀表盤。近來還出現了裝入座椅或車門的氣囊。傳感器是通知氣囊充氣的設備。當撞擊力相當于以16-24公里/小時的速度撞擊磚墻時，氣囊便會開始充氣。當質量位移使電接觸斷開時，某個機械開關將會被觸動，告知傳感器已發生撞擊。傳感器從內置于微芯片中的加速計接收信號。安全氣囊充氣系統中的疊氮化鈉（NaN3）和硝酸鉀（KNO3）發生反應，生成氮氣。氮氣形成的熱流會讓氣囊迅速膨脹。

氣囊充氣系統與固體火箭助推器的原理相同（有關詳細信息，請參見火箭發動機工作原理）。安全氣囊系統點燃的是“固體推進劑”，后者的燃燒極為迅速，可產生大量氣體為氣囊充氣。隨后，氣囊爆炸般地沖出原始安裝位置，時速高達322公里，比眨一下眼睛還要快！1秒之后，氣體通過氣囊上的小孔迅速消散，氣囊收縮，因此乘客又可以自由移動。

安裝在方向盤中的安全氣囊和充氣系統

充氣系統使用固體推進劑和點火器

盡管整個過程只經歷短短的1/25秒，但多出的這點時間已足以防止人員遭受重創。順便介紹一下，氣囊中釋放出的粉狀物質是普通的玉米淀粉或滑石粉，安全氣囊制造商用它們來確保氣囊在貯存時保持柔韌和潤滑。

早在美國交通運輸部于20世紀80年代要求機動車安裝快速充氣墊之前，就有人提出了使用快速充氣墊防止撞傷的構想。第一項用于飛機的可充氣式緊急降落設備的專利在第二次世界大戰時便已提出申請。

最初在汽車中應用安全氣囊時，主要解決的是價格昂貴問題和技術上的難題（包括壓縮氣體的貯存和釋放）。研究人員考慮的問題包括：汽車中是否有足夠的空間放置氣罐在汽車使用過程中，氣體是否要一直保持高壓狀態如何設計才能保證氣囊在各種工作溫度下迅速而可靠地膨脹，同時不會發出震耳欲聾的巨響

他們需要找到一種方法來引發化學反應，從而產生氮氣來為氣囊充氣。20世紀70年代，小型固體推進劑充氣系統的出現解決了這個難題。

在使用汽車安全氣囊之初，專家提醒這種新設備應與安全帶一起使用。由于安全氣囊只有在速度高于16公里/小時的正面撞擊中才能發揮作用，因此仍然需要使用安全帶。只有安全帶能夠在側面撞擊（盡管現在側氣囊日益普及）、追尾以及二度撞擊中起到一定的保護作用。雖然科學技術日新月異，但就目前來說，安全氣囊仍需要結合膝式/肩式安全帶使用才能發揮作用！

然而，不久之后，人們就發現安全氣囊會對過于靠近它的人員會造成傷害。研究人員已經確認，駕駛員安全氣囊的危險區域是在充氣系統前方5到8厘米的范圍內。因此，與駕駛員安全氣囊保持25厘米的距離可以讓自己處于絕對安全的區域。這個距離應按從方向盤中心到胸骨位置來測算。如果您目前的距離不足25厘米，請按以下方法調整駕駛位置：在保證可以自如踩下踏板的前提下，盡可能向后移動座椅。使座椅靠背稍稍后仰。盡管汽車的設計各不相同，但只要使座椅靠背稍稍后仰一些，即使駕駛座椅位于最前面，大多數駕駛員還是能夠確保25厘米的距離。如果靠在椅背上難以看到路面，則可以使用汽車的座椅升降系統（并非所有的汽車都有這種系統）升高座椅，也可以在座位上放置牢固、不易滑動的坐墊來達到同樣的目的。向下傾斜方向盤（此操作僅在方向盤可以調節時才有效），讓安全氣囊朝向胸部，而不是朝向頭部和頸部。

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