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1、汽车技术管理汽车技术管理上海第二工业大学机电工程学院张弦安全带与安全气囊安全带与安全气囊一、安全带一、安全带 1、概述：、概述： 汽车座椅安全带是重要的乘员保护约束系统设施汽车座椅安全带是重要的乘员保护约束系统设施之一，在减轻碰撞事故中乘员的伤害程度方面起之一，在减轻碰撞事故中乘员的伤害程度方面起着重要的作用。着重要的作用。 有关数据表明：有关数据表明： 强制使用安全带后，驾驶员的负伤率可降低强制使用安全带后，驾驶员的负伤率可降低434352%52%，副驾驶员的负伤率可降低，副驾驶员的负伤率可降低373745%45%。2 2、发展简史：、发展简史：n最初的汽车安全带是瑞典人发明的。最初的汽车安
2、全带是瑞典人发明的。n自本世纪自本世纪40年代别克轿车将安全带作为标准配年代别克轿车将安全带作为标准配置后，美国将安装和使用安全带确定为强制性的置后，美国将安装和使用安全带确定为强制性的联邦法规，由此开始了安全带的大规模普及。联邦法规，由此开始了安全带的大规模普及。n20世纪世纪70年代起，美、日、英、法等国相继实年代起，美、日、英、法等国相继实行对轿车强制使用汽车安全带的制度。行对轿车强制使用汽车安全带的制度。n欧盟于欧盟于2003年年6月月20日通过一个新决议：从日通过一个新决议：从2004年年7月开始所有市场销售的新型汽车都要月开始所有市场销售的新型汽车都要强制安装安全带。强制安装安全带
3、。3、安全带工作原理：、安全带工作原理： 当当碰撞事故发生时，安全带可将乘员碰撞事故发生时，安全带可将乘员“束缚束缚”在在座椅上，乘员的头部、胸部不至于向前撞到方向座椅上，乘员的头部、胸部不至于向前撞到方向盘、仪表板、风挡玻璃上，使乘员免受车内二次盘、仪表板、风挡玻璃上，使乘员免受车内二次碰撞的危险，同时使乘员不被抛离座椅。碰撞的危险，同时使乘员不被抛离座椅。4、使用安全带的效果：、使用安全带的效果：5、安全带的分类：、安全带的分类： 安全带大体上可以分为三类安全带大体上可以分为三类：n二点式安全带（腰带）；二点式安全带（腰带）；n三点式安全带（腰肩联合带）；三点式安全带（腰肩联合带）；n全背
4、式安全带。全背式安全带。 按照安全带的使用方式，又可分为：按照安全带的使用方式，又可分为：n主动安全带；主动安全带；n被动安全带。被动安全带。 按照安全带卷收器的类型不同，又可分为：按照安全带卷收器的类型不同，又可分为：n无锁式；无锁式；n手调式；手调式；n自锁式；自锁式；n紧急锁止式；紧急锁止式；n预紧式；预紧式；n限力式。限力式。 紧急锁止式：紧急锁止式： 是目前我国使用最为广泛的一种安全带。是目前我国使用最为广泛的一种安全带。 它要求卷收器对织带的拉出加速度、减速度、倾它要求卷收器对织带的拉出加速度、减速度、倾斜角度敏感：斜角度敏感：n当以当以0.7g的加速度拉出，织带在拉出的加速度拉出
5、，织带在拉出25mm内内锁止；锁止；n以以2g的加速度拉出，在的加速度拉出，在50mm内锁止。内锁止。n当汽车受当汽车受0.7g的减速度时，织带在拉出的减速度时，织带在拉出25mm内锁止；内锁止；n卷收器倾斜卷收器倾斜12以下不锁止，以下不锁止，27以上锁止。以上锁止。6、有关法规及实验方法：、有关法规及实验方法： 我国的国家标准中详细规定了安全带的试验方法。我国的国家标准中详细规定了安全带的试验方法。主要有：主要有：n安全带模块环境试验（热、湿、粉尘等）；安全带模块环境试验（热、湿、粉尘等）；n性能试验（静态试验、动载试验）。性能试验（静态试验、动载试验）。二、安全气囊二、安全气囊 1、概述
6、：、概述： 汽车安全气囊系统（汽车安全气囊系统（Supplement Restraint Supplement Restraint System)System) 是一种当汽车遭碰撞而急剧减速时能很快膨胀的缓是一种当汽车遭碰撞而急剧减速时能很快膨胀的缓冲垫，也称气袋（冲垫，也称气袋（Air BagAir Bag）。）。可以保护车内乘员不可以保护车内乘员不致撞到车厢内部。致撞到车厢内部。2、安全气囊的发展简史、安全气囊的发展简史n有关安全气囊的第一个专利始于有关安全气囊的第一个专利始于1953年；年；n20世纪世纪70年代，汽车生产厂家开始使用气囊；年代，汽车生产厂家开始使用气囊；n进入进入20世
7、纪世纪90年代，气囊的装用量急剧上升；年代，气囊的装用量急剧上升；n美国法规规定在美国法规规定在1997年年9月月1日以后出厂的轿日以后出厂的轿车应全部按照安全气囊。车应全部按照安全气囊。n我国对汽车安全气囊技术很重视，国家已将其列我国对汽车安全气囊技术很重视，国家已将其列为重点发展项目。为重点发展项目。3、安全气囊设计的基本思想：、安全气囊设计的基本思想： 在在发生一次碰撞后，二次碰撞前，迅速在乘员和发生一次碰撞后，二次碰撞前，迅速在乘员和汽车内部结构之间打开一个充满气体的袋子，让汽车内部结构之间打开一个充满气体的袋子，让乘员扑在气袋上。通过气袋的排气节流阻尼吸收乘员扑在气袋上。通过气袋的排
8、气节流阻尼吸收乘员的动能，使猛烈的二次碰撞得以缓冲，以达乘员的动能，使猛烈的二次碰撞得以缓冲，以达到保护的目的。到保护的目的。4、安全气囊系统的组成和工作原理：、安全气囊系统的组成和工作原理： 1）安全气囊系统主要由以下几个部分组成：）安全气囊系统主要由以下几个部分组成：传感器传感器控制器控制器气体发生器气体发生器气袋气袋2）工作原理：）工作原理： 传感器感受汽车碰撞强度并将其传给控制器，控传感器感受汽车碰撞强度并将其传给控制器，控制器接受并处理传感器信号，当控制器判断有必制器接受并处理传感器信号，当控制器判断有必要打开气袋时，立即发出点火信号触发气体发生要打开气袋时，立即发出点火信号触发气体
9、发生器，气体发生器产生大量气体，在乘员和汽车内器，气体发生器产生大量气体，在乘员和汽车内部结构之间展开一个充满气体的气袋。从而达到部结构之间展开一个充满气体的气袋。从而达到减轻伤害、保护乘员的目的。减轻伤害、保护乘员的目的。 3）气袋：）气袋：n在美国，气囊系统是作为被动约束系统来开发的，在美国，气囊系统是作为被动约束系统来开发的，要求对未系安全带的乘员也具有保护作用。为了要求对未系安全带的乘员也具有保护作用。为了在较大范围内对乘员进行保护，要求气囊容积较在较大范围内对乘员进行保护，要求气囊容积较大，一般驾驶员侧为大，一般驾驶员侧为6080L，前排乘员侧为前排乘员侧为120160L。n在欧洲，
10、除了一些豪华车安装被动安全气囊外，在欧洲，除了一些豪华车安装被动安全气囊外，还为中、低档车安装了以安全带为主的安全气囊还为中、低档车安装了以安全带为主的安全气囊系统（主动安全气囊系统）。气囊仅作为乘员头系统（主动安全气囊系统）。气囊仅作为乘员头部、面部的小范围保护，容积较小，一般驾驶员部、面部的小范围保护，容积较小，一般驾驶员侧为侧为2535L，前排乘员侧为前排乘员侧为6080L。5、安全气囊控制系统的技术要求：、安全气囊控制系统的技术要求： 在在国外汽车安全气囊系统中，气体发生器和气袋国外汽车安全气囊系统中，气体发生器和气袋都已标准化，可根据不同的车型选购，而其中的都已标准化，可根据不同的车
11、型选购，而其中的控制系统则为各生产厂家所保密。控制系统则为各生产厂家所保密。 对于安全气囊控制系统的技术要求主要有：对于安全气囊控制系统的技术要求主要有：1）碰撞判断准确：）碰撞判断准确：n对于同时使用安全带的气囊对于同时使用安全带的气囊 一般规定：车速在一般规定：车速在20km/h以下正面撞墙时，以下正面撞墙时，气囊不点爆；气囊不点爆；30km/h以上时，气囊一定点爆。以上时，气囊一定点爆。n对于不使用安全带的气囊对于不使用安全带的气囊 一般规定：车速在一般规定：车速在12.8km/h以下正面撞墙时，以下正面撞墙时，气囊不点爆；气囊不点爆；20.9km/h以上时，气囊一定点以上时，气囊一定点
12、爆。爆。 2）点火时刻准确：）点火时刻准确： 点火时刻的早晚，对乘员的保护作用影响很大。点火时刻的早晚，对乘员的保护作用影响很大。n国外普遍采用的是国外普遍采用的是5in-30ms准则；准则；n在我国，由于各种车的尺寸不同，人的平均身高、在我国，由于各种车的尺寸不同，人的平均身高、上身长度和外国人也不相同，因此对这项准则要上身长度和外国人也不相同，因此对这项准则要通过大量的数据统计和试验测试进行测定。通过大量的数据统计和试验测试进行测定。 3）抗粗糙路面干扰能力强）抗粗糙路面干扰能力强 安全气囊系统是一次性使用的安全防护系统，若安全气囊系统是一次性使用的安全防护系统，若意外点爆，除了会造成经济
13、损失，还会引起不必意外点爆，除了会造成经济损失，还会引起不必要的事故。因此必须具备高的抗干扰能力。要的事故。因此必须具备高的抗干扰能力。 当汽车以当汽车以202060km/h60km/h的速度通过：的速度通过：n上下上下110mm110mm高的台阶；高的台阶；n铁路铁轨；铁路铁轨；n坑洼路面；坑洼路面；n石块路面；石块路面；n搓板路面等。搓板路面等。 气囊不应点爆。气囊不应点爆。 4）高可靠性与工作稳定性：）高可靠性与工作稳定性：n由于汽车的工作环境比较复杂，环境问题不能由于汽车的工作环境比较复杂，环境问题不能引起气囊系统的失效。引起气囊系统的失效。n安全气囊系统要有宽的工作电源范围，并且当安
14、全气囊系统要有宽的工作电源范围，并且当电源失掉后，应能有数百毫秒的持续工作能力。电源失掉后，应能有数百毫秒的持续工作能力。n大多数车辆采用由两个碰撞传感器（安装在车大多数车辆采用由两个碰撞传感器（安装在车身塑性变形区）和一个电子式诊断传感器（安身塑性变形区）和一个电子式诊断传感器（安装在控制器中）组成碰撞敏感系统。装在控制器中）组成碰撞敏感系统。三、结论三、结论 根据交通事故统计显示：根据交通事故统计显示：n性能优良的三点式安全带在事故中防止乘员死亡性能优良的三点式安全带在事故中防止乘员死亡的保护率为的保护率为41%；n安全带与安全气囊配合，保护率可提高到安全带与安全气囊配合，保护率可提高到46%；n如果安装了安全气囊而不使用安全带，则保护率如果安装了安全气囊而不使用安全带，则保护率下降至下降至20%。 综上所述，安全气囊只有与三点式安全带配合使综上所述，安全气囊只有与三点式安全带配合使用才能发挥良好的保护作用。用才能发挥良好的保护作用。