後排頭部氣囊

汽車的安全氣囊內有疊氮化鈉（NaN3）或硝酸銨（NH4NO3）等物質。當汽車在高速行駛中受到猛烈撞擊時，這些物質會迅速發生分解反應，產生大量氣體，充滿氣囊。[疊氮化鈉分解產生氮氣和固態鈉；硝酸銨分解產生大量的一氧化二氮（N2O）氣體和水蒸氣]

新型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生的巨大壓力對人頭部產生的傷害，特別在乘客未佩戴安全帶的時候，可導致生命危險。具體形式有：

1.分級點爆裝置，即氣體發生器分兩級點爆，第一級產生約40%的氣體容積，遠低於最大壓力，對人頭部移動產生緩衝作用，第二級點爆產生剩餘氣體，並且達到最大壓力。總的來説，兩級點爆的最大壓力小於單級點爆。這種形式，壓力逐步增加。

2.分級釋放壓力方式，囊袋上開有泄壓孔或可調節壓力的孔，分為完全憑藉氣體壓力頂開的方式或電腦控制的拉片Tether。這種方式，一開始壓力達到設定極限，然後瞬時釋放壓力，以避免過大傷害。

為了保證安全氣囊在適當的時候打開，汽車生產廠家都規定了氣囊的起爆條件，只有滿足了這些條件，氣囊才會爆炸。雖然在一些交通事故中，車內乘員碰得頭破血流，甚至出現生命危險，車輛接近報廢，但是如果達不到安全氣囊爆炸的條件，氣囊還是不會打開。

安全氣囊打開需要合適的速度和碰撞角度。從理論上講，只有車輛的正前方左右大約60°之間位置撞擊在固定的物體上，速度高於30km/h，這時安全氣囊才可能打開。這裏所説的速度不是我們通常意義上所理解的車速，而是在試驗室中車輛相對剛性固定障礙物碰撞的速度，實際碰撞中汽車的速度高於試驗速度氣囊才能打開。

汽車發生碰撞時的主要受力部位是保險槓和車身縱梁，為了緩衝碰撞時的衝擊力，車身前部大都設計有碰撞緩衝區，而且車身的剛度公佈也是不均勻的。在一些事故中，例如當轎車與沒有後部防護裝置的卡車發生鑽入性追尾事故，或轎車碰撞護欄後發生翻車事故，或發生車身側面碰撞等，這樣的事故往往沒有車身前部的直接撞擊，主要是車身上部和側面發生碰撞，碰撞車身部位的剛度很小，雖然車艙發生了很大的變形，造成了車內乘員受傷或死亡，但是由於碰撞部位不對，有時候氣囊並不能打開。

安全氣囊使用過程中存在的缺陷

安全氣囊作為提高汽車安全性的有效措施之一越來越受到人們的重視。世界各國都投人大量的人力物力致力予安全氣囊的開發，使得安全氣囊系統得到大力發展。在一些實際的碰撞事故中證明安全氣囊確實具有降低乘員傷亡的功效，但也發現了其存在的一些問題。安全氣囊在使用中存在的問題有：

1.氣囊可能在很低的車速時打開。汽車在很低車速行駛而發生碰撞事故時，乘員和駕駛員繫上安全帶即可，完全不需要安全氣囊展開起保護作用。如果這時展開氣囊反而會造成不必要的浪費，甚至還可能因安全氣囊的展開加重碰撞傷害。

2.氣囊的啓動會對乘員造成傷害。安全氣囊系統啓動時將衝開氣囊蓋板，並且在瞬間展開充氣，很可能對乘員造成衝擊；產生的灼熱氣體也會灼傷乘員和駕駛員。

3.當乘客偏離座位或座位上無人或兒童乘坐時，氣囊系統的啓動不僅起不到應有的保護作用，還可能會對乘員造成一定的傷害。

從安全氣囊在使用過程中存在的缺陷可知，現有安全氣囊的基本設計目標是用來對付嚴重交通事故的，但在一些不太嚴重，的事故中，系統反應過度，反而會對駕乘人員施加作用過大，適得其反，造成不必要的傷害。

針對實際使用中存在的問題，我們更希望在安全氣囊展開之前，安全氣囊系統能夠精確感應汽車發生的碰撞，並按照程序來判斷碰撞事故的嚴重程度，如果碰撞級別比較低的話，只需將安全帶的預緊機構拉緊即可；如果碰撞級別比較高，需要啓動安全氣囊，則將點燃氣囊的指令傳遞給氣囊系統。這也就是要求安全氣囊系統能夠準確地感應所發生的碰撞事故；並且能模仿人腦，根據實際的碰撞程度來判別安全氣囊是否需要展開，有一定靈活性；並且能夠針對不同體形的乘員適當的調整安全氣囊。

1.磁電式傳感器的採用

傳感器的觸發通常有：開關式，純機械式，單點電子式，側撞式，應變式等。國際上對汽車上安全氣囊的傳感器觸發方式也沒有一個統一標準。不僅是因為其種類繁多，而且．是因為裝於車身上不同位置的傳感器觸發方式也不同。為使傳感器能夠方便地安裝在各個需要的感應部位，使其能夠正確、適時地感應碰撞，可選用磁電式傳感器。

磁電式傳感器可以安裝在車身上的任何位置，只要稍微調整一下某些參數值，使得其能夠識別峯值為0588m/s：和時間脈衝為0-20ms的碰撞加速度信號即可。只要碰撞加速度峯值和時間脈衝寬度同時滿足條件，就會向氣囊發出觸發信號，展開氣囊，對人體進行保護。

傳感器結構，它由外殼（非磁性材料）、磁性材料、慣性體（非磁性材料）、連接在慣性體上的軟鐵、支持和調節位移幅值的彈簧、安裝在與外殼連接的凸柱內的永久磁鐵和繞制在軟鐵上的線圈及引線組成。當傳感器受到碰撞加速度時，慣性體產生反向加速度，導致通過線圈的磁通量發生變化，在線圈引線兩端產生鐘形脈衝信號，當調整彈簧剛度時，可改變加速度信號的寬度。

傳感器的信號判別電路由三部分組成：信號幅度判別電路；信號寬度判別電路；有用、無用信號判別電路。通過對碰撞信號進行多方位的判別，可使控制裝置獲取的碰撞信號更全面，發出的點火控制更準確，從而確保安全氣囊在必要的情況下展開。

如何獲得穩定的衝擊加速度信號是研究；傳感器的關鍵，也是保證傳感器準確獲取碰撞信號的關鍵。磁電加速度傳感器採用落錘衝擊試驗裝置來調整校正其感應敏感度。釋放錘頭，與橡膠面碰擊時，安裝在錘頭上面的加速度或磁電式傳感器將感受到衝擊加速度。不同落高對應不同加速度；調整橡膠厚度，可改變信號寬度；調整落錘高度，可改變信號幅度。

磁電式傳感器不僅電子判別電路出錯率低，感應碰撞信號的可信度高而準確；而且通過標錘落定實驗可以調節它的感應範圍寬度，滿足汽車碰撞產生脈衝的再現，從而還可以安裝於車身上任何部位。還有就是它設計簡單，價格低廉，對絕大多數汽車使用者來説都不再是望而卻步的奢侈品。

2.智能化控制系統的採用

對安全氣囊控制系統的要求是準確判斷事故的碰撞強度，控制氣囊的展開與否。針對安全氣囊在使用中的缺陷，必須進一步提高控制系統靈活性、準確性，為此我們可以採用智能式控制系統。

1.碰撞傳感器。安全氣囊系統中的重要部件，其功能是檢測、判斷汽車發生碰撞後的撞擊信號，以便決定是否展開緩衝氣囊。碰撞傳感器主要有三種類機械式傳感器在早期的安全氣囊中使用較多，主要應用慣性原理，利用傳感器中元件的慣性力克服彈簧力來觸發氣體發生器。機械式在加速度較低時保證不啓動氣囊，可靠性較高；但只能單點傳感，對機械部件的品質、精度和耐磨性要求極高。

電子式傳感器是一種應用最早的碰撞傳感器，根據電子原理，利用電信號來反映車身減速度，而後根據電信號來判別是否展開緩衝氣囊。

機電式傳感器採用機電結合的方式，將機械信號轉化為電子信號，再利用電子信號點爆安全氣囊。即具有機械式的優點，又能克服機械式傳感器本身存在的缺陷，安裝在車身上任何位置，以便得到較好的減速信號，而且能夠在同一位置安裝多個傳感器。

2.緩衝氣囊。氣囊一般由防裂性能好的聚酞胺織物製成，它是一種半硬的泡沫塑料，能承受較大的壓力；經過硫化處理，可減少氣囊衝氣膨脹時的慣性力；為使氣體密封，氣囊裏面塗有塗層材料。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，必須根據不同汽車的實際情況來確定。

安全氣囊系統開發人員正在根據神經網絡原理開發智能型氣囊系統。它主要是利用神經末梢（即各種傳感器）將各自探索到的周圍環境的各種信息傳輸給中樞神經（即電腦或微機），並能將碰撞事故的碰撞類型，碰撞事故嚴重程度以及碰撞時的車速等信息一起傳遞給電腦，由電腦對這些信息進行加工處理分析，做出相應反應，並執行與這些信息相對應的、正確的氣囊保護程序，即所謂的智能式控制系統。

智能式控制系統一般由兩部分組成，軟件部分和硬件部分。硬件部分主要由車載部分的電子控制單元（包括單片機、傳感器、點火電路等）和地面部分（包括串行通訊電路、計算機系統等）；軟件部分主要由單、片機部分和微機部分組成。氣囊傷人、保護效果不佳或者浪費等狀況。

3.乘員探測系統的選擇

針對氣囊未能對不同的乘員做出相應的保護，我們可在乘員座位上安裝一個乘員探測系統，對車座上是否有人，乘員的體型大小，以及就座時偏離正中情況進行探測。相當於專門安裝一個傳感器，探測的乘員乘坐信息，並傳遞給中央電腦控制中心。如果發生碰撞的話，控制中心在對各種傳感器傳過來的信息進行判斷的同時綜合考慮乘員探測系統探測所得的乘員乘坐信息。這樣的話，安全氣囊系統就可以針對駕駛員和乘員的乘坐情況適時適量展開氣囊，完全避免

理想的安全氣囊是可以針對各種不同的特殊情況對汽車的使用者進行保護。安全氣囊應儘可能多地收集和利用有關乘員形體位置信息及撞車類型和撞車速度的數據，建立數據庫，對碰撞中乘員和車的有關信息進行識別判斷，調整安全約束系統參數，使人體獲得最佳保護。要實現這一理想，以我們的研究來説可能還有很長的一段差距，但我們可以逐步完成。以上的探討思考也只是向理想邁進的一個步伐而已，相信今後隨着科學技術研究的發展，我們的汽車安全措施會更加的完善。

4.氣體發生器的多元化發展

對於氣體發生器，不僅要求其工作可靠，性能穩定，耐久性好，符合環保要求，而且要求儘量減輕其質量和降低成本。尤其針對安全氣囊氣體傷人的情況，更是要求對氣體發生器加以改進。汽車上的氣囊系統大量採用以疊氮化物作為氣體發生物質的推進劑型氣體發生器，其它類型的氣體發生器，包括混合氣體型氣體發生器、液體（液態氣）型氣體發生器、壓縮空氣蓄能型氣體發生器和硝化纖維型氣體發生器等也在積極研製。如摩爾頓公司生產的一種低密度、無毒的氣體型氣體發生器，與現用的相比具有體積小、質量輕的優點；佈雷德公司開發的一種新型無鈉疊氮化物氣體發生器，耗用量不到鈉疊氮化物發氣劑的40%，而能產生等量的氣體，從而使其體積減小，質量減輕。

隨着科技的發展和人們對汽車安全重視程度的提高，汽車安全技術中的安全氣囊技術近年來也發展得很快，智能化、多安全氣囊是今後整體安全氣囊系統發展的必然趨勢。

新的技術可以更好地識別乘客類型，採取不同的保護措施。系統採用重量、紅外、超聲波等傳感器來判斷乘客與儀表板遠近、重量、身高等因素，進而在碰撞時判斷是否點爆氣囊、採用1級點火還是多級點火、點爆力有多大，並與安全帶形成總體控制。通過傳感器，氣囊系統還可以判斷出車輛當前經歷的碰撞形式，是正面碰撞還是角度碰撞，側面碰撞還是整車的翻滾運動，以便驅動車身不同位置的氣囊，形成對乘客的最佳保護。

網絡技術的應用也是安全氣囊系統的發展方向。在汽車網絡中，有一種應用面比較窄，但是非常重要的網絡即Safe-By-Wire。 Safe-By-Wire是專門用於汽車安全氣囊系統的總線，Safe-By-Wire技術旨在通過綜合運用多個傳感器和控制器來實現安全氣囊系統的細微控制。Safe-By-Wire Plus總線標準是由汽車電子供應商和部件供應商如飛利浦、德爾福等公司提出。與整車系統常用的CAN、FlexRay等總線相比，Safe-By-Wire的優勢在於它是專門面向安全氣囊系統的汽車LAN接口標準。為了保證系統在汽車出事故時也不受破壞，Safe-By-Wire中嵌入有多重保護功能。比如説，即使線路發生短路，安全氣囊系統也不會因出錯而起動。Safe-By-Wire技術將會在汽車安全氣囊系統中獲得廣泛的應用。

A安全氣囊的歷史

汽車安全氣囊系統，簡稱SRS，是一種輔助保護系統。

安全氣囊最早由瑞典人發明，到20世紀80年代，安全氣囊技術基本成熟。

1972年，通用汽車首次進行大範圍的安全氣囊現場試驗，並於1974年將安全氣囊列為若干型號轎車的選購配置。

1996年，通用汽車推出業界第一個防止側面撞擊的安全氣囊，可減輕氣囊膨脹給兒童造成傷害。

2002年，通用汽車宣佈將在2003年型號的大型卡車和運動休閒車上酉謾正面安全氣囊感知器，可根據副駕駛座上乘員的體重自動關閉安全氣囊。

B安全氣囊的工作原理

當車輛發生碰撞時，安全氣囊控樹模塊快速對信號做出處理，確認發生碰撞的嚴重程度已超出安全帶的保護能力，便迅速釋放氣囊，使乘員的頭、胸部直接與較為柔軟有彈性的氣囊接觸，從而通過氣囊的緩：中作用減輕乘員的傷害。一般説來，輕微的碰撞不會打開安全氣囊，只有在車輛正面一定角度範圍內才是打開安全氣囊的有效碰撞範圍，後碰、側碰、翻轉都不會引發安全氣囊打開。 需要強調的是，安全氣囊只是輔助，在不繫安全帶的狀況下，安全氣囊不但不能對乘員起到防護作用，還會對乘員有嚴重的殺傷力。安全氣囊的爆發力是驚人的，足以擊斷駕駛者的頸椎。因此，繫好安全帶是安全氣囊發揮保護作用的一個重要條件。

安全氣囊的使用

駕駛者應將座位儘量向後移，以便有足夠空間使安全氣囊在發生意外擴張後充分發揮其保護作用。駕駛者不宜傾前控車，坐姿要正確及緊貼座位背椅，且扣上安全帶。12歲以下的小孩應坐在汽車的後排，並扣上安全帶。體重不超過18公斤的幼孩應放在配有幼孩座椅裝置的後排座位，並扣上安全帶。