作为汽车上最重要的安全装备之一,安全气囊与安全带两样协同工作,在发生交通事故时挽救了无数人的生命,最初安全气囊的设计是为了减少头部受伤的情况,在发生撞击后向前移动时缓冲头部和颈部,防止人与车辆仪表板接触。随着安全等级的提升,安全气囊的数量也从前排两个增加到全车6个甚至8个,气囊本身也衍生出爆炸式和分级充气式两种类型,那么哪种更安全,气囊弹出的原理又是什么?今天我们选车侦探就来详细分析。
安全气囊原理
早在上世纪60年代,就有工程师提出了安全气囊的概念,并尝试用压缩空气来充气,但由于充气时间太长,这个概念没有得到实施。70年代初,使用烟火推进剂的安全气囊在规定时间内完成了充气,随后被许多制造商引用,到70年代末,奔驰S级等顶级豪华车才真正用上安全气囊,如今安全气囊系统已经成为普通家用车的标准配置。
安全气囊系统由几大模块组成,其中控制单元是安全气囊系统的核心,通常安装在车辆的仪表板区域,控制单元负责检测事故,及时触发必要的放电电路,不同于车辆的其他电器,控制单元的电路独立于车辆电池,使用电容器为点火电路提供电源。除了碰撞的严重程度,控制单元还需要判断事故的方向及类型,以确定是否及时充气。
为控制单元工作的有碰撞传感器、加速度传感器、压力传感器和安全传感器,其中碰撞传感器和加速度传感器一般采用弹簧或者硅块来监测车辆被施加的力及碰撞时的G值,如果车辆发生撞击时速度越快,车辆和乘员承受的G力就越大,超过一定的数值安全气囊就会介入工作。压力传感器则一般安装在车门上,根据发生事故时对门内压力的变化做出反应。而安全传感器负责防止安全气囊被意外启动。
以方向盘安全气囊为例,主体包括一个容积大约为67L的气囊、安全气囊支架和安全气囊盖(方向盘盖)。一旦发生事故,控制单元就会启动发电机,触发电流加热一根细细的导线,从而点燃发射小球,进而燃烧推进剂,推进剂一般由叠氮化钠或者硝酸铵制成,以片剂的形式密封装在燃烧室中。推进剂燃烧时产生的气体膨胀并与氧化剂(一种释放氧气的物质,如氧化铜或氧化铁)发生反应,形成氮气,快速充满气囊。
爆炸式对比分级充气安全气囊
虽然一般称为爆炸式,但其实这是一个燃烧的过程,氮气会在0.02秒内充满气囊,弹开密封的方向盘盖,当然这种弹出方式也会存在危险,丰田和本田的主要供应商高田气囊曾因为安全事件大规模召回最后破产。由于气囊弹出速度超过300km/h,巨大的冲击力让人有一种爆炸的感觉,爆炸式气囊一般采用硝酸铵作为推进剂。目前大多数国产车型都配备爆炸式安全气囊,国内最大的供应商是华懋科技,装备的热销车型有大众速腾、哈弗H6、长安CS75等。
而分级式安全气囊加入了分级充气装置,一般采用叠氮化钠作为推进剂,通过传感器来分层点燃推进剂,第一级产生约40%的气体容积,第二级充满气体,达到最大压力,对人体有一个缓冲作用,在气囊的内表面,也有固定的安全气囊带,这些带子可以在充气时让气囊保持一定形状,从原理来看,分级式安全气囊是更加优秀的解决方案,但是由于成本较高,只有高端车型才会配备分级式气囊。供应商有法国博舍和奥托立夫等,一般装备在奔驰E级和宝马5系等高端车型上。你觉得哪种安全气囊更好呢?欢迎讨论。
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