毕业设计（论文）-汽车安全气囊设计

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1、职业技术学院毕业设计（论文）第1章安全气囊发展史安全气囊是汽车被动安全中一项技术含量很高的产品。它的保护效果已经被人们普遍认识。使用安全气囊来保护汽车乘员的想法最先产生于美国。1952年，美国汽车生产者联合会在理论上阐述了这样一种汽车安全系统的必要性，几乎同时，这种系统的原理图也绘制了出来。1953年8月，赫特里克首次提出了“汽车用安全气囊防护装置”，并在美国获得了“汽车缓冲安全装置”专利。但是，由于当时技术水平的限制，还不能把这种想法或专利付诸实现。1966年，梅塞德斯-奔驰公司开始研发安全气囊装置，梅塞

2、德斯的工程师们首先发明了碰撞传感器以及气体发生装置，让安全气囊能够在30毫秒内膨胀展开，他们还研制出了抗撕裂的气囊织物材料，改善了气囊的膨胀特性，最终，把整个装置设计安装在汽车的方向盘中。在大约250次真车撞击试验，2500次的台架试验，以及超过700万km的车辆路试之后，在1980年12月，同预张紧安全带一起，安全气囊被安装在了当时最新的奔驰S级轿车上。而从1985年起，奔驰在全部供应美国市场的汽车上都有安装了这种安全系统。到了1991年，差不多有28%的奔驰轿车都装备了驾驶员安全气囊，从最早装备安全气囊

3、的奔驰S级轿车驶下生产线至今已经25年了。有关安全气囊的第一个专利始于1958年。1970年就有厂家开始研制可以减轻碰撞事故中乘员伤害程度的安全气囊；20世纪80年代，汽车生产厂家开始逐渐装用安全气囊；进人90年代，安全气囊的装用量急剧上升；而进入新世纪以后，汽车上普遍都装有安全气囊.　　汽车安全气囊系统（简称SRS）是辅助安全系统，它通常是作为安全带的辅助安全装置出现。安全带与安全气囊是配套使用，没有安全带，安全气囊的安全效果将要大打折扣。据调查，单独使用安全气囊可使事故死亡率降低18%左右，单独使用安全

4、带可使事故死亡率下降42%左右，而当安全气囊与安全带配合使用时可使事故死亡率降低47%左右。由此可见，只有两者相互配合才能最大可能的降低事故的死亡率，安全气囊系统必然作为安全带的辅助系统出现。当发生碰撞事故时，安全带将乘员“约束”-37-职业技术学院毕业设计（论文）在座椅上，使乘员的身体不至于撞到方向盘、仪表板和风窗玻璃上，避免乘员发生二次碰撞；同时避免乘员在车辆发生翻滚等危险情况下被抛离座位。安全气囊的保护原理是：当汽车遭受一定碰撞力量以后，气囊系统就会引发某种类似小剂量炸药爆炸的化学反应，隐藏在车内的安

5、全气囊就在瞬间充气弹出，在乘员的身体与车内设备碰撞之前起到铺垫作用，减轻身体所受冲击力，从而达到减轻乘员伤害的效果。安全气囊系统称为SRS，相对于安全带，安全气囊只是一个辅助保护设备。安全气囊是用带橡胶衬里的特种织物尼龙制成，工作时用无害的氦气填充。此系统由一个传感器激活，该传感器用于监视碰撞中汽车速度减小的程度。在碰撞发生的早期，安全气囊开始充气，安全充气大约需要0.03秒。安全气囊可以非常快的速度充气十分重要，这能确保当乘客的身体被安全带束缚不动而头部仍然向前行进时，安全气囊能及时到位。在头部碰到安全气

6、囊时，安全气囊通过气囊表面的气孔开始排气。气体的排出有一定的速率，确保让人的身体部位缓慢地减速。由于安全气囊弹开充气的速度可高达320公里/小时，碰撞时如果人的乘坐姿势不正确，将给人带来严重的伤害。　　据美国国家公路安全管理部门（NHTSA）的统计，迄今为止，在美国的交通事故当中，安全气囊已保护了约14200人的生命，而在德国，自1990年以来，安全气囊阻止了2500例发生重大伤害的交通事故。据统计，安全气囊在严重的碰撞事故当中能够保护约三分之一的人员生还，另外，六分之一的驾驶员或前排乘客能够在碰撞中得到安

7、全气囊的保护而被拯救。安全气囊的使用明显提高了汽车的被动安全性。目前，世界上很多国家都有要求在新车上必须安装气囊。例如在美国，相应的法规已从1989年起实施。该法规不仅要求所有的新车必须安装安全气囊，甚至对气囊的尺寸也有规定。美国人认为气囊越大越好，而欧洲的专家们则认为最好的方案应该是安全带和小尺寸气囊的配合使用。所以，欧洲的公司只生产小尺寸气囊。现在，在汽车上普遍的布置是一个气囊安装在驾驶盘上，另一个安装在驾驶员旁前排乘员的前面。现代气囊使用尼龙制成，内表面涂复了一层合成橡胶或硅橡胶来保证其气密性。气囊的

8、内表面固定有专门的带子，这些带子在气囊充气时能使其保持一定形状。气囊侧面设有许多孔，这些孔用来快速从气囊中排出气体以利于撞击的缓冲。为避免气囊因长期叠置而成硬块，在气囊内部覆盖一层特殊的材料，它可使气囊的有效使用期达到15年。奔驰公司作为最早安装安全气囊的厂家，至今为止已经在其制造的1200万辆车上都装备了安全气囊。1992年，安全气囊就已经作为奔驰轿车一项标准配置。近年来，梅塞德斯的工程师们仍致力于研究改进安全