安全气囊在约束系统中的作用

摘要： 随着汽车保有量的增加，汽车道路交通事故逐年增加，汽车约束系统应时而生，极大程度上挽救了人们的生命。安全气囊作为约束系统中最后的安全保障，毫无争议的吸引了大量眼球。但安全气囊这把双刃剑带来的伤痛也使众多消费者对其产生了质疑。作者根据多年的工作经验针对消费者对安全气囊的一些误解做了具体的说明，分析了安全气囊误爆的原因以及安全气囊是在什么情况下起爆才真的安全。并进一步将安全气囊在整车约束系统中起到的作用做了具体的分析。

Abstract： The number of vehicle road traffic accidents increases year by year， while people buy more and more cars. The emergence of the restraint system hugely saves lives. The safety airbags， which is the last guarantee in the restraint system， undoubtedly attract people's attention. However， every sword has two blades. The safety airbags also bring suffer to its user， leading to doubt of them. The writer demonstrates some misunderstanding of customers to the airbags and analyzes the reason to misfire of airbags and the situation when the airbags atc is safe. Moreover， detailed description of the function of airbags in the restraint system is deployed.

关键词： 安全气囊；碰撞；约束系统

Key words： airbag；crash；restraint system

中图分类号：U491.6 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）06-0037-03

1 安全气囊与约束系统的关系

安全气囊是美国工程师Jorn W.Hertrick于1953年发明的，由于它在汽车碰撞事故中能够有效保护乘员，减少伤亡，近20年来在北美、欧洲、日本等发达国家得到迅速发展和普及。我国对安全气囊技术很重视，现在新车型基本都配置有安全气囊。

安全气囊模块的全名称应为SRS AIRBAG， SRS是英文Supplemental Restraint System的缩写，直译为辅助防护系统或辅助约束系统。SRS气囊系统的发展过程简要归纳为：发明于50年代，开发于60年代、应用于70年代、发展于80年代、推广于90年代[1]。约束系统具体指在与乘员发生二次碰撞过程中，约束乘员并与乘员发生作用的汽车零部件。它主要有座椅、安全带、仪表板、方向盘、转向管柱以及安全气囊[2]。所以，安全气囊只是SRS的一部分，是辅助防护系统中能够起缓冲作用的一种装置。

当汽车发生碰撞时，汽车与汽车或汽车与障碍物之间的碰撞称一次碰撞。一次碰撞后，汽车速度急剧变化，驾乘人员就会受到惯性力的作用向前运动，并与车内的方向盘、挡风玻璃或仪表台等物件发生碰撞，这种碰撞称为二次碰撞；再之后，是人体软组织器官和骨骼的撞击，被称为三次碰撞（图1）。汽车的约束系统是在二次碰撞中起到了关键性的作用。

2 安全气囊理解误区的分析和说明

由于安全气囊在碰撞过程中被过分的夸大其功能，导致许多消费者对其产生了一些误解。

误解一：该爆时不爆，不该爆时却爆了！

安全气囊误爆，许多消费者第一反应就是汽车的质量问题。其实，是主机厂不重视车辆安全性吗？当然不会。可以说随着社会的进步，汽车安全已经被提到首位。可为什么还会出现气囊误爆的情况呢？这要从以下几个方面进行阐述。

①安全气囊匹配试验的一个重要部分是误作用试验，即在非碰撞事故的状况下不能让安全气囊起爆。表1列举了一部分误用试验的路况。作者认为：安全气囊的误作用的起爆阀值比高速碰撞更重要，安全气囊误爆会伤害乘员和增加维修费用，客户投诉将严重影响企业的声誉和品牌的形象。而且车辆发生误作用的机率远远高于碰撞事故。所以，大多数主机厂决定下述情况下，安全气囊是不能起爆的。

表1中所列几种误作用试验形式是对大量行驶路况进行统计后形成的，能够代表目前道路上的大多数行驶路况，但是不能覆盖所有的恶劣行驶路况，即某些恶劣路况行驶当中气囊有可能起爆。因为这些路况使车体感应到的加速度大小和速度速降持续时间与起爆判断标准类似，ACU（气囊控制器）误认为是发生了交通碰撞事故，所以发出指令引爆了气囊。例如以下交通事故形式：

一、高速行驶在坏路上容易引起安全气囊误爆的烂路，由于路面损坏严重，如果车辆高速行驶所产生的冲击加速度以及持续时间符合了安全气囊起爆条件，ACU给出点火信号让安全气囊起爆。

二、碰撞传感器的布置区域受到了严重的冲击变形，产生的冲击加速度以及持续时间符合了安全气囊起爆条件，那么ACU给出点火信号也会让安全气囊起爆。

②安全气囊匹配试验的另一个重要环节是碰撞试验，即根据不同车型确定气囊的起爆与否的速度阀值，并通过一系列的不同速度的碰撞试验最终匹配合适的安全气囊。更准确的说，是通过不断的优化气囊的保护能力的同时，匹配合适的车辆约束系统。

以上7种碰撞试验形式是对大量交通事故进行统计归类后形成的，能够代表目前道路上的大多数交通事故，但是不能覆盖所有的交通事故形式，即某些交通事故当中气囊有可能不起爆。例如：

1）汽车受侧面碰撞超过斜前方±30°角时；2）汽车受横向碰撞时（如果有侧面气囊或气帘会在侧碰中起爆，但不排除个别车辆匹配时会让侧碰时正面气囊也起爆）；3）汽车受后方碰撞时；4）汽车发生绕纵向轴线侧翻时。

由此可见，气囊起爆也是有条件的，正是由于不了解这些原因，大家才对汽车碰撞后气囊的“无作为”大为不满。由于车辆本身的原因和实验室目前尚不能完全模拟出所有碰撞类型以及开发费用庞大等等诸多原因，安全气囊也许关键时刻它会成为保卫我们生命安全的最后一道屏障，也许它可能吝啬的让人们与其绚丽的绽放失之交臂。

误解二：安全气囊“万能论”。

许多消费者认为，车里安装了气囊，安全性大大提高了，过分的依赖了安全气囊。其实，在一般的前方撞击意外中，第一保护你的防线就是车头的预折区域（Crumble Zone）。这个预折区域透过变形来吸纳或分散撞击力，也即常说的吸能结构。当车辆因撞击而停顿，但突然的减速力仍会使得乘员的上身不自控地向前冲的时候，安全带便发挥它的功能了——它舒缓你上身的前冲运动。不过，如果撞击力巨大的话，安全带亦不能有效的制止这种运动，你的头部和上身仍然会向前冲，这便是安全气囊出场的时候了，当它充气弹出时，便能够在你的头部和胸部形成一种护垫的功能，避免了这些部位直接撞击到转向盘或仪表板上。保护乘员在撞击中不受伤害。

所以，安全气囊只是撞击时的第三道防线，第一防线是车头的预折区域，这不是所有车都有的东西，譬如平头车就欠缺点，但第二防线安全带。单独使用安全气囊可使事故死亡率下降18%左右，它与安全带配合使用可使事故死亡率下降47%左右。而单独使用安全带可使事故死亡率下降42%左右。可见，安全带对于乘员保护的效果好于气囊[3]。2011年5月，“长安街英菲尼迪案”肇事者之所以成为唯一幸存者，就是因为佩带了安全带的缘故。而且，作者强调，国内乃至欧洲（美国除外）气囊的开发和匹配都是以驾乘人员佩带安全带为依据的。如果没有使用安全带时，气囊的起爆极有可能对人员造成伤害。对于车身来说，提高汽车结构的安全性，即让汽车碰撞部位的塑性尽量大，吸收较多的碰撞能量，降低汽车减速度峰值，尽量减缓一次碰撞的强度；同时使得汽车乘员舱部分有足够的强度和刚度，确保汽车乘员的生存空间，并保证发生事故后乘员能顺利逃逸，保证碰撞时乘员身体不暴露到车外。对于约束系统来说，座椅的结构必须保证乘员碰撞中不产生下潜运动；安全带的限力值设计合理；气囊的展开时间精确等等。可见，合理的车身结构和良好的约束系统的组合才是保护消费者免受伤害的必备条件[4]。

由此可见，安全气囊在被动安全系统中虽然是最后一道保障，但并不是完全由它来保障人的生命。如果非要按照比例来划分的话，安全带的安全性要占到60%，仪表板、座椅等部件的安全性要占到30%，而气囊的安全性仅占有10%左右。只有在全车的约束系统匹配合理的情况下，安全气囊能够做到锦上添花般使保护性更好。并且，作者相信，随着科技的发展，应用在汽车上的高新技术越来越多，伴随着许多主动安全功能的开发，车辆会越来越安全，越来越利于驾驶。

参考文献：

[1]舒华，姚国平，曹斌.汽车SRS气囊系统结构原理与事故诊断[M].北京理工大学出版社，1998.

[2][3]张金换，杜汇良，马春生.汽车碰撞安全设计[M].北京清华大学出版社，2010：2.

[4]黄宁军.汽车安全带、安全气囊系统匹配技术研究[D].武汉理工大学硕士学位论文，2001：3.