安全氣囊主要用于防止在汽車碰撞中乘員和內部部件之間的碰撞造成的傷害。它們通常作為安全帶的輔助安全裝置出現(xiàn)，兩者協(xié)同工作。安全氣囊的保護原理是：當汽車受到一定的碰撞力時，安全氣囊系統(tǒng)會觸發(fā)類似微量炸藥爆炸的化學反應，藏在車內的安全氣囊會瞬間膨脹彈出，在乘員身體與車內零件發(fā)生碰撞前及時到位。當人體接觸到氣囊時，氣囊會通過氣囊表面的氣孔開始排氣，從而鋪平道路，減少對身體的沖擊力，最終達到減少乘員受傷的效果。

《普通車輛安全氣囊系統(tǒng)結構示意圖》

常用的汽車安全氣囊系統(tǒng)由碰撞傳感器、控制模塊(ECU)、氣體發(fā)生器和安全氣囊等組成。在這里，我們將逐一介紹這些主要組件。

安全氣囊系統(tǒng)傳感器

安全氣囊傳感器通常也稱為碰撞傳感器。根據(jù)用途不同，碰撞傳感器分為觸發(fā)碰撞傳感器和保護碰撞傳感器。觸發(fā)式碰撞傳感器又稱碰撞強度傳感器，用于檢測碰撞過程中的加速度變化，并將碰撞信號傳輸給安全氣囊計算機，作為安全氣囊計算機的觸發(fā)信號。保護性碰撞傳感器又稱安全碰撞傳感器，與觸發(fā)式碰撞傳感器串聯(lián)，防止安全氣囊誤爆。

根據(jù)結構的不同，碰撞傳感器還可以分為機電碰撞傳感器、電子碰撞傳感器和機械碰撞傳感器。防護型碰撞傳感器一般采用電子結構，觸發(fā)型碰撞傳感器一般采用機電結合結構或機械結構。機電一體化碰撞傳感器利用機械運動(滾動或旋轉)來控制電觸點的動作，然后觸點斷開和閉合來控制安全氣囊電路的接通和斷開。常見的碰撞傳感器有滾球式和偏心錘式。電子碰撞傳感器沒有電觸點。目前常用的有兩種：電阻應變式和壓電效應式。常見的機械式碰撞傳感器是水銀開關型，利用水銀的導電特性來控制氣囊電路的通斷。

安裝在發(fā)動機艙前縱梁上的安全氣囊碰撞傳感器多為機電式。

控制模塊(ECU)

早期的汽車，一般會有多個觸發(fā)式碰撞傳感器，通常安裝在車身的前部和中部，比如車身兩側的翼子板內側，大燈支架下方，發(fā)動機散熱器支架兩側。隨著碰撞傳感器制造技術的發(fā)展，一些汽車在安全氣囊系統(tǒng)的ECU中安裝了觸發(fā)式碰撞傳感器。碰撞傳感器一般與安全氣囊系統(tǒng)ECU裝配在一起，大多安裝在駕駛艙內的中控臺下方。ECU是安全氣囊系統(tǒng)的核心部件，大多安裝在駕駛艙內的中控臺下方。

"大多數(shù)安全氣囊控制模塊(ECU)安裝在靠近保險杠的車身中部."

“典型安全氣囊系統(tǒng)控制電路示意圖”

"包括氣體發(fā)生器和安全氣囊在內的模塊(背部)一般不允許拆卸."

氮化鈉或硝酸銨等物質儲存在氣體發(fā)生器中。當汽車受到高速猛烈撞擊時，這些物質會迅速分解，產生大量氣體(其中70%以上是無毒無味的氮氣)，充滿安全氣囊。但是，較新的安全氣囊配備了可以分階段充氣或釋放壓力的裝置，以防止突然爆炸產生的巨大壓力對人體造成傷害。分級點火裝置，即氣體發(fā)生器分為兩級。第一階段產生40%左右的氣體體積，遠低于最大壓力，對人體頭部的運動有緩沖作用。第二階段產生殘余氣體并達到最大壓力。分級泄壓的方法是在氣囊袋上開一個泄壓孔或壓力可調的孔。一旦壓力達到設定的極限，可以瞬間釋放壓力，避免對乘客造成過度傷害。

緩沖氣囊

安全氣囊一般采用抗裂性好的聚鄰苯二甲酰胺織物，為半硬質高分子材料，能承受較大壓力；硫化后可以降低安全氣囊充氣的沖擊力。為了密封氣體，氣囊涂有涂層材料。安全氣囊的大小、形狀、泄漏性能是決定安全氣囊防護效果的重要因素，必須根據(jù)不同汽車的實際情況來確定。當氣囊處于靜止狀態(tài)時，它被折疊成一個袋子，放在氣體發(fā)生器的上部和氣囊裝飾罩之間。安全氣囊裝飾罩表面浮雕有淺淺的印痕，以便在安全氣囊充氣爆裂時撕開裝飾罩，減少沖出裝飾罩的阻力。氣囊的背面或頂部設有排氣孔。當駕駛員按壓安全氣囊時，安全氣囊被按壓后會從排氣孔排氣。

“氣囊和氣體發(fā)生器模塊的安裝位置”

此外，安全氣囊系統(tǒng)還有一個備用電源，備用電源電路由一個電源控制電路和幾個電容組成。當電池和發(fā)電機因汽車碰撞而與安全氣囊系統(tǒng)斷開時，備用電源可以維持安全氣囊系統(tǒng)一定時間(一般6秒)的供電。

為了保證方向盤有足夠的旋轉角度而不損壞安全氣囊模塊的連接線束，在方向盤和轉向柱之間采用了螺旋線束，即線束安裝在螺旋彈簧(也叫螺旋彈簧、游絲或細彈簧)中。

安全氣囊啟動條件

為了保證安全氣囊在適當?shù)臅r候打開，汽車制造商規(guī)定了安全氣囊啟動的條件，只有滿足這些條件，安全氣囊才會爆炸。雖然在一些交通事故中，車內乘員撞墻，甚至危及生命，車輛接近報廢，但如果不滿足氣囊爆炸的條件，氣囊是不會打開的。

氣囊展開需要合適的速度和碰撞角度。從理論上講，只有當車輛在正前方60左右的位置撞上一個固定物體，且速度高于30 km/h時，安全氣囊才能打開，這里所說的速度不是我們通常理解的速度，而是車輛在實驗室中與一個相對剛性的固定障礙物碰撞的速度。在實際碰撞中，車速必須相當于這個測試速度，氣囊才能打開。

碰撞測試都是撞擊剛性物體，但實際碰撞速度相當于安全氣囊打開前的預定速度。

汽車在碰撞中的主要受力部位是客室框架和車身縱梁。為了緩沖碰撞時的沖擊力，車身前部多設計有碰撞緩沖區(qū)，車身剛度也不均勻。在一些事故中，比如轎車與沒有后保護裝置的貨車追尾，或者轎車與護欄碰撞后的側翻事故，或者車身側面碰撞，這類事故往往與車身前部沒有直接碰撞，主要是車身上部與側面的碰撞，碰撞體的剛性很小。雖然車廂發(fā)生了很大的變形，導致車內乘員受傷或死亡，但有時也會因碰撞位置錯誤而導致安全氣囊無法打開。

安全氣囊是一個缺點。

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。在一些實際的碰撞事故中，已經(jīng)證明了安全氣囊確實具有減少乘員傷亡的作用，但是也發(fā)現(xiàn)了一些問題。安全氣囊使用中存在的問題有：

安全氣囊可能會在非常低的速度下打開。當汽車以非常低的速度發(fā)生碰撞時，乘員和駕駛員只是系上安全帶，不需要安全氣囊展開保護。如果此時展開氣囊，會造成不必要的浪費，甚至會因為氣囊的展開而加重碰撞傷害。

安全氣囊的激活會對乘客造成傷害。安全氣囊系統(tǒng)啟動時，安全氣囊蓋會在瞬間打開并膨脹，容易對乘員造成沖擊；產生的熱氣也會灼傷乘客和司機。根據(jù)計算，如果汽車以60公里/小時的速度行駛，突然的撞擊將在0.2秒內使汽車停下來，安全氣囊將在300公里/小時左右的速度彈出，并在0.5秒內彈出

當乘客偏離座椅或座椅上沒有人或兒童時，安全氣囊系統(tǒng)的啟動不僅不能保護乘客，還可能對乘客造成一定的傷害。

可關閉的乘客氣囊還是很實用的。

安全氣囊的使用

由于安全氣囊系統(tǒng)具有危險性，需要正確使用才能發(fā)揮SRS系統(tǒng)的作用，所以對于裝有安全氣囊的車輛，在日常使用中需要注意一些事項。在保證正確駕駛姿勢的情況下，駕駛員應盡可能將座椅向后移動，以便安全氣囊在意外膨脹后有足夠的空間充分發(fā)揮其保護作用，駕駛員必須系好安全帶。12歲以下的孩子應該坐在車后座，系好安全帶。永遠不要把孩子放在前排。氣囊爆炸的巨大沖擊力對他們來說甚至可能是致命的！

對于帶安全氣囊的車輛，應更充分地利用后排兒童安全座椅固定裝置。