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安全氣囊的發(fā)展及應用

: 問提問者：網(wǎng)友 | 2017-04-26

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　　這是我的畢業(yè)論文啊、、太多了發(fā)不完　　1.1 國外汽車安全氣囊的發(fā)展　　安全氣囊的雛形是美國人 Jhon.W.Hetrick 發(fā)明的安全氣墊。1952 年 Hetrick 發(fā)明了他自己之稱為“汽車安全氣墊”的裝置，用來減輕急剎車或正面碰撞帶來的嚴重傷害。這是一種純機械裝置。用于使氣囊膨脹的壓縮空氣貯存在一個壓力容器中，連接著彈簧的質(zhì)量塊用來感應汽車的減速度。當質(zhì)量塊產(chǎn)生位移時，能打開一個閥使壓力空氣從壓力容器中沖出來，以使氣囊膨脹。氣囊可裝在方向盤中、手套箱門上、儀表板上部以及前排座椅的靠背?！　≡缙诘目諝饽抑饕糜谂c其它安全裝置一起防止飛機著陸時與地面的碰撞。1960 年，安全氣囊技術(shù)開始在原有的基礎(chǔ)上研制并轉(zhuǎn)為民用?！　?0 年代末, 美國高速公路交通安全委員會(NHTSA)開始建議制定一個可選擇的安全氣囊法則, 鼓勵汽車廠商去發(fā)展安全氣囊。　　70 年代, 美國通用、福特, 德國奔馳，日本豐田等汽車公司以及美國 MORTON 公司、TRW 公司、德國 TEMIC 公司、ICT 研究院、日本 DAICEL 公司、瑞典 AUTOLIV 公司等均開始投入大量資金和人力研究與發(fā)展安全氣囊, 其中 1971 年 5 月德國的一個研究小組成功地將火箭推進技術(shù)應用于汽車安全氣囊。這些綜合力量使安全氣囊的研究與發(fā)展進入了一個全新的發(fā)展階段。　　1984 年, 美國高速公路交通安全委員會(NHTSA) 在著名的“聯(lián)邦汽車安全標準”中的 208 條款《乘員碰撞保護》(Federal MotorVehicl Safety Standard208, 簡稱 FMVSS208) 中增加了安裝氣囊的要求, 這為安全氣囊的發(fā)展和使用提供了一個明確的法則及指導方向。FMVSS208 條款是汽車安全氣囊發(fā)展史上的一個重要的里程碑。此后, 歐洲也頒布了 ECER94 法規(guī), 緊接著日本豐田、本田, 美國福特、克萊斯勒, 德國寶馬, 瑞典富豪等汽車公司紛紛開始銷售配有安全氣囊的汽車?！　?0 世紀 90 年代后期, 美國、歐共體、日本已正式立法在汽車上配置安全氣囊, 雙氣囊已成為絕大多數(shù)主流轎車的標準件。　　安全氣囊由美國人約翰•赫特里特（John•Hotrich ）發(fā)明。他是一位自學成才的阿賓夕法尼亞州工程師。1952 年，在遭遇一次事故后，他萌發(fā)了設(shè)計撞車安全裝置的想法。在這次事故中，約翰為躲避一個障礙物而猛打方向盤進行制動，他和妻子都用手臂本能地保護坐在前座中間位置上的女兒。這次事故后他意識到必須要有一個良好的方法來保護乘員，兩周之后他繪好了設(shè)計圖紙交給了代理人，這份圖紙確定了今天安全氣囊的雛型。1953 年 8 月 18 日，他獲得了" 汽車緩沖安全裝置" 的美國專利?！　“踩珰饽覐?1952 年就取得了專利，但在應用推廣中經(jīng)歷了幾上幾下的波折，足足走過了 30 多年的漫長路途。直至 1984 年，汽車碰撞安全標準(FMVSS208) 在美國經(jīng)多次被廢除后又重新被認可并開始實施，其中規(guī)定從 1995 年 9 月 1 日以后制造的轎車前排座前均應裝備安全氣囊，同時還要求 1998 年以后的新轎車都裝備駕駛者和乘客用的安全氣囊，自此才確認了安全氣囊的作用。如今，這個在當年頗具創(chuàng)意性的發(fā)明已轉(zhuǎn)為千百萬個產(chǎn)品，種類也發(fā)展為正面氣囊、側(cè)面氣囊、安全氣簾等等。各國生產(chǎn)的中高級轎車，大多數(shù)都裝有安全氣囊，有些轎車已將安全氣囊列入必裝件。在國內(nèi)，隨著 CMVDR294 碰撞安全法規(guī)的開始實施，國內(nèi)消費者對汽車被動安全性能的要求也越來越高，但目前除了極少數(shù)高級車裝備了側(cè)面氣囊之外，大部分車型還只是安裝了正面氣囊。　　安全氣囊在近幾年得到了飛速的發(fā)展，價格大幅度下降，裝備了安全氣囊的轎車也從過去的中高級轎車向中低級轎車發(fā)展。同時，有些轎車前排安裝了乘客用的安全氣囊（即雙安全氣囊規(guī)格），乘客用的安全氣囊與駕車者用的安全氣囊相似，只是氣囊的體積要大些，所需的氣體也多一些而已。進入 90 年代以來，安全氣囊的安全性能已被人們普遍接受，并被視為一種現(xiàn)代化和高檔次的安全裝置。了解安全氣囊的工作原理及注意事宜對我們更好的保護自己有很重要的作用，但對于駕駛員來說，安全駕駛才是第一位的，這是任何先進的安全裝置都無法替代的?！　?.2國內(nèi)汽車安全氣囊的發(fā)展　　我國對汽車安全氣囊的研究起步較晚。上個世紀 80 年代末我國的一些汽車碰撞安全和軍工專家才開始關(guān)注汽車安全氣囊的研究和發(fā)展?！　‰S著世界汽車進軍我國，我國的汽車工業(yè)迎來了前所未有的發(fā)展契機。1992 年，我過自行研制的 FS-01 安全氣囊通過撞車試驗。我國的政策法規(guī)也對我國汽車工業(yè)的發(fā)展提供了良好的發(fā)展空間?！　≡谖覈熬盼濉币?guī)劃期間和“十五”規(guī)劃中, 國家經(jīng)貿(mào)委和汽車行業(yè)將安全氣囊列為我國汽車零配件三大重點發(fā)展項目( 電子噴油系統(tǒng)、防抱死制動系統(tǒng)和安全氣囊系統(tǒng)) 之一, 尤其是在 1999 年 1 0 月 28 日, 國家機械工業(yè)局發(fā)布《關(guān)于正面碰撞乘員保護的設(shè)計規(guī)則》( CMVDR294) 。這個設(shè)計規(guī)則明確提出對汽車乘員在發(fā)生汽車碰撞時的安全標準。所述的安全要求。CMVDR294 的發(fā)布間接地對汽車配置安全氣囊提出了新的要求, 這無疑是中國安全氣囊發(fā)展史上的一個進步, 同時也對安全氣囊的研究與發(fā)展指明了正確的方向和注入了新的活力?！　≡谑嗄甑难芯颗c發(fā)展過程中, 國內(nèi)許多大學與事業(yè)公司的研究與產(chǎn)品已初具基礎(chǔ), 其中部分研究與技術(shù)已接近國際水平。清華大學的黃世霖等人在汽車碰撞實驗研究中, 系統(tǒng)地研究了多種國產(chǎn)汽車中安全氣囊的匹配技術(shù)對汽車安全氣囊的點火控制模擬、汽車碰撞的過程模擬和實驗驗證以及有關(guān)軟件在汽車安全氣囊系統(tǒng)設(shè)計中的應用等方面作了大量工作, 對國內(nèi)的汽車安全氣囊研究具有重要的指導作用?！　∽湓阱\州經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)的錦恒公司是國內(nèi)唯一一家具有自主知識產(chǎn)權(quán)的汽車安全氣囊生產(chǎn)企業(yè)，其生產(chǎn)能力和所占市場份額在國內(nèi)最大。錦恒公司建有國內(nèi)一流的研發(fā)中心，實驗室通過了國家 CNAL 認證，具有正面碰撞、角度碰撞、柱撞、側(cè)面撞等實車碰撞試驗能力和臺車試驗能力。公司的主要碰撞、檢測設(shè)備和組裝生產(chǎn)線均由國外引進，技術(shù)裝備水平國內(nèi)領(lǐng)先。他們通過引進美國公司的安全氣囊生產(chǎn)技術(shù)，開發(fā)出填補國內(nèi)空白的機械式安全氣囊產(chǎn)品；與一汽汽研所共同承擔了國家 “九五”汽車電子產(chǎn)品攻關(guān)計劃，開發(fā)出具有獨立知識產(chǎn)權(quán)的電子式安全氣囊產(chǎn)品。目前，該公司共為國內(nèi) 20 多個汽車生產(chǎn)廠家的 30 多個車型研發(fā)、配套安全氣囊，已形成單班年產(chǎn) 20 萬套安全氣囊總成、120 萬只氣囊、15 萬只飾蓋的生產(chǎn)能力，是國內(nèi)同行業(yè)中首家實現(xiàn)為整車配套的企業(yè)。近年，他們還與國際著名的安全氣囊供應商簽訂加工安全氣囊零部件的協(xié)議，產(chǎn)品將走向歐洲、北美等國家。　　2000 年以來，我國安全氣囊市場需求平均每年都有超過 200% 的速度在增長，到 2004 年我國安全氣囊市場總配套量接近 400 萬套。目前，國內(nèi)生產(chǎn)安全氣囊企業(yè)有近 20 家，2004 年產(chǎn)量超過 200 萬套，安全氣囊的國產(chǎn)化率超過 50% 。國內(nèi)安全企業(yè)的生產(chǎn)和配套市場基本上分外資企業(yè)和國產(chǎn)企業(yè)兩大陣營。外資企業(yè)主要以 Autoliv 、Plast、T akawa、Mobis 等為代表，國內(nèi) 80% 以上的安全氣囊由他們生產(chǎn)，外資企業(yè)占據(jù)著我國安全氣囊的中高端配套市場。國產(chǎn)企業(yè)主要是以錦州錦恒、東方久樂、上海比亞迪等為代表，他們國內(nèi)安全氣囊的產(chǎn)量只占 15% 左右，主要在一些國產(chǎn)化的經(jīng)濟型乘用車有所配套。我國安全氣囊在經(jīng)歷安全氣囊的進口高峰后，進口安全氣囊的高速增長是勢頭已經(jīng)跌落，2005 年上半年已經(jīng)出現(xiàn)進口負增長。目前，進口安全氣囊在國內(nèi)配套市場所占比重不到一半。2004 年底開始，跨國安全氣囊企業(yè)相繼在中國投資氣囊組件的生產(chǎn)，加強了安全氣囊上游零部件本地化供應配套的能力。到 2 007 年，我國 80% 以上的安全氣囊組件將實現(xiàn)本地化生產(chǎn)。目前，我國安全氣囊零部件 ECU 、氣體發(fā)生器、氣袋、布料的國內(nèi)采購率只有 5% 左右，氣囊組件配套還有很大的發(fā)展空間?！　?.3國內(nèi)安全氣囊的評價　　盡管我國安全氣囊的研究與發(fā)展已初具基礎(chǔ)和規(guī)模, 但是離世界先進水平還相距甚遠, 這些差距主要包含安全氣囊法規(guī)、撞車實驗系統(tǒng)、安全氣囊的設(shè)計、制造和測試等方面。事實上, 我國的撞車實驗系統(tǒng)還不能完全滿足美國 FMVSS208 條款的技術(shù)要求; 其次在安全氣囊方面, 我們還缺少關(guān)鍵技術(shù)的自主知識產(chǎn)權(quán); 此外, 傳感器、氣體發(fā)生器和氣囊的技術(shù)規(guī)范及檢測還未達到一個令人滿意的狀態(tài)。因此，我們業(yè)內(nèi)人士還要付出艱辛的努力！　　1.4 汽車安全氣囊的發(fā)展趨勢　　汽車安全系統(tǒng)是汽車電子領(lǐng)域增長最快的一部分。汽車的安全設(shè)計在整車設(shè)計中所占的比例也越來越大。汽車安全性分為主動安全和被動安全兩種，主動安全系統(tǒng)旨在提高車輛行駛的穩(wěn)定性，防范事故于未然。被動安全系統(tǒng)是事故發(fā)生后開始起作用，以減緩事故嚴重程度。汽車安全氣囊屬于被動安全系統(tǒng)。我國 2000 年實施了 CMVDR 294 《關(guān)于正面碰撞乘員保護的設(shè)計規(guī)則》，該法規(guī)等效于歐洲 ECER94 法規(guī)。最近，我國的側(cè)面碰撞法規(guī)已經(jīng)開始實施，這將對我國車輛的碰撞安全性能和駕乘人員保護系統(tǒng)提出更高的要求。汽車安全法規(guī)體系的不斷完善，將帶動中國汽車電子市場的發(fā)展。據(jù)預測，2009 年前排乘客側(cè)面保護氣囊的安裝率將會是 2006 年的 2 倍，側(cè)氣簾的安裝率將是 2006 年的 4 倍。　　隨著科技的發(fā)展和人們對汽車安全重視程度的提高，汽車安全技術(shù)中的安全氣囊技術(shù)近年來也發(fā)展得很快，智能化、多安全氣囊是今后整體安全氣囊系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢?！　⌒碌募夹g(shù)可以更好地識別乘客類型，采取不同的保護措施。系統(tǒng)采用重量、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、采用 1 級點火還是多級點火、點爆力有多大，并與安全帶形成總體控制。通過傳感器，氣囊系統(tǒng)還可以判斷出車輛當前經(jīng)歷的碰撞形式，是正面碰撞還是角度碰撞，側(cè)面碰撞還是整車的翻滾運動，以便驅(qū)動車身不同位置的氣囊，形成對乘客的最佳保護。網(wǎng)絡技術(shù)的應用也是安全氣囊系統(tǒng)的發(fā)展方向。在汽車網(wǎng)絡中，有一種應用面比較窄，但是非常重要的網(wǎng)絡即 Safe-By-Wire 。 Safe-By-Wire 是專門用于汽車安全氣囊系統(tǒng)的總線，Safe-By-Wire 技術(shù)旨在通過綜: 回答者：網(wǎng)友

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