拯救无数生命的安全气囊的发展历程

 

安全气囊从20世纪80年代正式开始应用至今,拯救了无数生命。可以毫无夸张地说,安全气囊是汽车安全体系的核心,我们看一看安全气囊的发展历史和未来。

 

为保护乘员,汽车上应用了各种各样的技术,配备了各种各样的安全性相关的装置。例如,车身结构采用吸收冲击能量的设计。就连最近受消费者青睐的高级驾驶辅助系统(ADAS)也是超越了提高驾驶便利性的功能作用,成为了担负安全性功能的重要配置。但最基本、最核心的安全保护配置还是安全带和安全气囊。

 

1

通常,安全气囊系统在0.03秒钟内检测碰撞并展开。

 

在车辆行驶过程中,安全气囊系统检测到外部冲击,其启动过程要经过几个步骤。首先,安全气囊系统构成部件的碰撞传感器检测碰撞强度,传感器诊断模块(Sensor Diagnostic Module, SDM)根据传感器检测到的冲击能量信息判断是否展开安全气囊。如果判定为是,则输出控制信号至安全气囊的气体发生器(Inflator)。此时,气体发生器内的化学物质发生化学反应产生高压气体充入到隐藏在安全气囊总成内的气袋中,使气袋瞬间膨胀展开。为了不让乘员前冲撞击到方向盘或仪表板上,安全气囊膨胀展开的全过程须在极短的时间内完成,约在0.03~0.05秒。

 

为了确保安全性,持续发展的安全气囊

 

2

开发初期,安全气囊装置主要为辅助安全带而开发。

 

在韩国国内生产的汽车中,首次配备安全气囊的车型是1992年生产的现代汽车New Grandure。当时,Grandure所配备的安全气囊分类为第1代技术。第1代安全气囊符合技术开发初期的意愿,即当发生外部碰撞时,利用安全气囊防止佩戴安全带的乘员上半身撞击在方向盘或仪表板上。但是,因安全气囊展开时的膨胀压力较大,对身材较小的女性或儿童有可能造成伤害。

之后,对第1代安全气囊所存在的缺陷进行不断进行改进,出现了第2代减压式安全气囊系统。减压式安全气囊降低了第1代安全气囊系统的膨胀压力(约30%),降低了安全气囊展开时所产生的冲击力。但是,这种安全气囊相对降低了对身材较大的乘员的保护性,因此开发能弥补这种缺陷的新型安全气囊成为亟待解决的问题。

 

3

第3代和第4代安全气囊能基于乘员乘坐信息调整不同的膨胀强度。

 

第3代安全气囊还称为"2级(Dual Stage)"安全气囊或"智能(Smart)"安全气囊,其最大的特点是,其控制方式根据传感器检测的信息发生改变。车辆内配备的传感器能检测乘员是否佩戴了安全带、外部碰撞速度等各种必要的信息,控制器利用这些信息进行综合计算,并调整安全气囊展开的时机和膨胀强度。

目前,最广泛使用的是第4代高级(Advanced)安全气囊。利用装配在座椅上的几个传感器检测乘员在座椅上乘坐的位置,以及乘员的体格、体重等详细的信息,并利用这些信息计算和判定是否展开安全气囊、展开的膨胀压力等,大幅度提高了对乘员安全的保护。

 

侧翻事故时防止乘员从天窗甩出的车顶安全气囊

 

4

当配备天窗的车辆发生侧翻事故时,乘员通过天窗被甩出的概率较大。

 

天窗能让车内更具开放感,有助于车内通风换气,是深受消费者喜爱的装置。天窗由玻璃板构成,加之最近很多车型配备的天窗是增大玻璃板面积的全景型天窗。这使得天窗成为某些条件下通往车外的另类通道。据北美交通事故分析数据显示,在13,700件车辆侧翻事故中,乘员被甩出车外的比例达17%。现代汽车为了防止这种人身伤害,经过不断的努力,出台了世界首创的车顶安全气囊。

 

5

车顶安全气囊能在车辆因发生事故造成全景天窗玻璃板被破坏时,防止乘员被甩出车外。

 

车顶安全气囊以相对于实际容积非常小的形状装配在车顶衬板内。当车辆发生侧翻事故时,陀螺型翻滚传感器检测车身的倾斜度,并向安全气囊控制模块传送所检测到的信息。车顶安全气囊在0.08秒钟内展开,不仅能防止乘员从天窗被甩出车外,还有助于降低乘员头部、脖颈等部位受伤害的程度。美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)对车顶安全气囊进行了安全性评估,车顶安全气囊的有效性得到了认证。

汽车制造商在未来自动驾驶汽车的设计上,提出最大限度开放型的概念,在车身结构上玻璃板的占有率会越来越高。根据这一趋势,未来安全气囊的发展趋势可能就会像车顶安全气囊的功能一样,以防止乘员被甩出车外为主攻方向。

 

防乘员间碰撞的中央侧面安全气囊

 

6

侧面碰撞事故是人身伤亡数占比第二位的事故类型。

 

负责欧洲市场汽车安全性评估的Euro NCAP指出,侧面碰撞事故是人身伤亡数占比第二位的事故类型。因此,当前大多数新车型都配备了侧面安全气囊和窗帘式安全气囊,以应对侧面的冲击。但侧面安全气囊和窗帘式安全气囊无法阻止由于侧面碰撞而导致的车内乘员之间的相互碰撞。据欧洲汽车制造商协会(ACEA)公布的统计数据,当车辆发生侧面碰撞事故时,乘员之间的碰撞、撞在内饰上或碎屑乱飞撞击等所造成二次伤害的比率高达45%。

 

7

因强烈碰撞而引起的乘员之间的碰撞是非常危险的2次事故,可能导致死亡。

 

实际的碰撞事故以各种不同的角度发生,仅凭以前的安全性评估很难完全防止2次伤害。为此,全球主要汽车市场的车辆安全性评估机构新设了强化侧面碰撞评估标准的"远端(Far-side)"测试项目。现代汽车研发的中央侧面安全气囊就是应对诸如此类事故的安全保护装置。

 

8

装配在座椅侧面的中央侧面安全气囊可防止乘员之间的碰撞。

 

中央侧面安全气囊装配在驾驶席座椅的右侧面,当发生侧面碰撞事故时展开,通过抑制驾驶员上半身的移动防止其与助手席乘员之间的头部相撞,防止2次伤害事故。不仅如此,中央侧面安全气囊还可防止驾驶员脖颈在遭受侧面碰撞时严重弯曲,大幅度降低乘员所受的伤害。

 

迈向自动驾驶时代的新概念安全配置,拥抱式安全气囊

 

9

汽车的概念发生改变,安全气囊系统的概念也将迎来改变。

 

即便在未来当自动驾驶汽车成为现实,安全气囊系统将依然处在保护乘员安全的核心地位。不同于传统汽车座椅的定型化配置,自动驾驶汽车的座椅位置会有很大的改动,人们在车内的坐姿也会更加多样。因此,未来安全气囊系统的构成和形态将会有很大的改变,以强化对乘员的保护。

 

10

顾名思义,拥抱式安全气囊是紧紧地拥抱乘员的成对的安全气囊。

 

现代汽车最近推出的"拥抱式安全气囊(Hug Airbag)"概念,其中隐含了对未来安全气囊技术的诸多暗示。拥抱式安全气囊这一新概念是指在传统侧面安全气囊的基础上提升乘员抑制性能,由履行各自作用的3个气袋(Chamber)构成的安全性配置。上部气袋抱住乘员的头部和上半身,而底部气袋保护包括骨盆在内的下半身。此外,中央气袋的突出部分在人体的前部弯曲,起着固定乘员,抑制乘员移动的作用。

 

11

由6个气袋和栓绳构成的一双安全气囊总成,保护乘员并辅助吸收冲击能量。

 

左右侧6个气袋通过栓绳(Tether)相互连接起,如同一体,以拥抱的姿势抱紧乘员进行保护。但由于是迈向自动驾驶汽车时代的领先技术,拥抱式安全气囊还有待于在实际实现商业化之前进一步改进和完善,包括适用于所有不同体格乘员的安全气囊操作控制技术等。

 

12

安全气囊是与时代无关的代表性乘员保护装置。

 

安全气囊从出现到至今,毫无争议地被评价为无可替代的乘员安全性配置。各个制造商也一直致力于新安全气囊技术的开发,并不断扩大其应用范围。即使迎来自动驾驶汽车时代,安全气囊也会始终占据保护保护乘员装置的最佳地位,纵贯时代,并最大化其应有的作用。

 

 

想了解更多?

拯救无数生命的安全气囊的发展历程

 

安全气囊从20世纪80年代正式开始应用至今,拯救了无数生命。可以毫无夸张地说,安全气囊是汽车安全体系的核心,我们看一看安全气囊的发展历史和未来。

 

为保护乘员,汽车上应用了各种各样的技术,配备了各种各样的安全性相关的装置。例如,车身结构采用吸收冲击能量的设计。就连最近受消费者青睐的高级驾驶辅助系统(ADAS)也是超越了提高驾驶便利性的功能作用,成为了担负安全性功能的重要配置。但最基本、最核心的安全保护配置还是安全带和安全气囊。

 

1

通常,安全气囊系统在0.03秒钟内检测碰撞并展开。

 

在车辆行驶过程中,安全气囊系统检测到外部冲击,其启动过程要经过几个步骤。首先,安全气囊系统构成部件的碰撞传感器检测碰撞强度,传感器诊断模块(Sensor Diagnostic Module, SDM)根据传感器检测到的冲击能量信息判断是否展开安全气囊。如果判定为是,则输出控制信号至安全气囊的气体发生器(Inflator)。此时,气体发生器内的化学物质发生化学反应产生高压气体充入到隐藏在安全气囊总成内的气袋中,使气袋瞬间膨胀展开。为了不让乘员前冲撞击到方向盘或仪表板上,安全气囊膨胀展开的全过程须在极短的时间内完成,约在0.03~0.05秒。

 

为了确保安全性,持续发展的安全气囊

 

2

开发初期,安全气囊装置主要为辅助安全带而开发。

 

在韩国国内生产的汽车中,首次配备安全气囊的车型是1992年生产的现代汽车New Grandure。当时,Grandure所配备的安全气囊分类为第1代技术。第1代安全气囊符合技术开发初期的意愿,即当发生外部碰撞时,利用安全气囊防止佩戴安全带的乘员上半身撞击在方向盘或仪表板上。但是,因安全气囊展开时的膨胀压力较大,对身材较小的女性或儿童有可能造成伤害。

之后,对第1代安全气囊所存在的缺陷进行不断进行改进,出现了第2代减压式安全气囊系统。减压式安全气囊降低了第1代安全气囊系统的膨胀压力(约30%),降低了安全气囊展开时所产生的冲击力。但是,这种安全气囊相对降低了对身材较大的乘员的保护性,因此开发能弥补这种缺陷的新型安全气囊成为亟待解决的问题。

 

3

第3代和第4代安全气囊能基于乘员乘坐信息调整不同的膨胀强度。

 

第3代安全气囊还称为"2级(Dual Stage)"安全气囊或"智能(Smart)"安全气囊,其最大的特点是,其控制方式根据传感器检测的信息发生改变。车辆内配备的传感器能检测乘员是否佩戴了安全带、外部碰撞速度等各种必要的信息,控制器利用这些信息进行综合计算,并调整安全气囊展开的时机和膨胀强度。

目前,最广泛使用的是第4代高级(Advanced)安全气囊。利用装配在座椅上的几个传感器检测乘员在座椅上乘坐的位置,以及乘员的体格、体重等详细的信息,并利用这些信息计算和判定是否展开安全气囊、展开的膨胀压力等,大幅度提高了对乘员安全的保护。

 

侧翻事故时防止乘员从天窗甩出的车顶安全气囊

 

4

当配备天窗的车辆发生侧翻事故时,乘员通过天窗被甩出的概率较大。

 

天窗能让车内更具开放感,有助于车内通风换气,是深受消费者喜爱的装置。天窗由玻璃板构成,加之最近很多车型配备的天窗是增大玻璃板面积的全景型天窗。这使得天窗成为某些条件下通往车外的另类通道。据北美交通事故分析数据显示,在13,700件车辆侧翻事故中,乘员被甩出车外的比例达17%。现代汽车为了防止这种人身伤害,经过不断的努力,出台了世界首创的车顶安全气囊。

 

5

车顶安全气囊能在车辆因发生事故造成全景天窗玻璃板被破坏时,防止乘员被甩出车外。

 

车顶安全气囊以相对于实际容积非常小的形状装配在车顶衬板内。当车辆发生侧翻事故时,陀螺型翻滚传感器检测车身的倾斜度,并向安全气囊控制模块传送所检测到的信息。车顶安全气囊在0.08秒钟内展开,不仅能防止乘员从天窗被甩出车外,还有助于降低乘员头部、脖颈等部位受伤害的程度。美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)对车顶安全气囊进行了安全性评估,车顶安全气囊的有效性得到了认证。

汽车制造商在未来自动驾驶汽车的设计上,提出最大限度开放型的概念,在车身结构上玻璃板的占有率会越来越高。根据这一趋势,未来安全气囊的发展趋势可能就会像车顶安全气囊的功能一样,以防止乘员被甩出车外为主攻方向。

 

防乘员间碰撞的中央侧面安全气囊

 

6

侧面碰撞事故是人身伤亡数占比第二位的事故类型。

 

负责欧洲市场汽车安全性评估的Euro NCAP指出,侧面碰撞事故是人身伤亡数占比第二位的事故类型。因此,当前大多数新车型都配备了侧面安全气囊和窗帘式安全气囊,以应对侧面的冲击。但侧面安全气囊和窗帘式安全气囊无法阻止由于侧面碰撞而导致的车内乘员之间的相互碰撞。据欧洲汽车制造商协会(ACEA)公布的统计数据,当车辆发生侧面碰撞事故时,乘员之间的碰撞、撞在内饰上或碎屑乱飞撞击等所造成二次伤害的比率高达45%。

 

7

因强烈碰撞而引起的乘员之间的碰撞是非常危险的2次事故,可能导致死亡。

 

实际的碰撞事故以各种不同的角度发生,仅凭以前的安全性评估很难完全防止2次伤害。为此,全球主要汽车市场的车辆安全性评估机构新设了强化侧面碰撞评估标准的"远端(Far-side)"测试项目。现代汽车研发的中央侧面安全气囊就是应对诸如此类事故的安全保护装置。

 

8

装配在座椅侧面的中央侧面安全气囊可防止乘员之间的碰撞。

 

中央侧面安全气囊装配在驾驶席座椅的右侧面,当发生侧面碰撞事故时展开,通过抑制驾驶员上半身的移动防止其与助手席乘员之间的头部相撞,防止2次伤害事故。不仅如此,中央侧面安全气囊还可防止驾驶员脖颈在遭受侧面碰撞时严重弯曲,大幅度降低乘员所受的伤害。

 

迈向自动驾驶时代的新概念安全配置,拥抱式安全气囊

 

9

汽车的概念发生改变,安全气囊系统的概念也将迎来改变。

 

即便在未来当自动驾驶汽车成为现实,安全气囊系统将依然处在保护乘员安全的核心地位。不同于传统汽车座椅的定型化配置,自动驾驶汽车的座椅位置会有很大的改动,人们在车内的坐姿也会更加多样。因此,未来安全气囊系统的构成和形态将会有很大的改变,以强化对乘员的保护。

 

10

顾名思义,拥抱式安全气囊是紧紧地拥抱乘员的成对的安全气囊。

 

现代汽车最近推出的"拥抱式安全气囊(Hug Airbag)"概念,其中隐含了对未来安全气囊技术的诸多暗示。拥抱式安全气囊这一新概念是指在传统侧面安全气囊的基础上提升乘员抑制性能,由履行各自作用的3个气袋(Chamber)构成的安全性配置。上部气袋抱住乘员的头部和上半身,而底部气袋保护包括骨盆在内的下半身。此外,中央气袋的突出部分在人体的前部弯曲,起着固定乘员,抑制乘员移动的作用。

 

11

由6个气袋和栓绳构成的一双安全气囊总成,保护乘员并辅助吸收冲击能量。

 

左右侧6个气袋通过栓绳(Tether)相互连接起,如同一体,以拥抱的姿势抱紧乘员进行保护。但由于是迈向自动驾驶汽车时代的领先技术,拥抱式安全气囊还有待于在实际实现商业化之前进一步改进和完善,包括适用于所有不同体格乘员的安全气囊操作控制技术等。

 

12

安全气囊是与时代无关的代表性乘员保护装置。

 

安全气囊从出现到至今,毫无争议地被评价为无可替代的乘员安全性配置。各个制造商也一直致力于新安全气囊技术的开发,并不断扩大其应用范围。即使迎来自动驾驶汽车时代,安全气囊也会始终占据保护保护乘员装置的最佳地位,纵贯时代,并最大化其应有的作用。

 

 

想了解更多?

分享到微信朋友圈

打开微信,点击底部的“发现”

使用“扫一扫”即可将网页分享至朋友圈

请使用手机浏览器下方分享功能完成分享。

x