你知道安全气囊是怎么工作的吗？

cesifu • 2019年5月28日 am1:00 • 资讯

安全带作为一项简单可靠的发明在汽车安全中起这十分重要的作用，通常我们将安全带认为是对人的“主动约束”，而安全气囊就是与安全带共同发挥作用保障乘客安全的“被动保护”。

为了保护前排乘客，在传感器检车到车辆撞击后，安全气囊会快速充满气体以保护前排乘客和驾驶员的安全。为了达到充分的保护效果，安全气囊必须在于乘客接触前完全充气，然后安全气囊会与乘客发生接触并放弃，这样才能最大程度缓冲撞击，从而减少伤害。整个过程中安全气囊充气的时间大约为40毫秒，整个撞击过程也不过十分之一秒，所以这个过程是非常迅速的。

以前安全气囊为例（汽车还有侧安全气囊等），前安全气囊的功能是在高达60 km / h的速度下撞击障碍物时，保护驾驶员和前排乘客免受车辆撞击时的头部和胸部伤害。在两辆车之间的正面碰撞中，前安全气囊可以在100公里/小时的速度下提供保护。单独安全带不能防止头部在严重的冲击力下撞击方向盘。为了实现该功能，根据安装位置，车辆类型和结构变形响应，安全气囊具有不同的充气能力和适合于特定车辆状况的压力。

为了使安全气囊能够快速充气，安全气囊并不能使用压缩空气释放来完成充气，而是采用化学反应的方式快速生成大量气体。一些安全气囊使用包含叠氮化钠（NaN ₃），KNO ₃和SiO ₂的混合物进行反应产生大量氮气N ₂，反应顺序如下

1. 2 NaN ₃ →2 Na + 3 N ₂（g）

2. 10 Na + 2 KNO ₃ →K ₂ O + 5 Na ₂ O + N ₂（g）

3. K ₂ O + Na ₂ O + 2 SiO ₂ →K ₂ SiO ₃ + Na ₂ SiO ₃

前两个反应产生4摩尔当量的氮气，第三个反应将剩余的反应物转化为相对惰性的硅酸钾和硅酸钠。

安全气囊是如何被触发的呢？这依赖于安全气囊传感器。在一些老旧的车型上，使用的是传统的碰撞传感器，然而在一些新的车型上已经开始使用更为先进的加速度传感器作为安全气囊传感器。

以下图为例，这是碰撞传感器的一种形式。

正常情况下，滚珠被磁铁固定在初始位置，此时接触开关断开，则不会产生可能会触发安全气囊的信号。当车辆发生碰撞时，由于惯性作用，磁铁不能继续将滚珠保持在现在的位置，滚珠撞击接触开关，触发信号，如下图所示。

现代安全气囊系统中常用更加电子化的传感器，通过检测车辆加速度来传递信号，在折中传感器中微观机械元件响应于快速减速而移动，并且该运动引起电容的变化，该变化由芯片上的电子器件检测，然后发送信号以点燃安全气囊。与传动的碰撞传感器不同，加速度传感器可以放置于车身几乎任意一个位置，而碰撞传感器则需要安装在较容易传达碰撞冲击的车辆前端水箱框架周围等位置。同时，现在的加速度传感器可以同时监控多个方向的数据，一些先进的传感器可以监控车身横向、纵向甚至翻转时的加速度变化，所以某些车型中只需要一个安全气囊传感器就可以了。

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你知道安全气囊是怎么工作的吗？

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