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安全氣囊的發(fā)展及應(yīng)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(guó)外汽車安全氣囊的發(fā)展　　安全氣囊的雛形是美國(guó)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(yán)重傷害。這是一種純機(jī)械裝置。用于使氣囊膨脹的壓縮空氣貯存在一個(gè)壓力容器中，連接著彈簧的質(zhì)量塊用來感應(yīng)汽車的減速度。當(dāng)質(zhì)量塊產(chǎn)生位移時(shí)，能打開一個(gè)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。　　早期的空氣囊主要用于與其它安全裝置一起防止飛機(jī)著陸時(shí)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(guó)高速公路交通安全委員會(huì)(NHTSA)開始建議制定一個(gè)可選擇的安全氣囊法則, 鼓勵(lì)汽車廠商去發(fā)展安全氣囊。　　70 年代, 美國(guó)通用、福特, 德國(guó)奔馳，日本豐田等汽車公司以及美國(guó) MORTON 公司、TRW 公司、德國(guó) 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(guó)的一個(gè)研究小組成功地將火箭推進(jìn)技術(shù)應(yīng)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(jìn)入了一個(gè)全新的發(fā)展階段?！　?984 年, 美國(guó)高速公路交通安全委員會(huì)(NHTSA) 在著名的“聯(lián)邦汽車安全標(biāo)準(zhǔn)”中的 208 條款《乘員碰撞保護(hù)》(Federal MotorVehicl Safety Standard208, 簡(jiǎn)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(gè)明確的法則及指導(dǎo)方向。FMVSS208 條款是汽車安全氣囊發(fā)展史上的一個(gè)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(guó)福特、克萊斯勒, 德國(guó)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(jì) 90 年代后期, 美國(guó)、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(biāo)準(zhǔn)件?！　“踩珰饽矣擅绹?guó)人約翰•赫特里特（John•Hotrich ）發(fā)明。他是一位自學(xué)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(jì)撞車安全裝置的想法。在這次事故中，約翰為躲避一個(gè)障礙物而猛打方向盤進(jìn)行制動(dòng)，他和妻子都用手臂本能地保護(hù)坐在前座中間位置上的女兒。這次事故后他意識(shí)到必須要有一個(gè)良好的方法來保護(hù)乘員，兩周之后他繪好了設(shè)計(jì)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(guó)專利。　　安全氣囊從 1952 年就取得了專利，但在應(yīng)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(zhǎng)路途。直至 1984 年，汽車碰撞安全標(biāo)準(zhǔn)(FMVSS208) 在美國(guó)經(jīng)多次被廢除后又重新被認(rèn)可并開始實(shí)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(yīng)裝備安全氣囊，同時(shí)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(rèn)了安全氣囊的作用。如今，這個(gè)在當(dāng)年頗具創(chuàng)意性的發(fā)明已轉(zhuǎn)為千百萬個(gè)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(guó)生產(chǎn)的中高級(jí)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(guó)內(nèi)，隨著 CMVDR294 碰撞安全法規(guī)的開始實(shí)施，國(guó)內(nèi)消費(fèi)者對(duì)汽車被動(dòng)安全性能的要求也越來越高，但目前除了極少數(shù)高級(jí)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?！　“踩珰饽以诮鼛啄甑玫搅孙w速的發(fā)展，價(jià)格大幅度下降，裝備了安全氣囊的轎車也從過去的中高級(jí)轎車向中低級(jí)轎車發(fā)展。同時(shí)，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(jìn)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(duì)我們更好的保護(hù)自己有很重要的作用，但對(duì)于駕駛員來說，安全駕駛才是第一位的，這是任何先進(jìn)的安全裝置都無法替代的?！　?.2國(guó)內(nèi)汽車安全氣囊的發(fā)展　　我國(guó)對(duì)汽車安全氣囊的研究起步較晚。上個(gè)世紀(jì) 80 年代末我國(guó)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。　　隨著世界汽車進(jìn)軍我國(guó)，我國(guó)的汽車工業(yè)迎來了前所未有的發(fā)展契機(jī)。1992 年，我過自行研制的 FS-01 安全氣囊通過撞車試驗(yàn)。我國(guó)的政策法規(guī)也對(duì)我國(guó)汽車工業(yè)的發(fā)展提供了良好的發(fā)展空間?！　≡谖覈?guó)“九五”規(guī)劃期間和“十五”規(guī)劃中, 國(guó)家經(jīng)貿(mào)委和汽車行業(yè)將安全氣囊列為我國(guó)汽車零配件三大重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目( 電子噴油系統(tǒng)、防抱死制動(dòng)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(guó)家機(jī)械工業(yè)局發(fā)布《關(guān)于正面碰撞乘員保護(hù)的設(shè)計(jì)規(guī)則》( CMVDR294) 。這個(gè)設(shè)計(jì)規(guī)則明確提出對(duì)汽車乘員在發(fā)生汽車碰撞時(shí)的安全標(biāo)準(zhǔn)。所述的安全要求。CMVDR294 的發(fā)布間接地對(duì)汽車配置安全氣囊提出了新的要求, 這無疑是中國(guó)安全氣囊發(fā)展史上的一個(gè)進(jìn)步, 同時(shí)也對(duì)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(guó)內(nèi)許多大學(xué)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(guó)際水平。清華大學(xué)的黃世霖等人在汽車碰撞實(shí)驗(yàn)研究中, 系統(tǒng)地研究了多種國(guó)產(chǎn)汽車中安全氣囊的匹配技術(shù)對(duì)汽車安全氣囊的點(diǎn)火控制模擬、汽車碰撞的過程模擬和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證以及有關(guān)軟件在汽車安全氣囊系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用等方面作了大量工作, 對(duì)國(guó)內(nèi)的汽車安全氣囊研究具有重要的指導(dǎo)作用。　　坐落在錦州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)的錦恒公司是國(guó)內(nèi)唯一一家具有自主知識(shí)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(chǎng)份額在國(guó)內(nèi)最大。錦恒公司建有國(guó)內(nèi)一流的研發(fā)中心，實(shí)驗(yàn)室通過了國(guó)家 CNAL 認(rèn)證，具有正面碰撞、角度碰撞、柱撞、側(cè)面撞等實(shí)車碰撞試驗(yàn)?zāi)芰团_(tái)車試驗(yàn)?zāi)芰?。公司的主要碰撞、檢測(cè)設(shè)備和組裝生產(chǎn)線均由國(guó)外引進(jìn)，技術(shù)裝備水平國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。他們通過引進(jìn)美國(guó)公司的安全氣囊生產(chǎn)技術(shù)，開發(fā)出填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白的機(jī)械式安全氣囊產(chǎn)品；與一汽汽研所共同承擔(dān)了國(guó)家 “九五”汽車電子產(chǎn)品攻關(guān)計(jì)劃，開發(fā)出具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的電子式安全氣囊產(chǎn)品。目前，該公司共為國(guó)內(nèi) 20 多個(gè)汽車生產(chǎn)廠家的 30 多個(gè)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(guó)內(nèi)同行業(yè)中首家實(shí)現(xiàn)為整車配套的企業(yè)。近年，他們還與國(guó)際著名的安全氣囊供應(yīng)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(guó)家?！　?000 年以來，我國(guó)安全氣囊市場(chǎng)需求平均每年都有超過 200% 的速度在增長(zhǎng)，到 2004 年我國(guó)安全氣囊市場(chǎng)總配套量接近 400 萬套。目前，國(guó)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(guó)產(chǎn)化率超過 50% 。國(guó)內(nèi)安全企業(yè)的生產(chǎn)和配套市場(chǎng)基本上分外資企業(yè)和國(guó)產(chǎn)企業(yè)兩大陣營(yíng)。外資企業(yè)主要以 Autoliv 、Plast、T akawa、Mobis 等為代表，國(guó)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(guó)安全氣囊的中高端配套市場(chǎng)。國(guó)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(guó)內(nèi)安全氣囊的產(chǎn)量只占 15% 左右，主要在一些國(guó)產(chǎn)化的經(jīng)濟(jì)型乘用車有所配套。我國(guó)安全氣囊在經(jīng)歷安全氣囊的進(jìn)口高峰后，進(jìn)口安全氣囊的高速增長(zhǎng)是勢(shì)頭已經(jīng)跌落，2005 年上半年已經(jīng)出現(xiàn)進(jìn)口負(fù)增長(zhǎng)。目前，進(jìn)口安全氣囊在國(guó)內(nèi)配套市場(chǎng)所占比重不到一半。2004 年底開始，跨國(guó)安全氣囊企業(yè)相繼在中國(guó)投資氣囊組件的生產(chǎn)，加強(qiáng)了安全氣囊上游零部件本地化供應(yīng)配套的能力。到 2 007 年，我國(guó) 80% 以上的安全氣囊組件將實(shí)現(xiàn)本地化生產(chǎn)。目前，我國(guó)安全氣囊零部件 ECU 、氣體發(fā)生器、氣袋、布料的國(guó)內(nèi)采購(gòu)率只有 5% 左右，氣囊組件配套還有很大的發(fā)展空間?！　?.3國(guó)內(nèi)安全氣囊的評(píng)價(jià)　　盡管我國(guó)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(jìn)水平還相距甚遠(yuǎn), 這些差距主要包含安全氣囊法規(guī)、撞車實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、安全氣囊的設(shè)計(jì)、制造和測(cè)試等方面。事實(shí)上, 我國(guó)的撞車實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)還不能完全滿足美國(guó) 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(shí)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(cè)還未達(dá)到一個(gè)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(shì)　　汽車安全系統(tǒng)是汽車電子領(lǐng)域增長(zhǎng)最快的一部分。汽車的安全設(shè)計(jì)在整車設(shè)計(jì)中所占的比例也越來越大。汽車安全性分為主動(dòng)安全和被動(dòng)安全兩種，主動(dòng)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(dòng)安全系統(tǒng)是事故發(fā)生后開始起作用，以減緩事故嚴(yán)重程度。汽車安全氣囊屬于被動(dòng)安全系統(tǒng)。我國(guó) 2000 年實(shí)施了 CMVDR 294 《關(guān)于正面碰撞乘員保護(hù)的設(shè)計(jì)規(guī)則》，該法規(guī)等效于歐洲 ECER94 法規(guī)。最近，我國(guó)的側(cè)面碰撞法規(guī)已經(jīng)開始實(shí)施，這將對(duì)我國(guó)車輛的碰撞安全性能和駕乘人員保護(hù)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(dòng)中國(guó)汽車電子市場(chǎng)的發(fā)展。據(jù)預(yù)測(cè)，2009 年前排乘客側(cè)面保護(hù)氣囊的安裝率將會(huì)是 2006 年的 2 倍，側(cè)氣簾的安裝率將是 2006 年的 4 倍?！　‰S著科技的發(fā)展和人們對(duì)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(shì)。　　新的技術(shù)可以更好地識(shí)別乘客類型，采取不同的保護(hù)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(yuǎn)近、重量、身高等因素，進(jìn)而在碰撞時(shí)判斷是否點(diǎn)爆氣囊、采用 1 級(jí)點(diǎn)火還是多級(jí)點(diǎn)火、點(diǎn)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(dāng)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(yùn)動(dòng)，以便驅(qū)動(dòng)車身不同位置的氣囊，形成對(duì)乘客的最佳保護(hù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用也是安全氣囊系統(tǒng)的發(fā)展方向。在汽車網(wǎng)絡(luò)中，有一種應(yīng)用面比較窄，但是非常重要的網(wǎng)絡(luò)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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