安全氣囊的工作原理

有些人從未「幸運」地遇到他們，而另一些人則被他們拯救了，但是當那次崩潰向你襲來時，你會向神靈祈禱，它會突然出現。如果您現在還沒有意識到，我們談論的是“安全氣囊”。

如今，它們出現在每輛汽車中，每輛歷史都可以追溯到冰河時代的汽車。我們以為今天將帶您瞭解安全氣囊啟動、充氣和通貨緊縮的快速階段。但首先，我們來瞭解一下歷史和其他花絮。

安全氣囊的歷史

邁向今天安全氣囊的第一步是由退休的工業工程技術員 John W. Hetrick 在 50 年代初邁出的。在赫特裡克先生和他的妻子女兒發生車禍后，他想到了一種可以防止乘客撞到車內的裝置。

他於 1953 年獲得了一項名為「汽車安全墊元件」的專利。大約在同一時間，德國發明家沃爾特·林德勒 （Walter Linderer） 獲得了類似原型的專利。Linderer 先生的產品使用壓縮空氣系統，該系統可以通過接觸保險杠或駕駛員釋放。

在獲得這兩項專利之後，福特和通用汽車開始修補充氣約束裝置，但他們面臨著兩個大問題。其中一項與檢測到碰撞和安全氣囊充氣有關，這需要很長時間才能正常工作。第二個問題是安全氣囊本身會對乘客造成二次傷害。

直到 1960 年代後期，安全氣囊的開發才取得了一些真正的進展。負責此事的人？新澤西州的一位機械工程師，名叫Allen K. Breed。他發明瞭被認為是世界上第一個碰撞感測器形式的機電式汽車安全氣囊系統。

布裡德先生後來提出了該領域的另一個重要發展，即在充氣時排出空氣的安全氣囊，通過降低充氣袋的剛度來降低二次傷害的風險。

不久之後，福特建立了一個實驗性安全氣囊車隊（1971年），而通用汽車在 1973 年款雪佛蘭上測試了安全氣囊，儘管只出售給政府使用。1973 年為公眾帶來了第一輛配備安全氣囊的乘用車，這一突破是 1973 年的 Oldsmobile Toronado。一年後，別克、凱迪拉克和奧茲莫比爾在其幾款全尺寸車型上提供了雙安全氣囊作為選項。梅賽德斯-賓士是第一個在其 S-Klasse 車型上提供現代安全氣囊選項的公司。

美國和德國方法之間的最大區別在於，雖然福特和通用汽車將他們的安全氣囊作為安全帶的替代品進行銷售，但梅賽德斯-賓士將這兩種安全裝置結合起來，以更有效地預防傷害。

第一個側面和軀幹安全氣囊於 1995 年在沃爾沃 850 車型上成為可選配置。三年後，美國聯邦政府強制要求所有乘用車配備雙正面安全氣囊。第一個摩托車安全氣囊系統於 2006 年來自本田。

安全氣囊的種類

最常見的安全氣囊類型是正面安全氣囊，它會在幾分之一秒內充氣，以防止乘員在中度至重度碰撞時撞擊車輛內部。在低速正面碰撞中，先進的安全氣囊系統通過以較小的力為正面安全氣囊充氣或完全關閉正面安全氣囊來提供適當級別的保護。

第二種最受歡迎的類型是側面安全氣囊 （SAB），它顯然在側面碰撞中被啟動。這個可以防止頭部和/或軀幹受傷。SAB 主要分為三種類型：胸部側安全氣囊、頭部側安全氣囊以及兩者的組合。NHTSA 估計，在涉及至少一人死亡的側面碰撞事故中，近 60% 的死者遭受了腦損傷。據估計，如果所有美國車輛都配備頭部保護 SAB（與沒有車輛配備這項技術相比），每年總共將挽救 976 人的生命，並防止另外 932 起重傷。

最近的創新包括梅賽德斯-賓士 SLR 邁凱輪於 2003 年推出的膝部安全氣囊、豐田 iQ 於 2008 年推出的後簾式安全氣囊以及同一豐田於 2009 年開發的後中央安全氣囊，以在發生側面碰撞時保護後排乘客。

運作方式

安全氣囊展開的第一階段是事故本身。碰撞，無論是正面還是側面，都會激活車輛中的一系列感測器，包括加速度計、碰撞感測器、側壓感測器、制動壓力感測器、陀螺儀和座椅佔用感測器。

所有這些感測器都與安全氣囊系統的大腦 ACU（安全氣囊控制單元）密切相關。該部門決定是否以及如何展開安全氣囊。當 ACU 檢測到已達到部署閾值時，它會啟動膨脹階段。

由於壓縮空氣系統不切實際且效率低下，工程師們想出了一個與固體火箭助推器的工作原理非常相似的想法。每個安全氣囊都包含一個煙火裝置，稱為啟動器或電火柴，由包裹在可燃材料中的電導體組成。電流脈衝加熱導體，進而點燃可燃材料。該點火器觸發化學反應，實際上使尼龍織物安全氣囊充滿氣體。

然後，大量氣體以高達 200 英里/小時或 322 公里/小時的速度迫使安全氣囊從方向盤和/或儀錶板中出來，整個過程大約需要 0.04 秒。考慮到眨眼的近似值為0.2秒，可以說這是一個相當快的過程。

安全氣囊過程的最後階段是通貨緊縮，它幾乎在充氣完成後立即發生。氣體通過特殊的通風口逸出，這也可以防止乘員遭受重大撞擊傷害。通貨緊縮的另一個影響是釋放出塵埃狀顆粒，主要是玉米澱粉和滑石粉，用於潤滑安全氣囊。

最初，安全氣囊中使用的化學物質是一個主要的健康問題，但目前的系統只會對喉嚨和眼睛產生輕微的刺激。