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再谈汽车安全气囊的安全
作者: 李洋 来源: 汽车之友 日期: 2008年第18期

首先要纠正一个不严谨的说法,大家经常把汽车上用于减少碰撞伤害的气囊叫做安全气囊。而实际上, 它的学名是Supplementary Restraint System Air Bag,即辅助约束系统——气囊,从头到尾连个安全的影子都没有!了解这一点很重要,因为这个有些拗口的名字里包含着很重要的信息——气囊并不是汽车上最主要的安全设施,它只是一个被动的、附属的部件,气囊只有和安全带以及安全车身结合在一起才能发挥作用,更重要的是,在碰撞时气囊是否开启是有严格的限制条件的,即使气囊开启,它所起的保护作用也是有限的,总之一句话,气囊不是万能的。

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气囊的前生今世

使用气囊来保护汽车乘员的想法最先产生于美国。1952年美国汽车制造商联合会在理论上阐述了这样一种安全装置的必要性,同时绘制了原理图。1953年第一个气囊的专利诞生了。但是由于当时技术水平的限制,还不能把这种想法付诸实现。1980年,德国奔驰公司开始实现这种设想,世界上第一款装备气囊的量产车就是当时的奔驰S级(W126系列,包括280、380和500)。而从1985年起,奔驰在全部供应美国市场的汽车上都安装了气囊。

最初的气囊只装在方向盘上,后来才有了用于保护前排乘客的气囊,其他几种气囊的出现次序依次是:前排侧气囊、气帘、驾驶员膝部气囊、后排侧气囊,还有装在发动机罩上用于保护行人的气囊。

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危难时刻挺身而出

关于气囊,最核心的关键词就是“约束”,通俗地说,就是在事故发生时,要尽可能地把乘员约束在相对安全的范围内,不让他与方向盘、仪表台、风挡玻璃、侧窗、门柱等坚硬的物体发生二次碰撞。

相对坚固的乘员舱是汽车安全性能中最重要的方面,只有它不发生变形和溃缩,乘员基本的生存空间才有保证。接下来几种安全措施的重要性依次是:安全带、座椅、气囊。

交通事故统计数据表明:“三点式安全带 + 气囊”的防护效果最好,其有效保护率高达60%;仅使用安全带的情况下,有效保护率为43~49%;而仅使用气囊,有效保护率急剧下降到18%。这里,我们并无意贬低气囊的作用,只是想提醒大家,只有安全带和气囊配合使用才能起到最好的防护效果,否则有可能起到很差甚至相反的作用。因为在高速碰撞中,没有安全带约束的人直接撞到正在展开的气囊上反而会增加意外伤害的可能性。

还有一组数字描述气囊的工作过程:发生碰撞大约10ms(毫秒)后,气囊控制器发出引爆信号,引爆气体发生器,这时乘员仍处于原来坐姿;气囊爆发的持续时间大约是30ms,气体以250~300km/h的速度充满气囊,驾乘者分别前移,安全带被拉长,部分冲击能量被吸收;再经过20ms,驾乘者的头部及身体上部撞向气囊,在驾乘者身体压力的作用下,气体开始从气囊的排气口逸出,并吸收大部分冲击能量;50ms后,驾乘者向后回到座椅上,大部分气体已经从气囊中逸出。整个过程只有0.1秒,用迅雷不及掩耳来形容一点也不过分。侧气囊由独立的侧撞传感器控制,其工作原理与正面气囊大同小异。

汽车上还有一个地方使用了类似的火药气体发生器,那就是预紧式安全带,当碰撞发生时,安全带锁紧器内部的火药爆发,带动棘轮转动拉紧安全带,把乘员牢牢束缚在座椅上,当前冲力超过限值,安全带会自动放松,接下来就该气囊发挥作用了。

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说了这么多,到底是什么神奇的火药能在几十毫秒内准确爆发,既充分展开气囊,又不会伤及乘客?早期的气囊使用硝化纤维作为起爆药,它实际上是一种比较温和的炸药,但由于储存时间短且爆炸过程不好控制,现在的气囊都采用叠氮化钠做引爆药,还有一些公司用无烟火药。气体发生器的构造与火箭的固体燃料发动机很相似,所以,气囊的技术含量是非常高的。

使用不当——人为的风险

在所有的安全装置中,气囊是最有争议的。我们之所以说它有效,是因为它拯救的人远多于误伤的人,但我们不能因此忽略气囊的负面作用。气囊只能对系好安全带并保持正常坐姿的乘员提供保护。很多豪华车都装备了像飞机头等舱一样可以半躺的座椅,如果您经常以最放松的姿势躺在上面,发生事故后,您可能会以更放松的姿势躺在救护车上。再有,气囊展开的范围内不能放置任何物品,包括纸条或小别针。因为被加速到200km/h以上的速度时,纸片的杀伤力和刀片没什么区别,而小小的别针会像子弹一样飞向乘客。儿童安全也是一个不容回避的问题,因为他们的骨骼和内脏都无法像成人那样经受十几个G的冲击,无论朝前还是朝后,他们都应该坐在后排的儿童专用座椅内,座椅要用安全带固定。

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气囊需要定期更换吗?答案是肯定的,只是由于它的存放期较长(早期的车型是8~10年,现在大多数车都是15年),绝大多数车子还没等到气囊失效就已经报废了。但如果您买了一辆94年以前生产的老车,且从未更换过气囊,那这笔修理费就不能省了。

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买大还是买小

[FS:PAGE]买大还是买小

这是玩大小点时人们常说的一句话,在工程领域,欧洲和美国的汽车厂商在这方面有很大分歧。美国人倾向采用大尺寸的气囊,并且起爆点调得比较低,这样做的好处是给人以较强的安全感且不容易吃官司,但实际的防护效果却值得推敲,由于美国是日本车最重要的市场,因此大多数日本车也釆用这一策略;欧洲人则更青睐小尺寸气囊,并且起爆的限制条件更多,他们认为,气囊本身不是保障安全的灵丹妙药,它必须在一个统一的汽车被动安全系统中才能有效地发挥作用,在这个系统中,一定要具备安全车身、可溃缩的踏板和转向柱、预紧式安全带、结构可靠的座椅、儿童专用座椅和一系列其它部件。而且,在车身结构设计开始时就考虑到这个安全系统所有必须的组成部件的安装。

还有一个争论:侧气囊到底应该装在车门内侧还是座椅靠背上?我们没必要跟着起哄,只要观察一下就能明白:几乎所有像样的豪华车侧气囊都装在车门衬里上,而装在座椅侧面的多半是廉价的准豪华车。前者无论研发成本还是零部件成本都很高,而后者匹配起来最容易,至于防护效果,就不用我多说了,车门的位置是相对固定的,而座椅和靠背是可以移动的。

另外,以前很多车的前排乘客气囊都做成独立的模块嵌入仪表台,这种设计看起来不错,因为它在撞车后可以单独更换,而实际上,由于气囊爆发时产生大量的热和冲击,仪表台不可避免地要变形甚至开裂。90年代初,一些豪华车率先推出了整体设计的仪表台,现在这股潮流已经扩展到紧凑型小车工,它甚至成了衡量车子技术年代的重要标志。

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老黄瓜刷绿漆——装嫩

这是只有我们这里才会遇到的问题。在去年中国生产的600多万辆轿车、MPV和SUV中,至少有1/10车型的技术年代还停留在上个世纪80年代,这些车的气囊都是后来加上去的。它能有多大作用呢?基本上只是个心理安慰!因为原车在设计时根本就没考虑预留气囊的空间,车身吸能区的设计更与现在不可同日而语。

如果想为老爷车匹配一个能真正发挥作用的气囊,其工作量不亚于重新设计一辆车。首先要做车身结构分析,调整刚度,该加强的地方加强,该减弱的地方减弱,座椅也要重新设计。碰撞试验更不能一蹴而就,至少应该先碰带座椅的地板盘,再碰白车身,最后才是整车碰撞,中间不排除有些设计要推倒重来……

老爷车的优势就是低成本,如果真要走这套流程,还不如直接引进新车。类似的做法还出现在发动机上,很多机器按理说是不可能通过国IV排放测试的,但如果在标定时只做几个关键点,也能蒙混过关,但这样的机器跑起来响应极差,废油、动力下降,实际的污染物排放反而更多。

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NCAP为气囊加分应该吗

有没有气囊是一回事,但能不能发挥保护作用是另一回事。将二者混为一谈一直是NCAP被众多专业人士诟病的方面。从欧洲到中国,NCAP都这么做,有些车的碰撞成绩只是4星的中上等,但有了侧气囊加分,一下子就跃升为5星。大多数用户不会去看每辆车的单科成绩,他们只会觉得5星的车比4星的更安全!

真正严谨的安全评级方法应该是把正面、偏置、侧撞、追尾、翻滚、柱碰、跌落等几项碰撞的成绩加权平均,而其中最差的一项应占有更多的权重。但这只是我们美好的一厢情愿,在一个利益共同体内,这种公正的测试是永远无法实现的。

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开还是不开 学问不少

气囊和ABS,很多廉价车既想贴上这两张安全标签,又无法承担成本的压力,于是机械触发的气囊和机械式ABS应运而生了。我想告诉大家,这样害人的东西,有还不如没有!顺便说一下,气囊的触发条件其实很复杂,只有满足一定的角度、速度和加速度才行。更完善的气囊系统还能根据乘客的体重和碰撞的剧烈程度确定气囊的爆发级别。

车子损毁得很严重,并不说明碰撞时的加速度很大。还有,如果车子在经过一个不很严重的碰撞之后发生了翻滚,正面的气囊也不会打开,更极端的情况是,小车钻到了大车下面,这时气囊开与不开已经没什么区别了。以前有些设计不完善的气囊控制器在车子剧烈颠簸时就会把气囊打开,现在这种情况已经不多了。

并非多多益善,气囊不是万能的

有几个气囊才算够用?这个问题没有答案!气囊的防护效果与数量没有直接的关系。坦克没有气囊,但上了公路,它是最安全的;摩托车即使被一圈气囊围起来,也改变不了“肉包铁”的本质属性。这里有个真实的笑话,某豪华车的销售人员在向客户介绍产品时说他们的车有30个气囊,原来他把侧气帘展开时形成的一个个小气室都算成独立的气囊,还好他不是在推销床垫!

总之,安全把握在我们自己手中,千万别对气囊之类的东西报有太高的期望值,气囊不是是万能的。

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(转载请注明来源: 汽车制动网/chebrake.com 责任编辑:elizabeth)

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