作业帮行人安全气囊
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/09/25 01:18:55 体裁作文
篇一：行人头部碰撞安全气囊研究的文献综述
行人头部碰撞安全气囊研究的文献综述
摘要：在汽车碰撞事故中，行人碰撞事故所占比例一直较高，而行人头部损伤已成为最致命的伤害形式。因此，为了提高对行人的安全保护，减免行人碰撞的伤亡，各国都在进行车外安全气囊的研究开发。本文参考了大量数据和文献，介绍了行人安全气囊的发展现状、结构、功能，分析得出未来汽车安全气囊的发展趋势和开发难点。随着安全气囊技术的成熟，未来汽车安全化、人性化的发展趋势，安全气囊的保护范围也将进一步扩大。
关键词：汽车安全，头部碰撞，行人安全气囊
引言：
数据显示，2007年行人因交通意外死亡的人数为21106人，占全部交通死亡人数的25.85%，行人交通事故受伤人数为70838人，占全部交通受伤人数的18.62%。我国的交通是典型的地面混合交通，随着汽车保有量的增加，据专家估计未来多年交通事故和行人伤害仍然会维持在此高位。国际协调研究行动公布的数据显示：头部和下肢是行人碰撞事故中最容易受到伤害的部位，各占30%以上。下肢伤害容易造成行人残疾，而头部伤害却是最主要的致死原因。在行人碰撞事故的死亡因数中，头部伤害占了62%。在对长沙地区2001-2006年行人交通事故的统计分析中，头部损伤占近5000例伤亡的41%。[1]
行人汽车碰撞事故中，首先是行人小腿部与汽车保险打接触，由于脚面与地面的摩擦作用，小腿成弯曲状态；然后行人整个身体向车身方向倾斜，类似作旋转运动，大腿接触到发动机罩前缘，上肢和身体躯干碰撞到发动机罩；最后是行人头部撞击在发动机罩后沿或是风挡玻璃等部件。碰撞事故中行人的运动轨迹跟碰撞前汽车的速度、汽车前部参数、行人的运动状态和行人的身体特征（身高、体重等）相关，如儿童头部一般撞击在发动机罩的前部或中部，而成人头部一般撞击在发动机罩的后部或是风挡玻璃。
图1 交通事故中行人损伤部位分布
如图1，国际协调研究行动公布的数据显示：头部和下肢是行人碰撞事故中最容易受到伤害的部位，各占30%以上。下肢伤害容易造成行人残疾，而头部伤害却是最主要的致死原因。在行人碰撞事故的死亡因数中，头部伤害占了62%。在行人头部碰撞中，约有30%的碰撞发生在发动机罩，40%左右的碰撞发生在风挡玻璃。
图2 德国汉诺威地区行人碰撞事故造成损伤区域规律
德国的Dietmar教授在对德国汉诺威地区详细行人碰撞事故案例分析的基础上，给出了车体前部不同区域造成行人损伤的统计分布规律，如图2，其中，前风挡玻璃造成的伤害占23.7%，而玻璃周边框架（包括A柱和玻璃上边框）造成的伤害占总数的6.0%，其中头部损伤占了总伤亡数的42.8%，相当一部分损伤表现为脑震荡和颅骨骨折。[2]
上世纪六、七十年代，美国和澳大利亚的专家最早提出行人保护这一概念。但由于缺乏数据和研究手段，研究进展缓慢，八十年代后，美国、欧洲、日本等国家或地区在该领域陆续开展了大量研究工作。在2012年，联合国欧洲经济委员会（Economic Commission of Europe, ECE）已经就相关问题发布了相关行人保护法规ECE R127。[3]
1 行人安全气囊简介
通常情况下，安全气囊系统是一种被动安全性的保护系统，它与座椅安全带配合使用，可以为乘员提供有效的防撞保护。但是，传统的安全气囊无法解决行人碰撞事故的安全问题。当汽车与行人发生碰撞时，碰撞点一般在罩板后部位置，并随车速的增加和轿车车头的缩短，碰撞点会靠近挡风玻璃。因此，研究人员设计出一种引擎罩安全气囊装置如图3所示，装置安装于挡风玻璃下边框位置。当行人与轿车碰撞时，由保险杠前部的传感器将撞人信号传递给该气囊，则气囊点火打开成气垫式将发动机罩后部及挡风玻璃下边框雨刮等硬物覆盖，行人头部则直接撞击在气囊上，从而大大降低行人头部的伤害。但是这些设想有待于进一步的研究和验证，从而最终确定行人头部保护的最佳措施和方法。[4]
图3 行人安全气囊示意图
引擎罩气囊也可以安装于保险杠的上方，紧靠保险杠处开始展开。碰撞前由一个碰撞预警传感器激发，可在50-75ms内完成充气，保持充气状态时间可达数秒钟。充气后的安全气囊在前大灯之间的部位展开，由保险杠顶面向上伸展到发动机罩表面以上。气囊的折叠模式和断面设计保证了气囊展开时能与汽车前端的轮廓相合，以保证儿童头部和成人腿部的安全。
针对不同装车方位，保护行人不同部位来分，有不同大小和形状的气袋，保险杠气囊一般采用长圆柱行，引擎盖气囊一般采用气垫形状。[5]
2 行人安全气囊国内外研究现状
国外生产汽车安全气囊的公司较多，而且对气囊技术的研究较为成熟。如
TRW公司、AUTOLIV公司、BREED公司、DAICEL公司、TEMIC公司等。汽车外部使用安全气囊这一安全设计概念最早是在汽车保险杠使用安全气囊，尽管这一概念没有在商业或军队实施，但这一理念产生了重大影响，目前许多公司、科研机构也投入资金研究开发新型安全气囊，并申请获得许多保险杠安全气囊专利。[6]沃尔沃在2013年的日内瓦车展上，发布了全球第一款带有行人安全气囊的车型沃尔沃V40。V40上配备有行人安全气囊以及行人探测系统，它们可使车辆与行人发生碰撞时进一步有效减轻行人受到的伤害，这个设计系统可谓是全球汽车安全的先驱。
近年来，我国各高校也开始进行车外安全气囊的相关技术的研究。清华大学黄世霖等人在汽车碰撞试验研究中，系统地研究了多种国产汽车中安全气囊的匹配技术、汽车安全气囊的点火控制模拟、汽车碰撞的过程模拟和实验验证以及有关软件在汽车安全气囊系统设计中的应用等方面做了大量工作。[7]武汉理工大学毕腾飞建立了头型试验碰撞过程数学模型，分析碰撞过程中头型受力情况和发动机罩能量吸收情况。通过碰撞过程中头型减速度时间历程和力位移历程，结合能量吸收效率的概念，提出理想的头型碰撞吸能曲线，为车辆前部结构改进提供方向和理论依据，同时探讨气囊的尺寸、气体压力以及泄气特性等参数对减小行人头部的伤害的影响。[8]武汉理工大学王宇航以典型汽车一行人交通事故分析为基础,利用多刚体动力学仿真分析软件MADYMO建立汽车一行人碰撞模型,通过仿真分析得出行人的伤害指标, 总结人车碰撞事故特点。在数据可靠性得到保证的基础上,建立车外气囊模型, 研究气囊的部分参数与行人伤害的关系。[9]华南理工大学宋新端通过建立并验证一个人体头部有限元模型来研究汽车碰撞事故中，当乘员头部与安全气囊发生碰撞时，人体头部的动力学响应和损伤机理，从而为我国汽车安全性和头部损伤防护研究提供一个有效的方法和手段。[10]
3 行人安全气囊系统分析
大部分汽车碰撞事故中，驾驶员在碰撞发生前均采取了紧急制动措施，但由于制动距离不够，导致了事故的发生。[11]因此，如果利用传感器技术在汽车碰撞前检测到碰撞即将发生而将前保险杠安全气囊释放出来，则行人将不会直接与刚度很大的汽车前部结构发生碰撞，而是首先与气囊接触，从而有效保护行人。
同时，由于汽车正面碰撞和侧面碰撞安全性的要求，汽车前风窗框的刚性很大。一旦行人头部撞击到风窗框，则极有可能导致致命伤害。这些部位不可能通过降低其刚性来满足对行人碰撞的安全性要求。因此，目前唯一的办法是采用行人安全气囊系统。[12]
行人安全气囊系统由行人安全气囊控制模块、发动机控制模块、车身控制模块、制动控制模块、仪表、行人碰撞传感器、机盖铰链释放装置、行人安全气囊、机盖弹起限位装置组成，如图4所示。
图4 行人安全气囊系统电气系统组成
在前保险杠内布置有若干个加速度型传感器，行人保护碰撞传感器会不断传送数据至控制模块。当发生碰撞时，行人保护模块会利用这些来自行人保护碰撞传感器的数据，来判断碰撞严重程度是否足以启动铰链释放装置及行人保护安全气囊。[13]
以沃尔沃V40为例介绍行人安全气囊启动原理：当点火开关在行车档时，行人安全控制模块会不断地检测来自发动机控制模块的室外温度信号和来自制动控制模块的车辆运行速度，当温度在-20～70℃之间且时速在20～50 km／h时，行人安全气囊系统会自动启动，且不能手动关闭。 系统启动后会不断地监测行人保护碰撞传感器、行人安全气囊、左右机盖绞链释放装置。当温度和车速条件不能同时满足时，行人安全气囊不会工作。当发生碰撞，启动条件满足时，行人安全气囊启动。[14]
行人保护安全气囊只有一级启动，其位于发动机盖与挡风玻璃之间的整流罩下方。行人安全气囊一旦启动，会传送一个触发信号至行人保护安全气囊上的引爆装置，安全气囊便会在挡风玻璃上展开。行人保护安全气囊包括火药式组件以
篇二：行人安全气囊
Autoblog
行人安全气囊：沃尔沃安全策略的弃儿
财大气粗的汽车厂商常常斥巨资开发一项新技术，然后又出于种种原因将其束之高阁。行人安全气囊就是一个典型的例子。
这一装置的原理是在汽车引擎盖下安装一个气囊，在汽车撞到行人时，气囊将自动打开，对行人形成一定缓冲。测试表明，当汽车时速低于每小时50公里时，该装置能显著减轻撞击时行人头部受到的冲击（见视频）。这一技术实际上已经应用在沃尔沃去年发布的V40车型上了。
但沃尔沃副总裁Kerssmakers上周在东京车展上表示：行人安全气囊将不会用在V40的下一代车XC90上或沃尔沃的其它车辆上。事实上，该技术可能被完全放弃了，因为沃尔沃现在将其安全策略的重点放在了主动安全上。Kerssmakers表示：XC90将采用更为先进的主动安全技术，包括行人检测与自动刹车等。这些技术将随XC90的概念车一起在明年1月的底特律车展上亮相。
相对于气囊等在事故发生后提供防护的技术，主动安全技术着眼于在事故发生前察知危险，从而避免事故发生。常见的主动安全技术包括车距检测，偏离车道警报，行人检测，自动刹车等等。
沃尔沃副总裁Kerssmakers
被动安全还是主动安全？
有效地淡出
As proof of just how quickly automotive technology can advance, just check out the . Developed with an aimed at better protecting pedestrians in the event of a collision, this innovative safety device could be phased out soon in place of more advanced active safety technologies like pedestrian detection and auto braking.
Go Auto had a chance to talk to senior VP Lex Kerssmakers at the , and he suggested that the V40's under-hood airbag will not be used on the next-gen and might not even be continued on non-SUV models. The passive airbag was designed to deploy at speeds of less than 31 miles per hour to help limit head injuries to pedestrians, but new active technologies are designed to prevent collisions in the first place.
The interview also reveals some details about the new XC90, such as the inclusion of a plug-in hybrid system and the debut of a new safety technology. Kerssmakers told Go Auto that a new
Volvo concept will be unveiled at the in January, but it won't be for the XC90.
【环球网综合报道】据goauto网站11月25日报道，沃尔沃汽车将不会在未来的车型上安装其首创的行人安全气囊，取而代之的是安装汽车主动智能安全系统，备受期待的新款XC90就将运用这一技术。
沃尔沃的这项创新安全气囊技术去年在澳大利亚发布的V40车型上采用，原理是将汽车引擎盖下安装安全气囊，当汽车时速在20公里/小时到50公里/小时的情况下，可以有效地防止正面撞击对行人头部的伤害。
沃尔沃汽车公司高级副总裁Lex Kerssmakers上周在东京车展上表示，2015款XC90将会引进新的安全技术，但是不会包括行人安全气囊。“现在不确定我们是否会继续这项系统，因为这在SUV车型上根本不需要，SUV车身本来就很高。如果行人遭受撞击，那么受到的撞击强度要小于车身较低的轿车。”
当被问道是否会将这项技术安装在SUV以外的轿车等车型上时，Kerssmakers表示，“可能不会。没有这个必要，我们现在研发出了更为先进城市道路的安全系统，我们更希望在汽车撞上什么东西之前停下它，这样安全性更好。主动安全技术比被动安全技术更加前卫先进。我们以后会在这项技术上作出进一步突破。”
关于2015款XC90量产版车型， Kerssmakers只是强调了该车将采用主动安全系统和更坚固的车身设计。不过，可以确定的是，第二代XC90将推出插电式混合动力版。四缸涡轮增压发动机最大功率超过300马力，电动系统加入后扭矩增大至600牛/米。
另外，Kerssmakers还表示，2015款XC90将完全不同于现款。明年一月的底特律长车展上，消费者们便可以看到这款XC90的概念版。（实习编译：冯波）
篇三：安全气囊教案
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篇四：行人安全保护装置
行人安全保护装置
2010年10月31日 09:00 来源：XGO汽车网 类型：转载 编辑：胡正暘
汽车安全不仅是针对车内的驾乘人员而言，同时也要保护行人的安全，因此车辆碰撞防护技术也开始将保护行人安全列为它的重点发展目标。近年来欧洲的E-NCAP汽车碰撞测试中，就已经不仅检验车内乘员的安全保护程度，也通过划分4个星级来检验车辆对行人的安全保护程度。
目前世界范围内，保护行人安全的车辆装置主要有：
1。发动机罩机械系统
发动机罩机械系统能够在汽车发生碰撞时迅速鼓起，使得撞击而来的人体不适硬碰硬，而是碰撞在柔性与圆滑的表面上，减少了被撞人受伤的可能或程度。研究表明，如果发动机、蓄电池和其他部件有宽裕的空间，发动机罩在碰撞过程中能开启，这时对行人造成的伤害就会明显降低。当发动机罩的前端可以向后移动，那么撞击造成的损伤可以大大地降低，如果保险杠硬度降低1/3，前围尽可能低的情况下还可减缓对膝部造成的伤害。
发动机罩机械系统能把撞向行人的动能转换成成提升机器盖的能量，这就在行人、发动机罩和发动机室内不见之间形成吸能区域，通过发动机罩的·变形减小对行人头肩部的冲击。当人体与车头部分刚一接触，机械系统就会被触发，其作用力可以由弹簧力驱动，也可以采用气体喷射方式。当遇到车与车碰撞的时候，该系统不会起作用，而在车辆停放时，人故意撞击也不能启动。
在碰撞中起主要作用的第二接触区前保险杠也将改进，采用高密度泡沫材料和新设计的结构，以控制对腿部的冲击过程，减小撞击力量，从而有效地保障行人的膝、腿免受严重伤害。同样，重新设计的前照灯室及周边区域能确保按受控模式吸收伤腿部的冲击能量，避免玻璃破碎割伤行人的腿部。这有两个目的：首先降低上腿承受的撞击力，其次确保能量吸收与前保险杠相协调。只有各部件的能量吸收相协调才能保障行人受到安全的保护。
2. 行人安全气囊系统
行人安全气囊系统进一步避免人体撞击汽车的前挡风玻璃，以免在猛烈地碰撞下对行人与车内乘客受到更大的伤害。福特汽车的行人安全车采用了两种可以碰撞中对行人进行保护的新颖安全气囊。这两种气囊一是发动机罩气囊，一是前围安全气囊，两者配合使用可减少最常见的行人伤亡事故。
发动机罩气囊在保险杠上方仅靠保险杠处开始展开。碰撞前由一个碰撞预警传感器激发。50～70μs内完成充气，保持充气状态时间可达树苗。充气后的安全气囊在前照灯之间的部位展开，由保险杠顶面向上伸展到发动机罩表面以上。气囊的折叠模式和断面设计保证了气囊展开时能与汽车前端的轮廓相结合，以保证儿童头部和成人腿部的安全。
篇五：现代安全气囊技术
现代汽车安全气囊技术
2009-09-07 13:29:02 作者:撰文/上海工程技术大学 罗素云 奥托立夫（上
海）汽车安全系统有限公司 翁亦乐 来源: 文字大小:[大][中][小]
安全气囊系统是汽车上的被动安全性保护装置，当汽车发生意外碰撞事故时，可尽最大可能减少汽车驾驶员、乘员与转向盘、仪表盘和风窗玻璃之间的二次碰撞所造成的伤害。
安全气囊系统与座椅安全带配合使用，能为驾驶员和乘员提供更有效的防撞保护。由于它在汽车碰撞事故中能更有效地保护乘员，减少伤亡，近20年来，在北美、欧洲、日本等工业发达国家得到迅速的发展和普及，现在的新车型上基本都安装有安全气囊。
传统安全气囊的设计是在发生正面撞车事故时，避免车内乘员的头部、颈部和胸部强烈撞击在仪表板、转向盘或风窗玻璃上。在后碰撞、翻车或大多数侧面碰撞情况下，它不会被引发。随着技术的发展，安全气囊的保护范围进一步扩大，从现在的前排乘员前方保护扩展到前排乘员的侧面、膝部和后排乘员的前方与侧面以及车外行人保护。
汽车安全气囊分类
汽车安全气囊按控制类型不同可分为机械式安全气囊和电子控制式安全气囊两类。
机械式安全气囊系统没有电子电路和配线，也不需要电源，完全利用机械装置的动作来完成安全气囊系统的功能，早期的安全气囊属于机械式的。
电子控制式安全气囊是机械式安全气囊系统与电子技术相结合产生的。按安全气囊系统采用的电子元件，电子控制式安全气囊又分为:分立元件型、集成电路型、电脑控制型；按其控制方式，电子控制式又分集中控制式(即一个电子控制器控制两个以上的气囊)，分散控制式(即一个电子控制器只控制一个气囊)。有的把传感器也放在气囊内，所以又有内部和外部传感器式安全气囊之分，有的也叫整体式安全气囊。现代汽车上安装的安全气囊系统大都采用电子控制式电脑型安全气囊。
按安全气囊系统中气囊的数量和是否安装安全带预紧器，又可分为四种气囊系统。单气囊系统：一般供驾驶员使用，全车只有一个安全气囊；
按安全气囊系统的功用划分可分为：前排驾驶员安全气囊、前排乘员安全气囊、前排座椅侧安全气囊、充气帘式、腿部保护安全气囊等。
驾驶员安全气囊 (DAB)
前排驾驶员安全气囊是安装在转向盘上的安全气囊，主要作用是在发生正面或正侧面碰撞时起到对驾驶员的正面辅助保护作用以减少伤害。约65%的碰撞事故是由前部碰撞造成的。配备前排驾驶员安全气囊的汽车在驾驶员佩带安全带的情况下可以减少30%驾驶员死亡率。
乘客安全气囊 (PAB)
前排乘员安全气囊是安装在前排乘员侧仪表板(IP)上的安全气囊。主要作用是在发生正面或正侧面碰撞时起到对乘员的正面辅助保护作用以减少伤害。
正面侧安全气囊 (SAB)
SAB安装在前排或后排汽车座椅的侧面或车门内部。基于不同的保护类型，SAB分为胸部侧气囊、头胸部侧气囊、胸部骨盆侧气囊。它的功能是，在侧面碰撞事故中，给侧向的驾驶员和乘客一个辅助的保护，以减少损伤。
气帘 (IC)
气帘是安装在内部装饰顶板底下的。基于不同的保护类型，气帘分为防撞气帘和防翻滚气帘。气帘的功能是，在侧面碰撞事故或翻滚事故中，给驾驶员和乘客一个辅助的保护，以减少损伤。首先打开的是防撞气帘，气帘在头部被撞击前充满气，其次打开防翻滚气帘，在随后的5~7毫秒后充气打开。
膝部气囊 (KAB)
下肢伤害近年来越来越受到重视，它所造成的伤害仅次于头部。而其中膝盖伤害又是最常见的，约占下肢伤害的29.2%。由于下肢伤害会造成永久性损伤所以怎样降低这部分伤害就成了安全气囊发展的一个方向。
造成膝部受伤的原因主要是由于车辆正面碰撞时膝盖向前撞击仪表板所致，所以在转向盘下部的仪表板舱内装入一个气囊，能有效地减少膝盖所受的伤害。
安全气囊系统的结构
安全气囊系统主要由气体发生器、气袋、外壳、罩盖、盖纸、ECU、传感器等部件组成。在未引爆的安全气囊模块内，气袋被有规律地折叠后放入。
气体发生器是安全气囊最主要的组成部分之一，为防止一次突然点爆产生的巨大压力对人头部产生的伤害，特别在乘客未佩戴安全带的时候，会导致生命危险，一些安全气囊的气体发生器加入了可分级充气或释放压力的装置。这种装置有分级点爆装置和分级释放压力方式两种。
分级点爆装置的气体发生器分两级点爆，第一级产生约40%的气体容积，远低
于最大压力，对人头部移动产生缓冲作用，第二级点爆产生剩余气体，并且达到最大压力。分级释放压力方式，囊袋上开有泄压孔或可调节压力的孔，分为完全凭借气体压力顶开的方式或电脑控制的方式。
安全气囊系统的传感器一般有正碰传感器和侧碰传感器，分别用来感知正面和侧面碰撞信号。
ECU内置了根据在开发标定试验中采集的数据而设定的程序。在车辆行驶过程中，ECU不断接收通过传感器传来的信号，当车辆发生碰撞时，该信号值会大于常规行驶时的信号值，如果信号大于标定程序设定的门槛值，ECU会发出点火信号点爆预紧式安全带和安全气囊。
ECU对安全气囊的时间控制
汽车安全气囊系统在正面、侧面碰撞过程中的作用时间，在不同车型/不同碰撞速度存在差异。它根据该车型开发过程中设定的要求和采集的数据而确定，并被编成控制程序储存在ECU中。在任何碰撞速度情况下，电控单元的最佳点火时间(TTF)不能小于该ECU工作需要的最短时间。以ECE R94法规规定当车速为56km/h时的TTF在发生正面碰撞时一般约17~20毫秒。驾驶员安全气囊的气袋充满时间一般约30-35毫秒；前排乘员安全气囊的气袋充满时间一般约35~50毫秒，比驾驶员安全气囊长约5~6毫秒。
以FMVSS201法规规定当车速为29km/h时的碰撞试验，座椅侧安全气囊头部保护帘式安全气囊的TTF一般约8~11毫秒。胸部保护侧安全气囊(包括头胸保护侧安全气囊的胸部保护部分)气袋充满时间一般约10~15毫秒；头胸保护侧安全气囊的气袋充满时间一般约20~25毫秒；头部保护帘式安全气囊的气袋充满时间一般约35毫秒。
结束语
现代汽车安全气囊的新技术表现在采用新型充气剂、采用新型膨胀涂料、设计出星型乘员安全气囊以及智能型安全气囊四个方向上。新型安全气囊的气袋膨胀速度和膨胀的程度取决于乘员的体重、大小和就座位置、乘客是否佩戴安全带、碰撞的激烈程度、碰撞的方向，并可让乘客自由选择气囊的膨胀程度、气囊展开的大小和容量等。
智能型安全气囊使用多种传感器，以全面感知座椅上的乘员情况。其中，重量传感器根据座椅上的重量感知是否有人，是大人还是小孩；电子区域传感器能在驾驶室中产生一个低能量的电子区域，测量通过该区域的电流测定乘员的存在和位置；红外线传感器根据热量探测人的存在，以区别于无生命的东西；光学传感器如同一台照相机注视着座椅，并与存储的空座椅的图像进行比较，以判别人体的存在和位置；超声波传感器通过发射超声波，然后分析遇到的物体后的反射波探明乘员的存在和位置。
虽然道路交通安全设施不断加强，交通法规不断完善，监管力度不断加强，但是车辆事故和因事故伤亡的人数不断增加，所以人们越来越将自己乘车出行的安全性寄托在汽车本身的安全性能上。据相关的汽车消费者调查报告显示，随着中国汽车市场的不断成熟，越来越理性的消费者对汽车安全性能的重视程度越来越高，汽车安全性能因此成为消费者购买
汽车时首要考虑的因素。随着人们对出行安全性的关注以及新材料、电子技术的发展，汽车安全气囊技术也得到不断发展，汽车安全气囊新产品将不断推出以进一步保证人们的行车安全。
体裁作文