<一>、安全氣囊的結構與工作原理
安全氣囊在車輛發生碰撞時能夠起到緩沖作用，從而降低撞擊對車內乘客造成的傷害。很多人將安全氣囊等同于SRS，這是不準確的，其實安全氣囊只是SRS的一種。SRS是英文SUP，PlementalRestraintSystem的縮寫，中文含義是輔助防護系統，常見的輔助防護系統有安全氣囊和安全帶。在很多汽車的轉向盤上和儀表板右側雜物箱上方都標有SRS或AIRBAG，這表不有安全氣囊安裝在此處。
1、安全氣囊的的組成
(1)安全氣囊的分類
按安全氣囊數量分類可分為單安全系統，雙安全氣囊系統和多安全氣囊系統：
?、賳伟踩珰饽蚁到y，只是在駕駛員側的轉向盤中安裝拉一個安全氣囊。②雙安全氣囊系統近兒年生產的轎車大多都采用拉雙安全氣囊系統，即在駕駛員側和前座乘員側各安裝了一個安全氣囊，如本田雅閣，市民，豐田佳美，馬自達626、929，福特林肯城市及國產的奧迪a6等轎車均采用的是雙安全氣囊系統。
?、鄱喟踩珰饽蚁到y多安全系統是指在車上安裝了3個或3個以上的安全氣囊。
例如，瑞典沃爾沃850、960，通用的別克，上海大眾帕薩特轎車等。
(2)安全氣囊的工作原理
當車輛發生碰撞時，安全氣囊控樹模塊快速對信號做出處理，確認發生碰撞的嚴重程度已超出安全帶的保護能力，便迅速釋放氣囊，使乘員的頭、胸部直接與較為柔軟有彈性的氣囊接觸，從而通過氣囊的緩：中作用減輕乘員的傷害?，F在國內外氣囊廠家主要采用的是電子式安全氣囊系統?；拘桶踩珰饽蚁到y包含了駕駛員、乘員正而保護安全氣囊及安全帶預緊裝置?，F在國內外電子式安全氣囊系統特點是由傳感器感知車輛運動情況，由MCU監控并作出判斷，判斷當前的事件是否是嚴重碰撞事件，如果是嚴重碰撞事件則驅動氣囊展開，保護駕乘人員的安全。安全氣囊作用過程為：碰撞發生后0~20ms內傳感器將信號輸送到中央電子控制器(ECU)，ECU判斷后確認是嚴重碰撞則引發氣體發生器，在20~60ms內高溫、高壓氣體(氮氣)經過濾冷卻進入氣袋，氣袋張開形成氣墊，將乘員與車內裝備隔開，60~100ms后氣袋排氣孔打開，氣囊泄氣并收縮。氣體的阻尼作用吸收了碰撞的能量，氣囊對乘員頭部和臉部的壓力，乘員陷入較柔軟的氣囊中，使得乘員得到保護。較后氣體全部從排氣孔排出，氣囊癟下。
近年來，智能型安全氣囊的研究致力于開發一種能夠較大限度地保護乘員的安全氣囊系統。這種氣囊系統能夠在汽車碰撞的一瞬間根據碰撞條件和乘員狀況來調節氣囊的工作性能。智能型氣囊的關鍵技術之一是先進的傳感系統和電子運算系統，它們在事故發生的短暫時刻內能夠提供可靠的碰撞環境的信息。這些信息包括汽車碰撞的劇烈程度，碰撞的方位，乘員的身材、體重、位置，乘員是否系有安全帶。智能氣囊系統根據原有探測的信息作出判決怎樣調節和控制氣囊的工作性能，使氣囊能充分發揮其保護效果。
汽車主安全氣囊氣體發生器在被動安全保護系統中起到為安全氣囊氣袋充氣的作用，其瞬間產生的大量氣體對交通事故中車輛內部人員的安全有重要作用。
<二>、安全氣囊殼體安裝結構改進設計
1、安裝結構設計
結合安全氣囊殼體安裝問題，還要實現安裝結構的改進設計。具體來講，就是采用頂端開口的盒式結構殼體，其側壁設置有翻邊和張開的掛鉤，翻邊頂面稍高。在殼體底部，設置有發生器安裝孔和氣袋固定環安裝孔，儀表板底部設置有向下突出的支架，可以掛鉤配合通孔。在安裝時，可以采用沖壓成形工藝進行掛鉤安裝，促使掛鉤在殼體側壁上自動形成，中部沖壓形成凹槽，克服采用焊接或鉚接方式存在的問題。在氣囊點爆過程中，壓力達到較大值后，殼體開口位置將產生較大變形，對殼體掛鉤有一定的強度要求，所以還要做好材料的選擇。綜合考慮各方面需求，殼體材質選用DC04，掛鉤、壓環、發生器、支架均為鋼材質，罩蓋采用TP07003。采用該種結構，可以避免氣囊點爆給儀表板帶來損傷，同時也能減少殼體安裝時間，為汽車裝配提供便利。
2、模型建立分析
為確定結構設計效果，還要采用Catia三維繪圖軟件進行三維模型的建立。結合各項設計參數，可以得到相應的數學模型，然后將模型導人到HyperMesh中實現網格劃分，將網格單元類型、各單元材料特性進行賦值。在仿真分析階段，可以采用Ls-Dyna氣囊殼體強度分析，完成氣囊點爆整個過程的仿真分析。在Ls-Dyna中，存在有各種發生器模塊，可以結合汽車車型進行相應模型的選擇。在實際分析時，可以輸入320kPa發生器參數。對Airbag_folder模塊進行調用，則能在有限元模型導人后實現網格折疊，完成折疊參數的設置，使氣袋在Z方向得到折疊。
3、仿真分析結果
從仿真結果來看，在0~4ms之間，氣囊處于點爆開始階段，氣袋尚未沖出發生器，但是承受的壓力值達到較大，以至于殼體內壁承受較大壓力，促使開口位置發生變形，掛鉤承受較大考驗。在4~7ms階段，氣袋從殼體沖出，內部壓力急劇減小，對殼體側壁作用力不斷增加。在7~40ms之間，殼體持續受到氣袋的壓力，以至于殼體開口變大。
在15~25ms之間，氣袋完全展開，使發生器受到向外拉力作用。通過發生器與殼體連接部分，殼體受到向外的拉力，促使安裝孔位置受到較大考驗。在整個過程中，殼體材料斷裂應力均比點爆較大應力大，氣袋正常展開，整個點爆過程非常平穩，所以可以判定殼體強度能夠滿足點爆要求。從各溫度條件下靜態點爆試驗結果來看，氣袋均順利展開，同時點爆時間符合要求。在各試驗中，殼體、支架、掛鉤等連接部件均為出現裂痕，氣袋表面也未出現燃燒或破裂問題。因此，改進后的安全氣囊殼體安裝結構能夠滿足氣囊基礎性能設計要求，可以為氣囊安裝提供便利。
通過分析可以發現，在安全氣囊殼體設計方面，除了考慮殼體強度問題，還要考慮殼體安裝能否滿足汽車裝配需求。在實際設計中，在綜合考慮各方面因素的基礎上，實現殼體安裝結構的改進設計，則能使殼體性能加可靠，同時使安裝工藝得到簡化，完成通用化程度高的氣囊殼體設計，繼而好的滿足汽車生產需求。
