汽车安全气囊是安装在汽车上的保护驾乘人员安全的充气装置。当汽车碰撞时，传感器立即给出信号，迅速使气体发生器发火头发火，引燃能产生大量气体的烟火药剂（气体发生剂），在10～50 ms内完成充气，鼓胀气囊，避免驾乘人员遭受硬碰伤冲击，如图13.9所示。气体发生器是安全气囊的核心部件，而气体发生器中的产气药剂是其中主要的研究内容。同时，气体发生器用电点火具的安全性和可靠性也是值得重视的问题。
各国开发的第一代烟火式气体发生器产气药剂基本上都以叠氮化钠（NaN3）为主体，其氧化剂有的采用三氧化二铁（Fe2O3），也有的采用氧化铜（CuO）或别的氧化剂。该系列药剂具有性能稳定、气体温度相对较低的优点。含NaNO3的烟火气体发生剂的配方与性能见表13.3。
图13.9 汽车安全气囊工作示意图
1—汽车本体；2—安全气囊；3—过滤器
表13.3 含NaNO3的烟火气体发生剂性能(www.xing528.com)
由于叠氮化钠（NaN3）具有很强的毒性，反应后生成的气体产物中，氮的氧化物（NO和NO2）含量较高，对乘员的身体伤害很大，已经逐步被淘汰。目前研发的药剂分别以硝基胍（NQ）、黑索金（RDX）、硝酸胍（GN）、硝酸铵（AN）等材料为主体，辅以其他氧化剂的混合药剂，也有研究单质产气药剂的报告。这类药剂的共同点是产气效率高、气体发生器设计尺寸小、制造成本低，是目前烟火式气体发生器发展的主要趋势。无NaNO3的烟火气体发生剂典型配方有：KClO4 85%，醋酸纤维素9.7%，磷酸三甲苯酯4.8%，炭黑0.5%。
汽车安全气囊结构示意如图13.10所示。它由气囊、物理冷却兼过滤器、化学冷却剂、气体发生剂、传感器和点火管构成。一般安装在汽车的仪表控制板上。汽车发生碰撞时，首先由传感器接收撞击信号，将该信号传输到中央控制单元。经中央控制单元的电脑计算后，只要达到规定的阈值，电脑就会输出一个电信号。气体发生器中的电点火具接到启动信号后引爆并点燃产气体发生剂，产生大量气体，经过过滤并冷却后进入气囊，使气囊在极短的时间内突破罩盖迅速膨胀展开，在驾驶员或乘员与汽车内饰之间形成缓冲气垫，从而有效地保护人体头部和胸部，使之免于受到伤害或减轻伤害程度。
图13.10 汽车安全气囊结构示意图
1—气囊；2—物理冷却兼过滤器；3—化学冷却剂；4—气体发生剂；5—惯性传感器；6—低通滤波器；7—点火管
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