在现代汽车中，安全气囊已经成为了一项普遍的安全配置，几乎每一辆车都会装备这一系统。它是通过一系列高科技的设备，在发生严重碰撞时为车内人员提供有效的生命保护，减少伤害甚至挽救生命。
相对于汽车的发明史，安全气囊的广泛使用历史其实并不算太长。最初的安全气囊概念可以追溯到上世纪50年代，当时一项创新性的专利面世，虽然它在当时并没有得到充分的应用，但到了21世纪，随着汽车工业的发展，安全气囊逐渐成为标准配置，发挥了越来越重要的作用。
事实上，安全气囊与安全带的结合，是汽车被动安全系统中的一个重要组成部分。研究表明，这两者配合使用可以显著降低交通中的致命风险，减少约67%的车内死亡率，每年因此挽救了数十万人的生命。
尽管安全气囊作为一种技术产品已经普遍应用，但它在过去几十年的研发过程中，经历了不断的技术突破和迭代，融入了许多跨学科的科技成果，逐渐发展成了一个非常复杂且高科技的软硬件系统。
我们将深入剖析安全气囊系统的工作原理。为了让大家更好理解，我们将通过简明易懂的方式，结合实际的工作示例，帮助大家全面掌握这一高科技安全系统的运作机制。
为了避免过多的技术细节导致阅读难度过大，本文将专注于安全气囊系统本身，暂时不涉及与其紧密相关的安全带系统，后续有机会会进行单独的专题讲解。
大家所熟知的“安全气囊”（Airbag）其实有一个专业术语——辅助约束系统（SRS，Supplemental Restraint System）。安全气囊仅仅是这一系统中的一个组件。在正式名称出现之前，不同汽车厂商曾使用过不同的术语，例如气垫约束系统（ACRS）或辅助充气约束（SIR）。尽管名称不同，但它们本质上都是指同一种技术装备。
我们将使用更为通俗的“安全气囊系统”来指代这一复杂的安全系统。安全气囊系统是汽车被动安全系统中最核心的部分，其主要作用是通过与安全带协作，在碰撞发生时对车内乘员进行有效的约束和缓冲，保护他们免受伤害。
简单来说，安全气囊的工作原理是这样的：当汽车发生较为严重的碰撞或翻车时，系统会迅速激活，快速充气膨胀形成气囊，为乘员提供缓冲保护，防止他们与车内发生致命碰撞。由于碰撞发生的速度极快，气囊的展开速度可以达到近300公里每小时，极其迅猛。
不同类型的安全气囊被安装在车内外的关键部位，以应对不同的碰撞情况。高档车辆通常会配备多达十个或更多的安全气囊，这也不是什么稀奇的事。
最常见的安全气囊是安装在方向盘上的前排气囊，但其实，气囊系统的种类远不止于此。为了全面了解其功能和作用，接下来我们将详细解析几种常见的安全气囊类型及其特点。
1. 前排安全气囊
前排安全气囊位于方向盘和仪表台处，主要用于在车辆发生正面碰撞时保护驾驶员和副驾驶的安全。由于正面碰撞的发生概率较高，前排安全气囊在全球大多数地区都已成为标准配置。
前排安全气囊可以进一步细分为两种类型：驾驶员安全气囊（DAB）和副驾驶安全气囊（PAB），它们分别保护驾驶员和副驾驶乘客的安全。
2. 侧面安全气囊（SAB）
侧面安全气囊一般安装在车门或者座椅侧面，当车辆发生侧撞时，侧面气囊会迅速膨胀并展开，为乘员提供侧面保护，减少碰撞带来的伤害。侧面气囊的设计往往会根据结构的不同，提供不同的缓冲效果，有些专注于保护胸部和躯干，而有些则侧重保护头部。
更高级的侧面气囊还会根据碰撞的强度和方向调整气囊的充气压力，确保乘员得到最佳的保护效果。
3. 侧帘安全气囊（CAB）
侧帘安全气囊安装在车门内饰板的上方，展开后类似窗帘，覆盖车窗并保护乘员头部。它不仅能应对侧碰，还能在车辆翻车时自动展开，为车内人员提供更广泛的保护。根据研究，侧帘气囊能够将脑部重伤的死亡率降低约45%。
一些高端车型的侧帘安全气囊甚至能覆盖到车内三排座位，为更多乘员提供保护。
4. 膝部安全气囊（KAB）
膝部安全气囊安装在前排座椅下方的仪表台内，主要作用是保护乘员的膝部免受碰撞时仪表台变形的伤害。碰撞中，膝部是一个容易受伤的部位，膝部气囊的出现有效地减少了这一风险。
5. 安全气囊
安全气囊位于车内中间位置，当发生碰撞时，这种气囊可以在驾驶员与副驾驶之间膨胀，防止两者因为碰撞而发生身体接触，降低伤害的风险。
6. 安全带气囊
安全带气囊安装在安全带上，当激活时，气囊会膨胀并增加与乘客身体的接触面积，从而有效分散安全带的压力，减少因安全带拉紧过猛而产生的伤害。
7. 行人安全气囊
行人安全气囊是近年来新推出的一种安全技术，主要用于保护在车祸中受伤的行人。当车辆与行人发生碰撞时，行人安全气囊会迅速展开，减少行人的伤害。这种气囊通常只在高端车型中配置。
这些不同类型的气囊系统配合使用，为汽车乘员提供了全面的保护。而为了确保这些气囊能在碰撞中及时发挥作用，气囊系统的核心组件——安全气囊控制单元（ACU）和传感器系统，发挥着至关重要的作用。
安全气囊控制单元（ACU）
气囊控制单元是整个气囊系统的大脑，负责处理传感器传来的信号，并根据判断结果决定是否激活气囊。它还负责监控整个系统的状态，并在系统发生故障时发出警告。
传感器
安全气囊系统依赖各种传感器来获取碰撞、加速度、车体姿态等关键信息。常见的传感器包括外部碰撞传感器、加速度传感器、陀螺仪传感器、座位占用传感器和轮速传感器等。
这些传感器会实时监测车辆的运动状态，并将数据传输给气囊控制单元，从而决定气囊是否需要展开。
安全气囊的充气过程需要快速且精确，因此其内部的充气装置和气囊本体都必须经过精心设计，以确保在最短的时间内为乘员提供保护。
安全气囊系统是一个复杂的高科技保护系统，通过多种类型的气囊、传感器和控制单元的紧密配合，为汽车驾驶员和乘客提供全方位的安全保障。通过对这些系统和技术的不断优化，汽车的安全性得到了显著提升，减少了交通中的伤亡。