申 婷 魏孟媛 劉 芳 袁志磊 薛文良 汪玲玲

1. 東華大學(xué)紡織面料技術(shù)教育部重點實驗室，上海 201620；2. 上海出入境檢驗檢疫局，上海 200135；3. 東華大學(xué)研究院，上海 200051

安全氣囊市場調(diào)研及實證分析*

申 婷1魏孟媛2劉 芳2袁志磊2薛文良1汪玲玲3

1. 東華大學(xué)紡織面料技術(shù)教育部重點實驗室，上海 201620；2. 上海出入境檢驗檢疫局，上海 200135；3. 東華大學(xué)研究院，上海 200051

對安全氣囊市場進(jìn)行調(diào)研，包括安全氣囊的類型、組成和工作原理，分析當(dāng)前汽車安全囊市場及相關(guān)檢測情況，總結(jié)汽車安全氣囊存在的問題及今后的發(fā)展方向。

安全氣囊，市場，調(diào)研，分析

在一輛汽車的舒適、美學(xué)、速度、里程、耐用性、安全及效能等因素中，安全是駕駛員和乘客首要考慮的。安全氣囊作為與安全帶配合使用的汽車輔助安全裝置，在近20年里得到了顯著發(fā)展。1996年，超過1 500萬輛汽車裝備了駕駛氣囊和乘客氣囊[1]212。根據(jù)2012年全球產(chǎn)業(yè)分析公司的報道，全球安全氣囊市場預(yù)期在2017年達(dá)到47 400萬套，其中側(cè)面碰撞氣囊成為其增長最快的部分[2]。安全氣囊的快速發(fā)展歸功于汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、相關(guān)法規(guī)的成熟及司乘人員安全意識的提高。根據(jù)大量交通事故統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析，在碰撞事故中，安全氣囊與安全帶正確配合使用，對司乘人員的有效保護(hù)率可達(dá)60%；若單獨使用安全帶，對司乘人員的有效保護(hù)率降低為43%～49%；如果僅使用安全氣囊，對司乘人員的有效保護(hù)率只能達(dá)到18%[3]。本文主要對上海奧托立夫汽車安全系統(tǒng)有限公司及上海天合汽車系統(tǒng)有限公司的安全氣囊的市場調(diào)研情況進(jìn)行分析與總結(jié)。

1 安全氣囊的類型

安全氣囊按其安裝位置及其對人們的保護(hù)部位，可分為正面碰撞氣囊(駕駛側(cè)氣囊、前排乘員側(cè)氣囊)、側(cè)面碰撞氣囊(前后座胸部側(cè)撞氣囊、側(cè)邊頭部氣簾)、膝部氣囊、行人保護(hù)氣囊、氣囊式安全帶及安裝于車廂底板下的制動氣囊[4]109-110。

1.1 正面碰撞氣囊

駕駛側(cè)氣囊安裝在汽車轉(zhuǎn)向盤內(nèi)，受限于轉(zhuǎn)向盤的大小，其容積為30～60 L。前排乘員側(cè)氣囊安裝在儀表控制盤內(nèi)，其容積為90～150 L[1]217。

1.2 側(cè)面碰撞氣囊

側(cè)面碰撞中因司乘人員的身體和頭部與車門、車篷、車窗或B柱碰撞而造成的人員死亡率達(dá)20%，僅次于正面碰撞。使用側(cè)面碰撞氣囊可減少37%的死亡率[1]218。側(cè)面碰撞氣囊將司乘人員和碰撞區(qū)域隔離，從而降低碰撞風(fēng)險。

1.3 膝部氣囊

膝部氣囊通常安裝在駕駛側(cè)與前排乘員側(cè)，用于約束碰撞中司乘人員的膝蓋及腿部前移而達(dá)到保護(hù)目的。中高檔車型通常裝配有膝部氣囊。

1.4 行人保護(hù)氣囊

行人保護(hù)氣囊安裝在發(fā)動機(jī)蓋后方。當(dāng)汽車在車速低于50 km/h的情況下與行人發(fā)生碰撞時，行人保護(hù)氣囊會自動打開，用于減緩行人身體及頭部與汽車的擋風(fēng)玻璃、A柱的撞擊力度[5]。這種氣囊在2012年沃爾沃發(fā)布的V40上有裝配。

2 安全氣囊的組成與工作原理

安全氣囊系統(tǒng)主要由傳感器、電子控制裝置、氣體發(fā)生器和氣袋等部件組成。在汽車行駛過程中，傳感器感受加速度等相關(guān)信息并傳送給電子控制裝置，電子控制裝置對這些信息進(jìn)行分析、判斷。當(dāng)碰撞強(qiáng)度達(dá)到安全氣囊點爆條件時，電子控制裝置向氣體發(fā)生器發(fā)出點火信號；氣體發(fā)生器點火爆炸后產(chǎn)生大量氣體充滿氣袋，膨脹的氣袋將司乘人員的頭部和胸部與車內(nèi)物體隔開；當(dāng)司乘人員與氣袋發(fā)生接觸時，氣袋背面的排氣孔發(fā)揮阻尼作用，吸收碰撞慣性動能，從而起到保護(hù)作用[6]。

2.1 傳感器

傳感器主要用來檢測和傳遞車輛的運動信號，有機(jī)械式、電子式和機(jī)電式三類。安全氣囊系統(tǒng)一般裝有2～4個傳感器，主要分布在前排左右側(cè)擋泥板、前保險杠中間及車身內(nèi)。

2.2 電子控制裝置

電子控制裝置通常集成在微計算機(jī)中。當(dāng)汽車發(fā)生翻滾或碰撞時，電子控制裝置接收傳感器傳遞的車身運動信號，通過計算分析后決定相關(guān)氣囊的工作情況，即是否發(fā)出點火信號。由于碰撞情況復(fù)雜多變，要求電子控制裝置能夠迅速做出準(zhǔn)確判斷，精確控制點火時刻[7]。

2.3 氣體發(fā)生器

作為安全氣囊系統(tǒng)的核心部件，氣體發(fā)生器的性能對氣袋的打開質(zhì)量起著關(guān)鍵作用。要求氣體發(fā)生器在30 ms內(nèi)產(chǎn)生氣體并充滿氣袋，同時產(chǎn)生的氣體對人體無害且穩(wěn)定可靠。

2.4 氣袋

氣袋采用尼龍66織造而成，其內(nèi)表面涂覆硅膠涂層用于密閉氣體。但氣袋本身不密閉，其頂部或背面通常有2～4個排氣孔。氣袋膨脹開至與人體接觸時，內(nèi)部氣體從排氣孔排出，以緩解對人體產(chǎn)生的壓力。氣袋的容積因安裝位置不同而不同；對同一安裝位置的氣袋容積，歐洲和美國的要求也不相同。氣袋的展開方向可分為向內(nèi)和向外，駕駛側(cè)氣囊一般向內(nèi)展開，前排乘員側(cè)氣囊一般向外展開。

3 安全氣囊的檢測

我國目前僅有推薦標(biāo)準(zhǔn)GB/T 19949—2005《道路車輛 安全氣囊部件》對術(shù)語及安全氣囊模塊和氣體發(fā)生器總成的試驗方法和條件做了規(guī)定[8]，而歐美、日本等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)早已將其作為強(qiáng)制性法規(guī)加以實施。我國亟待出臺安全氣囊的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[9]。但在1999年由原國家機(jī)械工業(yè)局發(fā)布的規(guī)則CMV-DR 294《關(guān)于正面碰撞乘員保護(hù)的設(shè)計規(guī)則》間接地對安全氣囊在車輛上的配備提出了要求，此規(guī)則等效于歐洲的ECE R94《前方碰撞乘員保護(hù)》。由于安全氣囊種類多、加工程序復(fù)雜、技術(shù)水平要求較高，各企業(yè)都有自己的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。國內(nèi)相關(guān)企業(yè)數(shù)量少，且多為加工企業(yè)，為有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定增加了難度。

3.1 安全氣囊織物的檢測

動、靜態(tài)透氣性測試，頂破強(qiáng)力測試，抗抓強(qiáng)度測試，阻燃性測試，抗老化性能測試，ELV(鉛、汞、鎘、六價鉻等有害物質(zhì))檢測，甲醛揮發(fā)量測試等。

3.2 安全氣囊模塊的檢測

墜落試驗，機(jī)械沖擊試驗(-35、28、85 ℃)，粉塵試驗，溫度-振動試驗，濕熱循環(huán)試驗，鹽霧試驗，光照試驗，濕度沖擊試驗，靜態(tài)展開試驗(-35、28、85 ℃)，壓力容器試驗(-35、85 ℃)，氣袋試驗(氣袋容積、織物滲透性、織物外觀檢查、接縫強(qiáng)度、織物強(qiáng)度、織物抗撕裂強(qiáng)度)等[9]。

4 安全氣囊行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展

1953年，安全氣囊起源于美國，最早應(yīng)用在飛機(jī)上；20世紀(jì)80年代，德國將這項技術(shù)應(yīng)用于民用汽車，并出臺了相關(guān)法規(guī)；20世紀(jì)90年代，發(fā)達(dá)國家已將安全氣囊作為汽車的標(biāo)準(zhǔn)配置[10]。如今，隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，發(fā)展中國家和地區(qū)的安全氣囊市場需求逐步增大，如中國、南美、東南亞及印度等，使得安全氣囊產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)不斷增長的趨勢。目前，全球五大安全氣囊生產(chǎn)廠商為Autoliv、Takata、TRW Automotive、TG、Delphi，其中Autoliv獨占40%的市場份額[1]214。

我國在安全氣囊方面起步較晚，直至20世紀(jì)80年代才有相關(guān)引進(jìn)，但發(fā)展速度較快。我國安全氣囊市場逐步增大，但用于安全氣囊生產(chǎn)的零配件尚難以做到自給。另外，Autoliv、Takata、TRW Automotive等國外廠商均在我國設(shè)廠，其市場占有率遠(yuǎn)高于國內(nèi)廠商，已不斷滲入國內(nèi)整車裝配生產(chǎn)領(lǐng)域。

目前國內(nèi)從事安全氣囊織物生產(chǎn)的主要有東方久樂、錦州錦恒、遼寧和昌、華懋(廈門)新材料科技股份有限公司、可隆(南京)特種紡織品有限公司、東麗(中國)投資有限公司、江陰杜奧爾汽車用紡織品有限公司。其中，華懋(廈門)新材料科技股份有限公司是國內(nèi)規(guī)模最大的安全氣囊織物生產(chǎn)企業(yè)。

安全氣囊在為司乘人員提供安全保障的同時，其自身尚存在不容忽視的問題。2014年，國家質(zhì)檢總局發(fā)布的車輛召回信息中，涉及安全氣囊的有23起共36款車型；在安全氣囊質(zhì)量投訴方面，中國質(zhì)量萬里行收到41例，并有多起涉及交通事故[11]。安全氣囊存在的主要問題：(1) 傳感器只對碰撞時產(chǎn)生的減速度進(jìn)行檢測，但無法檢測與人體的動能和動量密切相關(guān)的司乘人員的體重，而碰撞造成的傷害程度與人體的動能和動量有關(guān)；(2) 氣囊誤點爆或不能正常點爆；(3) 氣囊點爆時會對婦女、兒童等身形矮小乘員造成傷害；(4) 氣囊點爆會產(chǎn)生高溫氣體及有毒有害物質(zhì)等[4]110。

以上問題的顯現(xiàn)預(yù)示了今后安全氣囊的發(fā)展方向：智能化、環(huán)保化、全方位。智能化即運用傳感器與控制系統(tǒng)，對司乘人員的身形、體重、位置和安全帶的使用狀態(tài)進(jìn)行檢測，從而判斷氣囊的點爆狀態(tài)和程度；環(huán)保化即氣囊小型輕量，釋放出的氣體無毒無害；全方位即保證在各種碰撞或翻車狀態(tài)下，安全氣囊提供司乘人員甚至行人多方位的保護(hù)。

5 結(jié)語

首先，國內(nèi)對汽車安全設(shè)施的需求量相當(dāng)可觀，但大部分被外資或合資企業(yè)占領(lǐng)，國內(nèi)企業(yè)要加大科研力度，實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新，提高氣囊的安全系數(shù)；其次，相關(guān)政府部門要加快相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定，使得氣囊的加工生產(chǎn)更加標(biāo)準(zhǔn)化，提高國內(nèi)企業(yè)的加工水平；最后，消費者應(yīng)提高使用安全設(shè)施的意識，目前我國氣囊的配置率僅有70%，相關(guān)部門應(yīng)加大立法力度，使其盡可能達(dá)到100%使用正規(guī)廠商提供的安全配置，提高安全系數(shù)。

[1] NAYAK R, PADHYE R, SINNAPPOO K, et al. Airbags[J]. Textile Progress, 2013, 45(4): 212-226.

[2] JOSE S. Automotive airbags: A global strategic business report [EB/OL]. [2012-04-18]. http://www.prweb.com/releases/automotive_airbags/side_impact_airbags/prweb9415480.htm.

[3] 谷兆琳. “囊擴(kuò)”安全 全面了解汽車安全氣囊[J]. 汽車消費報告，2013(11)：130-134.

[4] 李詩芯. 汽車用安全氣囊的工作原理與存在的問題[J]. 價值工程，2014(33)：109-110.

[5] 汽車之家. 從引擎艙彈出 沃爾沃發(fā)布行人安全氣囊[EB/OL]. [2012-03-09]. http://www.autohome.com.cn/news/201203/304934.html.

[6] 劉晶郁, 李曉霞. 汽車安全與法規(guī)[M]. 北京: 人民交通出版社, 2005: 97-99.

[7] 林輝. 被動安全系統(tǒng)ECU的開發(fā)[J]. 汽車與安全, 2009(1): 63-65.

[8] 全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會. 道路車輛 安全氣囊部件:GB/T 19949—2005[S]. 北京: 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2006.

[9] 揚中市科學(xué)技術(shù)協(xié)會. 汽車安全氣囊標(biāo)準(zhǔn)體系亟待完善[EB/OL].[2015-07-01]. http://www.zjkx.org.cn/a/kepuzhuanlan/kejijujiao/kejiqianyan/2015/0701/115861.html.

[10] 張良華. 汽車安全氣囊技術(shù)應(yīng)用分析[J]. 通訊世界, 2015(8): 215-216.

[11] 中國質(zhì)量萬里行. 2014年汽車投訴: 你的車上榜了嗎？[EB/OL]. [2015-02-05]. http://www.nbd.com.cn/articles/2015-02-05/896022.html?all_page=true.

Survey and instance analysis on the market of airbags

ShenTing1，WeiMengyuan2，LiuFang2，YuanZhilei2，XueWenliang1，WangLingling3

1. Key Laboratory of Textile Science & Technology, Ministry of Education, Donghua University, Shanghai 201620, China;2. Shanghai Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau, Shanghai 200135, China；3. Research Institute, Donghua University, Shanghai 200051, China

The market of airbags was surveyed, including their types, composition and principle. The current market of airbags and related inspection situation were analyzed, and the problems existing in airbags and the future development direction were summarized.

airbag, market, survey, analysis

*國家質(zhì)檢總局科技計劃項目(2015IK239)；上海市技術(shù)性貿(mào)易措施應(yīng)對專項(14TBT002)

2016-11-27

申婷，女，1993年生，在讀碩士研究生，研究方向為紡織品檢測技術(shù)及其質(zhì)量評估

薛文良，Email: xwl@dhu.edu.cn

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1004-7093(2016)12-0031-03