化學材料在車輛工業之應用 – 安全氣囊

1. 指導教授:謝慶東老師 車輛一甲4a215015 力允晟 車輛一甲4a215017 陳柏源 車輛一甲4a215071 林謙 化學材料在車輛工業之應用–安全氣囊

2. 目錄 1安全氣囊的認識 2為何要使用安全氣囊 3安全氣囊的成分 4安全氣囊的傷害 5安全氣囊注意事項

3. 1.安全氣囊的認識 至今，氣囊經過數十年的發展，已演變出各種不同的形式。依據擺放的位置可區分： 前方氣囊 駕駛氣囊（Driver Front Airbag；DA） 乘客氣囊（Passenger Front Airbag；PA） 側邊氣囊 前座側邊氣囊（Front Side Airbag；FSA） 後座側邊氣囊（Rear Side Airbag；RSA） 側邊氣簾 膝部氣囊

4. 主要裝置: 撞擊感知器 電子處理器 充氣裝置 氣囊

5. 氣囊（Air-bag，或稱Supplementary Restraint System，縮寫：SRS）指安裝在汽車上的充氣軟囊，使用在車輛發生撞擊事故的瞬間彈出，藉以達到緩衝的作用，保護駕駛和乘客的安全。氣囊絕對要與安全帶兩者配合使用，才能得到防護效果。一般而言，遭遇到發生碰撞時，可以避免乘座人員頭部和身體，直接撞擊到車輛內部，減少人員傷害程度。根據美國高速公路安全管理局調查，氣囊的使用得當下，令轎車的駕駛死亡率減少11%，正面撞擊則降低30%的力道。雖然氣囊不能完全保護乘員生命安全，甚至有可能會造成傷害，引發起不少責難，但仍不可否認在正確使用的情況下有其防護功能。 今天，氣囊已被多數國家規定為必備的車輛被動性安全裝置之一。

6. 側安全氣囊：為了防止車輛由側邊撞擊，研發出側安全氣囊來保護駕駛人及乘客之安 全，其控制有二：（利用撞擊感知器來得知。）　 車輛受到側邊撞擊，其原理是利用水銀開關來得知撞擊力量大小，再傳送到SRS電腦，再由SRS 電腦引爆側安全氣囊。一般側撞感知器裝置在座椅下的座椅橫樑上。 利用一側撞感知器及點火器：當車輛碰擊時，側撞感知器受到撞擊時，而外部的鋁合金外殼彎形，將點火撞針下壓點火，火花經導火管至側安全氣囊藥包引爆充氣，在千分之3秒鐘完成。

7. 2.為何要使用安全氣囊 現代人購買汽車，除了考慮價格、性能、舒適性外，是否配備有安全氣囊亦是一項決定因素。而一般人，對安全氣囊的認識，可能僅止於「有了它，行車更安全」而已。對於它的實際作用、可能造成的傷害，以及如何避免傷害等知識，都不是十分了解。　為什麼要有安全氣囊？西元一九八六年，汽車開始配備駕駛座安全氣囊。西元一九八九年，全美國配備安全氣囊的汽車，約佔全國車輛總數的百分之七；到了西元一九九五年，增加到百分之七十。美國國會更通過立法，規定自西元一九九八年開始，所有新出廠的自小客車，一律配備前座雙安全氣囊。理由是統計資料顯示，自西元一九八六年至西元一九九五年十年期間，安全氣囊拯救超過一千一百三十六條性命，尤其當發生正面撞擊車禍時，更可減少駕駛人死亡率達百分之三十。

8. 3.安全氣囊的化學成分 未經擊發的安全氣囊裏，裝的化學物質都是固體，遇到撞擊事故時，才由電腦點燃擊發，產生大量氮氣，使氣囊迅速充飽（20~30毫秒內），平時不會貯放氮氣，一來體積太大，二來高壓氣體容易逸散，要用時就沒有了。一般汽車安全氣囊內貯放的固體化學物質是約65克的三氮化鈉（NaN3），以及過量的硝酸鉀（KNO3）與二氧化矽（SiO2）。

9. 當行車電腦判斷發生撞車時，它會以火花擊發火藥，造成高熱使三氮化鈉分解，產生大量氮氣：2NaN3 --> 3N2 + 2Na分解出來的氮氣會以約時速三百公里的速度，充飽整個氣囊。 另二種固體物質的存在是為了處理前一步驟產生的金屬鈉，金屬鈉與硝酸鉀反應產生氧化鈉、氧化鉀、及少部份氮氣：10Na + 2KNO3 --> 5Na2O + K2O + N2最後，氧化鈉與氧化鉀再與二氧化矽反應成矽酸鹽類，完成整個反應。K2O + Na2O + 2SiO2 --> 2(Na, K)SiO3整個過程從開始到結束，約耗時80毫秒，光是充氣過程約佔20-30毫秒。分解出來的總氮氣量，在STP下，約佔73升。

10. 4.安全氣囊的傷害 由於安全氣囊是以高速充氣膨脹，因此在它尚未完成「爆開」的過程中，人體若受到氣囊撞擊，將造成各種嚴重程度不一的傷害。最常見是造成顏面、頸部及上胸部的紅腫、擦傷及瘀傷。其次，如果眼睛受到波及，角膜擦傷、眼前房出血、晶狀體半脫位、視網膜剝離、化學灼傷性角膜炎都可能發生。更嚴重者，將造成右心房破裂、第二頸椎骨折，嬰幼兒甚至「斷頭」喪命。 錯誤的觀念！ (一)多數人認為安全氣囊僅在發生「高速撞擊」時，才會爆開充氣膨脹。錯！百分之七十的情況，是發生在車速低於每小時二十五公里。 (二)只有發生正面撞擊時，安全氣囊才會爆開。錯！百分之五十的情況，是發生在側撞時。 (三)安全氣囊比安全帶更能保障安全。錯！沒有安全帶的約束保護，安全氣囊反而可能造成料想不到的意外。唯有在兩者相輔相成之下，生命才更有保障。換句話說，開車時不繫上安全帶，當發生事故時，就算有再好的氣囊，可能也挽救不回您的性命。

11. 5.建議事項！ (一)乘坐配備安全氣囊的車輛時，駕駛人及前座乘客，一定要繫上安全帶。正確的繫法是肩帶置於鎖骨中央，勿置於腋下；腰帶置放在骨盆骨上，勿置於腹部上方。 (二)駕駛人及前座乘客調整座位時，尤其是東方女性體型較為嬌小，請記得保留適當的空間，不要太靠近方向盤及儀表板。 (三)孕婦非不得已不要開車，儘量不要坐在前乘客座。繫安全帶時，請勿將腰帶置放在胎兒上。 (四)年齡十二歲以下的兒童或個兒較小的女性，後乘客座的中央位置是最安全的。 (五)年齡一歲以下或體重十公斤以下的嬰兒，一律乘坐兒童安全座椅，並且面朝後方、置於後乘客座的中央位置。 　根據交通部發表的台灣地區歷年交通事故統計表，「駕駛不當」佔了肇事原因的百分之九十以上。可見再名貴的汽車、再好的乘客安全保護設施，仍然需要靠大家良好的駕駛習慣配合，這才是保障行車安全的不二法門。