大学生科技创新基金申请书.doc

安徽农业大学经济技术学院大学生科技创新基金项目申 请 书项目名称：汽车安全带气囊的研究与开发 申 请 者： 吴节 所在单位 经济技术学院 联系电话：申请日期： 2012年6月15日 安徽农业大学经济技术学院教务处二零一二年印制一 简表项目名称汽车安全带气囊的研究与开发项目类别理工类申请金额1000经费类别 （学院资助教师资助）起止年月201206201302申请者姓名吴节性别男出生年月198706专业车辆工程年级09级联系电目组成员姓名年龄专业年级项目中的分工签名吴节25车辆09对方案的设计研究内容和意义摘要安全带气囊在汽车发生碰撞时能否安全有效的打开。安全带气囊在汽车发生事故时能有效的保护人体的胸部免受较大力的冲击，也可以支撑人的头部和颈部减使用者受伤的可能性。所以安全带气囊具有很好的实际意义。主题词安全带气囊安全控制快速打开二 立论（包括项目的研究意义及国内外现状分析）（一） 研究意义安全带气囊的开发可以有效的弥补安全气囊的不足，更好的保护人的胸部免受冲击，也可以支撑人的颈部和头部，减少汽车在发生事故时对人的伤害。安全带气囊对于后排乘客来说更为重要，毕竟后排乘客并不像前排乘客一样有正面气囊保护，在发生撞击时，可能因为巨大的惯性造成严重的伤害。后排安全带气囊可在碰撞过程中提升五倍的受力面积，较大体积的充气囊能够对颈部和头部起到一定的束缚作用，可以有效的降低后排乘客受伤几率。 （二）国内外现状分析 据统计2009年，中国汽车产销突破1350万辆，2010年，中国汽车产销量为1806万辆，2011年中国汽车产销量又迈上一个新的台阶达到1850.5万辆这是一个仍然有着巨大潜力的市场，当我们在追求数量的时候，福特却用八年研究出来的成果告诉我们：注重细节，注重品质，就能走在整个行业发展的前面。由此可见安全带气囊的应用市场庞大，安全带气囊的研究和开发可以为国家带来巨大的经济利益和社会效益。国内至今还没有突破这一最新技术，还停留在设计与论证阶段。气囊安全带是能够得到国内安全带生产企业认同的，然而庞大的研发费用却让他们望而却步。国外车企已经突破了许多关键技术，尤其以福特为首的汽车厂已经把安全带气囊研发出来并投入实际的生产当中。充气式安全带将首先装配在2010年下半年投产的2011款福特Explorer车型上。福特汽车安全研究和预付的工程技术负责人称，这种安全带设计仍然需要很多年的测试和实践来进行改进，证明该技术行之有效并能在碰撞事故中切实的发挥保护作用。估计这项技术引入国内福特车型上还有待时日。然而这种安全带价格不菲，福特公司将把它作为“可选项”由顾客决定是否加装。福特及其供应商开发出气囊式安全带得益于气囊充气和安全带构造技术方面的领先性，它能在碰撞发生的40毫秒内在乘客躯干和肩膀处展开气囊。日常使用时，气囊式安全带与传统安全带的作用相同，而且适用于儿童安全座椅，福特的研究显有超过90%测试气囊式安全带参与者认为气囊式安全带的舒适度同等或高于传统安全带，因为它使人感到有衬垫且更柔软。根据美国全国公路交通安全管理局的相关数据，相比于前排乘客82%的安全带使用率，后座安全带的使用率仅为61%，这个舒适因素可以促进提高后座安全带的使用率。福特汽车工程师，全球产品开发副总裁Paul 表示：福特率先开发了气囊式安全带技术，有效提升车辆碰撞安全保护，同时鼓励更多人系上更舒适的安全带。”在发生正面碰撞或侧面碰撞的时候，气囊式安全带增大的直径可以更有效地将乘客控制在适当的座椅位置上，有助于降低受伤危险。由于国外企业已经将这项新技术应用到实际生产当中去，我国企业还处于理论研究阶段，所以我国车企必须向国外先进技术看齐，努力赶超国外车企，实现民族企业的伟大振兴。三 研究方案（包括主要研究内容、研究方法和技术路线,拟解决的关键问题及预期进展、研究成果等）（一）主要研究内容 如何把安全气囊置于安全带当中去，并在发生碰撞时能够及时的打开，保护乘人的安全。并且进行验证安全气囊的可靠性，如果不该点火而点火打开气囊称为误点火：如果应该点火而没有点火称之为漏点火，如果点火太晚则称之为迟点火，无论是误点火、漏点火、还是迟点火都是不能允许的。所以必须进行充分的验证。（二）研究方法和技术路线首先查阅国内外有关安全带气囊的有关资料，并且参考安全气囊的一些工作原理。为了说明安全气囊的基本原理，这里首先说明汽车发生事故时造成乘员伤亡的原因。当汽车发生碰撞事故时，汽车和障碍物之间的碰撞称为一次碰撞，一次碰撞的结果导致汽车速度急剧下降，速度从35km/h降到零的时间约150ms左右；乘员和汽车内部结构之间的碰撞称之为二次碰撞，由于惯性的作用，当汽车急剧降速时，乘员要保持原来的速度向前运动，于是就发生了乘员和方向盘、仪表板、挡风玻璃等之间的碰撞，从而造成了乘员的伤亡.汽车安全气囊的基本思想是，在发生次碰撞后，二次碰撞前，迅速在乘员和汽车内部结构之间打开一个充满气体的袋子，使乘员扑在气袋上，避免或减缓二次碰撞，从而达到保护乘员的目的。由于乘员和气袋相碰时，因振荡造成乘员伤害，所以一般在气囊的背面开两个直径25mm左右的圆孔。这样，当乘员和气整相碰时，借助圆孔的放气可减轻振荡，放气过程同时也是一个释放能量的过程，因此可以很快地吸收乘员的动能，有助于保护乘员。将安全气囊做成长条形，内嵌于安全带当中去，并在安全带的上侧开一道条形，使汽车在发生碰撞的时候安全气囊能够比较容易的打开。安全带气囊的工作原理：安全带气囊一般由传感器、电控单元(ECU)、气体发生器、气囊、续流器等组成，通常气体发生器和气囊等做在一起构成气囊模块。传感器感受汽车碰撞强度，并将感受到的信号传送到控制器，控制器接收传感器的信号并进行处理，当它判断有必要打开气囊时，立即发出点火信号以触发气体发生器，气体发生器接收到点火信号后，迅速点火井产生大量气体给气囊充气。基本化学原理： 汽车的安全气囊内有叠氮酸钠（NaN3）或硝酸铵（NH4NO3）等物质。当汽车在高速行驶中受到猛烈撞击时，这些物质会迅速发生分解反应，产生大量气体，充满气囊。叠氮化钠分解产生氮气和固态钠；硝酸铵分解产生大量的一氧化二氮（N2O）气体和水蒸气 化学方程式： NaN3 + NH4NO3 -N2 + Na + N2O + H2O(g) 注：这只是最基本的化学反应原理方程式，实际的反应是非常复杂的（三）拟解决关键问题第一：如何选取符合要求的安全气囊和安全带。第二：使用那些方法使安全带与安全气囊有效的结合在一起。第三：如何实现安全带气囊的定向打开（四）预期进展 一：前期（2012年6月2012年12月）完成所需制作方式，材料选择，国内外最新成熟技术的收集。 二：中期（2013年1月2013年3月）实践制作过程，运用各种方法把安全带气囊制作出来，同时进行安全性验证。 三：后期（2013年4月2013年5月）成品后整理以及实验总结，完善项目结业报告，准备终结验收（五）预期研究成果 本项目预计在一年内完成，以安全带与安全气囊的结合为研究对象，以作品提交，实验经验整理成册为今后进一步的研究打基础，