推车0518:半个中国的高田气囊更易爆
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5月5日,高田公司宣布从美国市场召回3500万至4000万只高田气囊。
5月11日,高田公司表示,严格整顿安全气囊充气发生器部门。
5月13日,本田发布财报,因高田气囊召回,本田2015年利润减少了32%之多。
5月13日,本田宣布追加召回2100只高田气囊。
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这是美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)上列出的高田气囊召回品牌名单,几乎涵盖了所有的知名汽车品牌:
那么问题来了,针对中国地区,仅日产、本田、马自达、宝马和丰田等宣布召回了采用高田问题气囊的车型,其它品牌呢?
2014年10月22日,NHTSA公布了针对高田气囊召回的建议公告。在公告中,有一条特殊的建议,却一直没有引起人们的注意。
美国NHTSA特别建议,佛罗里达、波多黎各、阿拉巴巴、密西西比、乔治亚,与路易斯安那州,以及关岛、塞班岛、美属萨摩亚、美属维尔京群岛和夏威夷地区,更需要立即更换高田气囊。
仔细看一下这些地区,都是在北纬30度线左右,属于亚热带季风气候,无一例外的都属于高温高湿类型。为什么美国要对这些地区单独提醒呢?
2015年,高田CEO高田茂久称,内部调查显示,长期处于高温、潮湿的环境中是造成气囊出现问题的主要原因。
我们继续追问,中国又有哪些地区处在同一纬度?他们是否也是高温高湿环境?
根据中国一级气象地理区划图显示,中国的的亚热带季风气候地区,尤其是在夏季高温高湿的地区范围,要比美国更大。
在上面这张地图中,华中、华南、西南地区,都属于亚热带季风气候,而华东地区,则属于亚热带湿润性季风气候,夏季更加闷热。
也就是说,从黄河开始向南,一直到海南岛,这半个中国在夏季的气候,都属于高田CEO所说的能够造成气囊出现问题的高温高湿环境。
那么,工作在这些地区的高田气囊,又会存在怎样的不稳定因素?
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首先需要说明的是,安全气囊的工作过程,基本和一枚炸弹的引爆过程类似。当然,这一切都是被限制在气体发生器罐体之内。
汽车发生碰撞之后,传感器会用电流将传火药,传火药在继续点燃气体发生剂药片,气体发生剂燃烧产生大量的热气体向外膨胀,冲破密封爆破膜之后,快速展开安全气袋并将气袋充满气体。这一过程,要求在碰撞发生后0.1秒内完成。
这其中,气体发生剂,是整个安全气囊的核心,高田公司选择的气体发生剂,则是改性硝酸铵和双四唑胺体系。硝酸铵,家里还有耕地的同学相信都会熟悉,当年硝酸铵还可以作为化肥销售的时候,时有发生将硝酸铵配制成炸药的案例。而且硝酸铵价格及其便宜,很容易大量采购。
但是,硝酸铵作为气体发生剂的缺点很明显,一共有两个
1:硝酸铵在-17.9℃到169℃之间,存在5个晶变温度点。也就是说,它有可能从压制成型的药片状,随着温度变化而产生结晶。
2:硝酸铵气体发生剂对于含水量要求低于0.1%,环境湿度低于30%。而硝酸铵本身又吸水性很强,在水中的溶解度极高,一旦吸附水分,硝酸铵就会从药片中析出,进而长毛,粉化。
为此,高田公司在配方中加入了7%以上的硝酸钾,从而消除了-35℃至85℃之间的两个晶变温度点。同时匹配双四唑胺,可以提高气体发生剂药片的软化点。
但是,看似理想的解决方案,在实际的使用过程中,也许依然存在漏洞。
这是高田公司改性硝酸铵的差示扫描量热曲线,可以看到在110℃附近,依然存在一个晶变。而高田气囊气体发生器热老化温度则是107℃,距离非常近。
同时,高田改性之后的硝酸铵,由于燃烧变得困难,需要较高的燃烧压强,因此对于气体发生器的外壳材料和工艺要求更高。
此外,从NHTSA展示的高田气囊结构图上看,高田气囊的点火器采用了橡胶密封垫以及O型密封圈和密封爆破膜的设计。而有实验表明,天然橡胶在145℃的温度下,仅仅只需4个小时就会出现老化反应。
OK,下面我们就可以推演高田气囊在高温高湿环境下,是如何一步步变成杀人利器的。
第一步:以吉林大学汽车工程学院在2005年进行的一项实验为例,7月份广州正午12点,室外温度34.6℃,车身吸收率85%,汽车暴晒10分钟后,车内温度上升到61.85℃,40分钟后温度上升至83.4℃。前面我们知道,高田改性硝酸铵的安全范围是-35℃至85℃之间。
第二步:长时间的暴晒,导致气体发生器的点火器密封橡胶逐渐老化。一旦密封失效,较高的空气湿度,则会让气体发生剂药片受潮,并发生粉化。此时,这个气囊只要打开,就有可能造成事故。
第三步:车辆发生碰撞事故,安全气囊点火器点燃传火药,传火药继续点燃已经粉化的硝酸铵药片。这个已经成为粉末状的药片以超出正常范围的速度燃烧,气体发生器内部压力急剧升高。而排气口设计又来不及将这些气体排进气囊,气体发生器的金属壳体随即爆裂。
美国发生的多起致死事故中,驾驶者正是被气体发生器金属壳体爆炸的碎片击中而身亡
至于这个爆炸的威力有多大,大家一定听说过粉尘爆炸,以看起来完全无害的甘薯粉为例,当它在空气中的浓度达到400克/立方米时,0.05秒内它就可以释放出6个大气压的威力,而安全气囊的打开时间则需要0.1秒。
至于6个大气压的威力,如果这个压力用在喷泉上,则可以将喷泉水柱喷至60米的高度。
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超高的压力,早于气囊打开就会发生的爆炸,这就是高田气囊在经受了长时间的高温高湿气候之后,有可能会发生的事故。而在中国具备这些气候条件的地区中,又有多少辆车呢?
这是2014年发布的《全国国民经济和社会发展统计公报》中统计的全国各省市汽车保有量数据。根据前面我们提到的中国气象地理区划图,可以在这张表格中找到山东、广东、江苏、湖南、重庆、安徽、福建、广西、江西、上海等省市的汽车保有量,一共6420.97万辆。这还不包括浙江、四川、河南、湖北、海南等省。
红色覆盖范围内即高田气囊更易发生事故区域
而最新的数据显示,在2015年,浙江汽车保有量为1604万辆,河南则达到777万辆。再加上其他省市,如果按照美国公路交通安全管理局的做法,在高田气囊更易发生事故的中国高温高湿地区,存在近一亿辆汽车,而这些汽车中,又有多少是安装了高田的气囊呢?
截至目前,还没人给出答案。
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