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        家用車安全氣囊氣體發生器結構設計與行業應用

        發布日期:2021-09-20 發布者:德幫汽車

          【一】、家用車安全氣囊用氣體發生器結構設計
          近年來,我國在汽車產業方面取得的經濟效益穩步增長,國內汽車總量的急劇上升使得輕、小型汽車的安全行駛已經成為汽車生產廠家和廣大乘員關注的熱點,汽車被動安全技術也由此進步明顯。作為汽車被動安全系統的諸多組成模塊之一,家用車安全氣囊的相關技術也取得了較大的進步。作用于家用車安全氣囊總成中的家用車安全氣囊用氣體發生器在汽車發生碰撞時發揮著保護人們生命安全的重要作用。當中央處理單元給一個點火信號使得氣體發生器工作時,通過實驗所得的合理速度以及氣體質量流率,在短時間內產生大量的氣體充滿整個氣囊氣袋,由此起到保護車內人員安全免受事故傷害的目的。所以,家用車安全氣囊總成中的氣體發生器能否在工作時保持可靠性對家用車安全氣囊在點爆之后能否正常展開起著決定性的作用。氣體發生器的殼體提供具備足夠強度的燃燒室腔體,確保燃燒室內的產氣藥劑被合理點燃,并按合理的線性燃燒速度保持可靠且穩定的燃燒田。因此,對于任意一種型號的氣體發生器,使其殼體在工作時具備可靠性將作為設計氣體發生器工作的內容。
          根據產氣機理的差異性,家用車安全氣囊用氣體發生器主要有以下3種形式叫:
          1)煙火式氣體發生器,氣源來自產氣藥劑的燃燒;
          2)儲氣瓶式氣體發生器,氣源來自內部儲氣罐迅速釋放的氣體;
          3)混合式氣體發生器,其特點表現為內部既有產氣藥劑也有儲氣瓶。
          氣體發生器的殼體成型工藝和材料選擇針對某型號氣囊60L主駕駛座家用車安全氣囊用氣體發生器,殼體制造的成型工藝采用旋壓成型制造殼體的材質在綜合考慮經濟性等各方面因素之后選用具有塑性好,易于拉拔、沖壓、擠壓、鍛造和焊接等優點的優質碳素結構鋼,具體材料型號為20#鋼。
          作為氣體發生器的殼體部分,其主要作用是提供可以承受足夠壓力的燃燒腔體,以此來確保燃燒室內的產氣藥劑被點燃后可以保持合理的線性燃燒速度進行燃燒而不會發生失效。由于家用車安全氣囊總成安裝在方向盤上,家用車安全氣囊總成中的氣體發生器和駕乘人員的距離較近,因此,對殼體的基本要求是在氣體發生器工作前后承受氣體內壓和沖擊的同時保持結構規整、無碎片飛濺現象發生,各大生產廠家和機構制訂的氣體發生器生產技術規范對此均有明確的要求。以美國汽車工程師學會發布的USCAR標準規范文件中對氣體發生器部分的說明為例,它建議對氣體發生器遵照上述規范文件中所要求的試驗方法來實施煙火試驗,并采用相應的數學方法處理此過程中所得到的數據,計算所得出的爆炸安全系數大于1.5。
          汽車氣囊氣體發生器在被動安全保護系統中起到為安全氣囊氣袋充氣的作用,其瞬間產生的大量氣體對交通事故中車輛內部人員的安全有重要作用。
          【二】、家用車安全氣囊的應用
          (1)家用車安全氣囊打開所需要的條件
          家用車安全氣囊打開需要合適的速度和碰撞角度。從理論上講,只有車輛的正前方左右大約600之間位置撞擊在固定的物體上,速度高于30km/h,這時家用車安全氣囊才可能打開。這里所說的速度不是我們通常意義上所理解的車速,而是在試驗室中車輛相對剛性固定障礙物碰撞的速度,實際碰撞中汽車的速度高于試驗速度氣囊才能打開。
          (2)家用車安全氣囊的安全性
          家用車安全氣囊可將撞擊力均勻地分布在頭部和胸部,防止脆弱的乘客肉體與車身產生直接碰撞,大大減少受傷的可能性。家用車安全氣囊對于在遭受正面撞擊時,的確能保護乘客,即使未系上安全帶,防撞家用車安全氣囊仍足以減低傷害。據統計,配備家用車安全氣囊的車發生正面碰撞時,可降低乘客受傷的程度高達鼠%,甚至在其中有80%的乘客未系上安全帶!至于來自側方及后座的碰撞,則仍有賴于安全帶的功能。
          此外,氣囊爆發時的音量大約只有130分貝,在人體可忍受的范圍;氣囊中78%的氣體是氮氣,十分安定且不含毒性,對人體無害;爆出時帶出的粉末是維持氣囊在折疊狀態下不粘在一起的潤滑粉末,對人體亦無害。
          (3)家用車安全氣囊的使用和缺點
          家用車安全氣囊分布在車內前方(正副駕駛位),側方(車內前排和后排)和車外三個方向。在正駕駛位的氣囊裝在方向盤的中間位置,副駕駛位的家用車安全氣囊安裝在正前方的平臺內部,在意外發生的瞬間可以的保護駕駛員和副駕駛位乘員的頭部和胸部,因為正面發生的猛烈碰撞會導致車輛前方大幅度的變形,而車內乘員會隨著這股猛烈的慣性向前俯沖,造成跟車內構件的相互撞擊,另外車內正駕駛位置的家用車安全氣囊可以的防止在發生碰撞時方向盤頂到駕駛者的胸部,避免致命的傷害。側面氣囊系統是保護汽車遭側面碰撞以及車輛翻滾時乘員的安全一般安裝于車門上,在車輛遭到側面碰撞會導致車門嚴重變形,以至于無法開啟車門,車內乘員被困于車內,側面家用車安全氣囊可以的保護車內駕乘人員來自側面撞擊導致的腰部,腹部,胸部外側,以及胳膊的傷害,保證身體上肢的活動能力和逃生能力。
          家用車安全氣囊的缺點:1.是在低速碰撞不致命情況下,由于氣囊起爆使一些近視眼帶眼鏡的人眼睛受到傷害甚至失明。2.由于氣囊是按大人身高匹配,而對于孩子來說是致命的,曾經發生過多起氣囊在碰撞起爆后將孩子頸椎折斷致死案例,為此國外已立法禁止前排乘座幼童。3.氣囊配合安全帶使用,否則在氣囊作用下人有被甩到車外可能。
          (4)對現有家用車安全氣囊的改進
          從家用車安全氣囊在使用過程中存在的缺陷可知,現有家用車安全氣囊的基本設計目標是用來對付嚴重交通事故的,但在一些不太嚴重,的事故中,系統反應過度,反而會對駕乘人員施加作用過大,適得其反,造成不必要的傷害。
          針對實際使用中存在的問題,我們希望在家用車安全氣囊展開之前,家用車安全氣囊系統能夠感應汽車發生的碰撞,并按照程序來判斷碰撞事故的嚴重程度,如果碰撞級別比較低的話,只需將安全帶的預緊機構拉緊即可;如果碰撞級別比較高,需要啟動家用車安全氣囊,則將點燃氣囊的指令傳遞給氣囊系統。這也就是要求家用車安全氣囊系統能夠準確地感應所發生的碰撞事故;并且能模仿人腦,根據實際的碰撞程度來判別家用車安全氣囊是否需要展開,有一定靈活性;并且能夠針對不同體形的乘員適當的調整家用車安全氣囊。

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