安全气囊改进思考和气体发生器结构设计
[一]、安全气囊改进思考
针对安全气囊实际使用中存在的问题,大家希望在安全气囊展开之前,安全气囊系统能够感应汽车发生的碰撞,并按照程序来判断碰撞事故的严重程度,如果碰撞级别比较低的话,只需将安全带的预紧机构拉紧即可;如果碰撞级别比较高,需要启动安全气囊,则将点燃气囊的指令传递给气囊系统。这就要求安全气囊系统能够准确地感应所发生的碰撞的原因和程度。
(1)乘员探测系统的选择
针对气囊未能对不同的乘员做出相应的保护,可在乘员座位上安装一个乘员探测系统,对车座上是否有人、乘员的体型大小以及就座时偏离正中情况进行探测。相当于专门安装一个传感器,探测的乘员乘坐信息,并传递给中央电脑控制中心。如果发生碰撞的话,控制中心在对传感器传过来的信息进行判断的同时综合考虑乘员探测系统探测所得的乘员乘坐信息。这样的话,安全气囊系统就可以针对il驶员和乘员的乘坐情况适时适量展开气囊,完全避免碰撞。理想的安全气囊是可以针对各种不同的特殊情况对汽车的使用者进行保护。
(2)气体发生器的多元化发展
对于气体发生器,不仅要求其土作可靠、性能稳定、耐久性好、符合环保要求,而且要求尽量减轻其质量和降低成本。尤其针对安全气囊气体伤人的情况,是要求对气体发生器加以改进。目前汽车上的气囊系统大量采用以叠氮化物作为气体发生物质的推进剂型气体发生器,其它类型的气体发生器,包括混合气体型气体发生器、液体(液态气)型气体发生器、压缩空气蓄能型气体发生器和硝化纤维型气体发生器等也在积极研制。
主气囊发生器系统中一个非常重要的部件是气体发生器,它的作用是以足够快的速度产生足够体积的气体,供给气囊.气体发生器较突出的特点是燃爆品,在极短的时间(0.03~0.05)s内可使环境发生剧烈变化。
[二]、安全气囊用气体发生器结构设计
近年来,我国在汽车产业方面取得的经济效益稳步增长,国内汽车总量的急剧上升使得轻、小型汽车的安全行驶已经成为汽车生产厂家和广大乘员关注的热点,汽车被动安全技术也由此进步明显。作为汽车被动安全系统的诸多组成模块之一,安全气囊的相关技术也取得了较大的进步。作用于安全气囊总成中的安全气囊用气体发生器在汽车发生碰撞时发挥着保护人们生命安全的重要作用。当中央处理单元给一个点火信号使得气体发生器工作时,通过实验所得的合理速度以及气体质量流率,在短时间内产生大量的气体充满整个气囊气袋,由此起到保护车内人员安全免受事故伤害的目的。所以,安全气囊总成中的气体发生器能否在工作时保持可靠性对安全气囊在点爆之后能否正常展开起着决定性的作用。气体发生器的壳体提供具备足够强度的燃烧室腔体,确保燃烧室内的产气药剂被合理点燃,并按合理的线性燃烧速度保持可靠且稳定的燃烧田。因此,对于任意一种型号的气体发生器,使其壳体在工作时具备可靠性将作为设计气体发生器工作内容。
根据产气机理的差异性,安全气囊用气体发生器主要有以下3种形式叫:
1)烟火式气体发生器,气源来自产气药剂的燃烧;
2)储气瓶式气体发生器,气源来自内部储气罐迅速释放的气体;
3)混合式气体发生器,其特点表现为内部既有产气药剂也有储气瓶。
气体发生器的壳体成型工艺和材料选择针对某型号气囊60L主驾驶座安全气囊用气体发生器,壳体制造的成型工艺采用旋压成型制造壳体的材质在综合考虑经济性等各方面因素之后选用具有塑性好,易于拉拔、冲压、挤压、锻造和焊接等优点的碳素结构钢,具体材料型号为20#钢。
作为气体发生器的壳体部分,其主要作用是提供可以承受足够压力的燃烧腔体,以此来确保燃烧室内的产气药剂被点燃后可以保持合理的线性燃烧速度进行燃烧而不会发生失效。由于安全气囊总成安装在方向盘上,安全气囊总成中的气体发生器和驾乘人员的距离较近,因此,对壳体的基本要求是在气体发生器工作前后承受气体内压和冲击的同时保持结构规整、无碎片飞溅现象发生,各大生产厂家和机构制订的气体发生器生产技术规范对此均有明确的要求。以美国汽车工程师学会发布的USCAR标准规范文件中对气体发生器部分的说明为例,它建议对气体发生器遵照上述规范文件中所要求的试验方法来实施烟火试验,并采用相应的数学方法处理此过程中所得到的数据,计算所得出的爆炸安全系数大于1.5。
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