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    汽車安全氣囊工作過程原理以及殼體安裝結構改進

    發布日期:2022-05-31 發布者:德幫汽車

      (一)、汽車安全氣囊的工作原理
      我國的汽車消費者對于汽車的安全性能越來越重視,并且不斷對汽車的安全保護設置提出了高的要求,作為大、中、小型汽車的安全配置,汽車安全氣囊的各個關鍵零部位設計的重要性日益突出,如今世界上因為交通事故而發生重大傷亡的人數居高不下,因此如何在較大程度上保證發生意外時汽車內人員的人身安全是各個汽車安全設備生產廠家所關注的問題。
      汽車中所配置的汽車安全氣囊主要由氣體發生器、控制元件以及氣袋三個部分組成,其中控制元件主要包括電子控制系統、壓力傳感器和觸發裝置。汽車安全氣囊會在汽車發生碰撞情況時,其傳感器會根據汽車受到撞擊力的強度來發出相應的信號,由汽車的汽車安全氣囊的電子系統來接受信號,再對信號進行判斷處理,當汽車的撞擊強度達到一定的強度時,汽車安全氣囊的觸發裝置會發出點火信號,此信號再由汽車安全氣囊的氣體發生器進行接收,氣體發生器接收到指令后會以很快的速度產生大量的氣體,使得氣體可以充滿氣袋,這樣可以使汽車,J駛員以及副駕駛的乘坐人員與較為柔軟的物體接觸,由此來緩解汽車由于撞擊而帶來的巨大沖力,而汽車安全氣囊上會設置一些排氣孔來對碰撞所產生的能量進行y流阻尼,這樣可以較大程度上來降低交通事故對汽車內乘員的物理傷害。
      如今汽車安全氣囊的關鍵零部位制造行業在不斷的對其制造技術進行完善以及創新。汽車安全氣囊向著加智能化、輕型化的方向發展,其發展日標不再局限在為前排乘員提供安全保護,而是要實現的安全保護,隨著我國經濟水平以及人們環保意識提升,汽車安全氣囊使用新型的氣體發生技術,由此來呼應環保生產的新型理念。汽車安全氣囊關鍵零部件的結構設計關系到了汽車行業的發展以及乘員的人身安全,因此完善汽車安全氣囊關鍵零部件的結構設計有十分重要的現實意義。
      汽車主氣囊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)、汽車安全氣囊殼體安裝結構改進設計
      1、安裝結構設計
      結合汽車安全氣囊殼體安裝問題,還要實現安裝結構的改進設計。具體來講,就是采用頂端開口的盒式結構殼體,其側壁設置有翻邊和張開的掛鉤,翻邊頂面稍高。在殼體底部,設置有發生器安裝孔和氣袋固定環安裝孔,儀表板底部設置有向下突出的支架,可以掛鉤配合通孔。在安裝時,可以采用沖壓成形工藝進行掛鉤安裝,促使掛鉤在殼體側壁上自動形成,中部沖壓形成凹槽,克服采用焊接或鉚接方式存在的問題。在氣囊點爆過程中,壓力達到較大值后,殼體開口位置將產生較大變形,對殼體掛鉤有一定的強度要求,所以還要做好材料的選擇。綜合考慮各方面需求,殼體材質選用DC04,掛鉤、壓環、發生器、支架均為鋼材質,罩蓋采用TP07003。采用該種結構,可以避免氣囊點爆給儀表板帶來損傷,同時也能減少殼體安裝時間,為汽車裝配提供便利。
      2、模型建立分析
      為確定結構設計效果,還要采用Catia三維繪圖軟件進行三維模型的建立。結合各項設計參數,可以得到相應的數學模型,然后將模型導人到HyperMesh中實現網格劃分,將網格單元類型、各單元材料特性進行賦值。在仿真分析階段,可以采用Ls-Dyna氣囊殼體強度分析,完成氣囊點爆整個過程的仿真分析。在Ls-Dyna中,存在有各種發生器模塊,可以結合汽車車型進行相應模型的選擇。在實際分析時,可以輸入320kPa發生器參數。對Airbag_folder模塊進行調用,則能在有限元模型導人后實現網格折疊,完成折疊參數的設置,使氣袋在Z方向得到折疊。
      3、仿真分析結果
      從仿真結果來看,在0~4ms之間,氣囊處于點爆開始階段,氣袋尚未沖出發生器,但是承受的壓力值達到較大,以至于殼體內壁承受較大壓力,促使開口位置發生變形,掛鉤承受較大考驗。在4~7ms階段,氣袋從殼體沖出,內部壓力急劇減小,對殼體側壁作用力不斷增加。在7~40ms之間,殼體持續受到氣袋的壓力,以至于殼體開口變大。
      在15~25ms之間,氣袋完全展開,使發生器受到向外拉力作用。通過發生器與殼體連接部分,殼體受到向外的拉力,促使安裝孔位置受到較大考驗。在整個過程中,殼體材料斷裂應力均比點爆較大應力大,氣袋正常展開,整個點爆過程非常平穩,所以可以判定殼體強度能夠滿足點爆要求。從各溫度條件下靜態點爆試驗結果來看,氣袋均順利展開,同時點爆時間符合要求。在各試驗中,殼體、支架、掛鉤等連接部件均為出現裂痕,氣袋表面也未出現燃燒或破裂問題。因此,改進后的汽車安全氣囊殼體安裝結構能夠滿足氣囊基礎性能設計要求,可以為氣囊安裝提供便利。
      通過分析可以發現,在汽車安全氣囊殼體設計方面,除了考慮殼體強度問題,還要考慮殼體安裝能否滿足汽車裝配需求。在實際設計中,在綜合考慮各方面因素的基礎上,實現殼體安裝結構的改進設計,則能使殼體性能加可靠,同時使安裝工藝得到簡化,完成通用化程度高的氣囊殼體設計,繼而好的滿足汽車生產需求。

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