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    汽車安全氣囊技術概述與氣體發生器結構設計

    發布日期:2022-04-25 發布者:德幫汽車

      【一】、汽車安全氣囊技術概述
      近年來,我國私家車數量激增,公路建設越來越完善,汽車的駕駛速度達到的高度,進而存在很大的安全隱患。因此,在組裝汽車時安裝汽車安全氣囊裝置,汽車安全氣囊技術是汽車高新技術的重要組成部分,影響著汽車的性能和競爭力。汽車駕駛中汽車安全氣囊可以減少百分之二十的死亡,如果駕駛員同時系有安全帶則可降低一半的死亡率。汽車駕駛中汽車安全氣囊技術的應用,雖在我國沒有大范圍應用,但自我國加入世界貿易組織后,國際間的競爭與合作將我國科學技術推向世界的前沿。
      汽車安全氣囊技術較早出現在五十年代的美國,當時的為降低急剎車或碰撞帶來的傷害,發明了汽車安全氣墊,便是汽車安全氣囊的前身。80年代的德國在汽車中安裝汽車安全氣囊裝置,隨后汽車安全氣囊在美國的汽車市場開始風靡開來。我國起步較晚,直至80年代的后期才開始關注汽車安全氣囊技術。汽車安全氣囊裝置由三部分構成,分別是氣體發生器、控制系統和氣囊。其中氣體發生器需要較快的速度才能產生足夠的氣體。控制系統是用來記錄和判斷氣車發生事故受到撞擊的程度,然后根據整體情況自主決定是否打開氣囊。氣囊是用來收集氣體發生器產生的氣體,并通過控制氣體、氣囊的位置減少駕駛者在行車過程中的危險,發揮其較大的價值。
      汽車安全氣囊的氣體發生器有多種形式,其中以固體燃料引燃里面惰性氣體的混合式氣體發生器與利用有機氣體為燃料產生氣體的純氣體式發生器兩者為主。汽車安全氣囊的控制系統,由檢測到汽車發生碰撞時傳遞信號的傳感器,接收信號并對信號進行分析和計算的電子控制系統以及引爆氣體發生器的觸發裝置組成。由于汽車駕駛過程中事故的突發性和瞬間性,要求電子控制系統反應迅速,同時能夠區分汽車行駛過程中的急剎車等非破壞性的顛簸或碰撞。同時氣囊需要用特殊的材料制成,保證其密封性和抗爆性,切實保障駕駛員的安全。
      汽車安全氣囊配件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,汽車安全氣囊的相關技術也取得了較大的進步。作用于汽車安全氣囊總成中的汽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,汽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汽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,汽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主駕駛座汽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。由于汽車安全氣囊總成安裝在方向盤上,汽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。

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