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汽车安全气囊用气体发生器壳 体设计

发布日期:2019-10-16 发布者:德帮汽车

  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己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,汽车安全气囊的相关技术也取得了较大的进步。作用于安全气囊配件总成中的汽车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合理气体质量流率,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。

  汽车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。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的重点内容。

  根据产气机理的差异性,汽车安全气囊用主气囊发生器主要有以下3种形式:

  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。

  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困必须大于1.5。

  负安全气囊气体发生器的壳 体强度作为衡量汽车安全气囊用气体发生器的重要性能指标,是 发生碰撞时保护人员生命安全的重要保障。文中介绍了一种壳 体强度的数值设计方法,并通过采用单向流固祸合的方式来模拟气体发生器在点火后急剧产生大量高压气体,而气体发生器壳 体承受了这一过程中的变形和壳 体内壁所受到的应力,验证了壳 体强度的可靠性,改变了过去进行壳 体强度裕度设计时采用逐步增加药量来进行大量试验获取数据,并根据试验结果进行修正的设计方法,缩短了设计周期。此设计思路对其他不同规格和点火形式的安全气囊用气体发生器的壳 体强度的设计和计算也有一定的参考意义。


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