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    安全气囊安全气囊气袋布的材料选择以及结构研究

    发布日期:2022-12-27 发布者:德帮汽车

    (一)、安全气囊气袋布的材料选择
    气袋的原材料主要有气袋布和气袋缝纫线组成,由于安全气袋的特殊作用,因此对于气袋布和缝纫线都有较高的要求。
    安全气囊气袋布的材料选择主要考虑以下几点因素:能承受主安全气囊发生器产生的热空气能量;能阻止灼热粒子击穿布料;要能够使得气袋从模块中顺利钻出并展开;阻止乘员大幅运动/吸收撞击所产生的能量;在一35℃到+85℃的条件下折叠并压缩保存15年不失效;可以折叠成较合适的体积放在安全气囊的模块内。
    对于以上几点要求,在选择气袋布时应关注以下几点材料性能:断裂强力:断裂强度不够,安全气囊引爆时气袋布断裂引起气袋失效,气袋布纱的规格越高则断裂强度越大,见图3。对于气袋布断裂强度的选择取决于气袋的设计,不同类型的气袋断裂强度不同。纱线的规格降低,并且增大纱线经纬的密度都可以使断裂强度增大。同样的一款布料,密度41x41的断裂强度明显比密度38x38的要大。
    撕裂性能:撕裂性能不够,安全气囊引爆时气袋布被撕裂引起气袋失效。织物的撕裂性能和纱的拉伸强度、织物的结构以及纱线之间的摩擦力有关系。粗纱织成的布料撕裂强度较高,纱线密度增大,布料的撕裂强度降低,纱线之间的摩擦力减小,布料的撕裂强度增大。
    气密性:气密性差,气袋保气性差,会引起气袋内气压不够或者保气时间不够,保护失效。涂层织物的气密性很好,非涂层织物气密性比涂层织物低。
    缝接强度:缝接强度差,负安全气囊气体发生器引爆时会使得缝合处撕破。气袋布的缝接强度和织物的结构以及纱线之间的摩擦力有关系,增加气袋布的密度会提高气袋布的缝接强度,但是同款规格同样密度的气袋布,涂层的缝接强力比非涂层的要小,这是因为涂层的硅胶减小了气袋布的摩擦力,使得它变得很滑。
    老化性能:老化性能不够使得安全气囊袋在车内一段时间后失效。可通过环境试验来模拟织物,验证织物的老化性能。
    温度变化性能:温度变化性能差,使得气袋布装车后经过各种温度变化后,性能下降,引起气袋失效。
    安全气囊的控制主要包括两个方面,一是点火控制,另一个是安全气囊的体积形扰放气特性等。目的是为了使负气囊气体发生器能够准确地点火,防止误点火(不该点火而点火升漏点火(应该点火而没有点火)和迟点火(点火时间太晚);二个问题的目的是为了尽可能保护乘员。
    (二)、安全气囊结构研究
    安全气囊对人体的意外伤害通常有两种作用形式。一,安全气囊在展开的过程中,由于充气气体的流率很大,安全气囊会以很大的速度高速展开,产生的冲击力会对与气袋相接触的驾乘人员的头部和胸部产生冲击伤害(冲击效应);二,气袋在未完全展开时如果与乘员的胸部和颈部相接触,其继续展开产生的巨大的膜张力对乘员的头部和颈部造成伤害(薄膜效应)。
    另外,人体皮肤与安全气囊织物表面的高速相对滑动也会造大人体皮肤的擦伤,甚至损害皮下组织。新型安全气囊的研究包括改变安全气囊的展开模式以及发展全新原理的安全气囊,以下介绍两种新型的安全气囊技术:
    (1)新型管式安全气囊
    新式管式安全气囊通过其结构控制其展开形式,管式安全气囊先充气后展开的工作模式和传统安全气囊的展开有很大区别,传统安全气囊起爆初期由于充气气体流率很大,导致压力剧烈增加,但是后期压力不足。管式安全气囊采用了先展开后膨胀的展开形式来克服了这种缺点,能够在汽车碰撞过程中对乘员实施保护,并且避免了气袋在膨胀过程中对乘员的伤害。
    管式安全气囊由三大部分组成,分别是上下两层气垫和两层气垫之间的气管,管式安全气囊充气展开后其形状大致为一个圆柱体。上、下层的圆形气垫之间由若干个中层气管相连,中层气管按其作用可分为两类,一类为周边的气管,对称分布在以气垫轴心线为主轴的圆周上;二类为连接上下两层气垫的连通中心气管。管式安全气囊的在于其安全气囊充气方式:气体先由充气口流入下层气垫的气室内,然后流入上述一类气管内,接着气体流入上层气垫的气室内,较后气体从下层气室流入到上述的二类中心气管内,此时端口封闭的中心气管充气膨胀并起到支撑的作用。管式安全气囊之所以能够减小碰撞过程中对乘员的伤害是因为在安全气囊充气时,冲进气口流入的高速气流只是作用在下层气垫的上表面和一端封闭的二类气管的范围之内,因此高速展开的冲击作用不会直接作用于人体而大大减小安全气囊的伤害。
    (2)改变安全气囊的展开模式
    为了减小安全气囊全力展开时可能对乘员造成的伤害提出了一种新型安全气囊。这种伞辐式安全气囊由于具有一个内层,这个结构使得安全气囊只有在完全展开后安全气囊才会向驾驶员的方向膨胀,这种新式安全气囊打破了常规安全气囊只有两层织物的常规,而增加了一层经过特殊处理的内胆。当安全气囊点火时,由于其构造会使气体先到达外层空间使气袋膨胀至全开,然后气体才会通过设置的通气孔流入到内层空间而使安全气囊充气完全,这种安全气囊可以大大减小安全气囊在展开时对乘员的冲击力,由于其展开方式的不同也会大大减小展开时对乘员颈部的膜张力,其充气和展开方式使得这种安全气囊在乘员保护方面。