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    安全气囊系统气体发生器产气性能

    发布日期:2019-10-24 发布者:德帮汽车

      1概述

      近年来,随着道路条件的和汽车技术的进步,汽车行驶速度越来越快,车流密度也越来越大,交通问题日益迫切。目前全世界因交通事故而死亡的人数大约每年50万人。因此,如何在汽车发生碰撞事故时减少驾乘人员伤亡的问题,越来越受到人们 的重视。气囊气体发生器在汽车上安装气囊就是 解决这个问题的方法之一。

      气囊系统(SRS)由传感器、控制器、气体发生器、气囊等部分组成。汽车发生碰撞时,首先由传感器接收撞击信号,只要达到规定的作用时间和撞击强度,传感器即向气体发生器输出一个启动信号,气体发生器接到启动信号后引燃气体发生剂,产生大量气体,经过过滤并冷却后进入气囊,使气囊在短的时间内突破衬垫迅速膨胀展开,在驾驶员和乘员的前部形成弹性气垫,从而地保护人体头部和胸部,使之免受伤害或减轻伤害程度。

      碰撞事故发生时,气囊具体点火时间的确定是 决定该系统性能至关重要的因素。如果碰撞事故中气囊点火过晚,可能导致乘员头部受到高速爆出的气袋的冲击,从而造成乘员伤亡。较佳点火时间是 ,当气袋充满气体时,乘员头部恰好与气袋接触,能满足这一要求的点火时间成为气囊系统的较佳点火时间。

      2气体发生器的组成

      气体发生器是 气囊组件中非 常重要而又复杂的一部分。该装置较突出的特点是 燃爆品在短的时间(0.03-0.05s)内可使环境发生剧烈变化。因此,气体发生器工作性能的好坏对整个气囊系统起着至关重要的作用。

      气体发生器分为机械式气体发生器和电子式气体发生器2种,本文主要介绍对机械式气体发生器的产气性能所进行的实验。

      2.1机械式气体发生器的组成

      机械式主气囊气体发生器主要由外壳 、机械式雷管(或火帽)、增压剂(或导爆药柱)、气体发生剂以及过滤器等部分组成。

      a.外壳 气体发生器的外壳 主要采用铝合金冲压成型,铝合金外壳 的底板与外壳 底部焊接成整体。在出气孔处,用铝箔粘接封严。气囊尼龙织物的边缘与外壳 边缘紧密压合后,不允许有泄漏。

      b.机械式雷管(或火帽)机械式雷管是 一种类似步具子弹雷管的装置,在封闭的外壳 内装有烈性炸药。当机械式传感器受到碰撞惯性力作用而产生动作时,机械撞针猛烈击发雷管使炸药发生强烈爆炸,引燃增压剂和气体发生剂(固体燃料)燃烧,产生高温、高压气体,使气囊急速膨胀。

      c.增压剂(或导爆药柱)在雷管的周围装有增压剂的套盒,增压剂是 一种快速引燃剂,雷管爆炸的同时使增压剂燃烧并引燃气体发生剂,从而加速了气体发生剂的燃烧。

      d.气体发生剂气体发生剂装在气体发生器的第2层套盒中,目前气体发生剂主要是 叠氮化钠合剂CNaN2)和硝基纤维,通常将它制成片状,可以用改变叠氮化钠合剂的片数(用量)来调节气体发生器的性能,制成系列产品。叠氮化钠合剂在燃烧时还需要加入助燃剂,以帮助叠氮化钠合剂充分燃烧,因此,可以用调整叠氮化钠合剂与助燃剂的比例,来控制其燃烧的速度和燃烧气体中所产生的固体粒子,减少对乘员的伤害。叠氮化钠合剂在燃烧后,产生高温、高压的氮气,氮气约占99%,其余为氧气和水蒸气。较高温度可达到500℃,但持续时间很短,在高温条件下,有良好的化学稳定性。但叠氮化钠合剂具有的毒性,会对乘员造成伤害。

      e.过滤器过滤器装在气体发生器的较外层的套盒中,装有金属纤维毡加陶瓷纤维纸的复合过滤介质,或采用多孔粉末冶金板作为过滤板。当燃烧的热气体通过过滤器时,过滤器将燃烧气体中的有害粒子和杂质进行过滤,同时将燃烧的气体进行冷却。粉末冶金板过滤效果好,而且价格便宜。

      2.2气体发生器的产气性能

      负气囊气体发生器中的气体发生剂是 一种火药,其燃烧特性可用火药的燃烧特性来描述。当气体发生器工作时,产生的压力是 由气体发生剂单位时间的产气量和气体发生器中单位时间的气体流出量所决定的。气体发生剂单位时间产气量由气体发生剂的线性燃速和燃烧面积决定,气体发生器单位时间的气体流出量是 由喷嘴面积的大小和燃烧室中的压力决定的。