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安全气囊工作结构原理与气体发生器结构设计(一)、安全气囊的结构与工作原理
安全气囊在车辆发生碰撞时能够起到缓冲作用，从而降低撞击对车内乘客造成的伤害。很多人将安全气囊等同于SRS，这是不准确的，其实安全气囊只是SRS的一种。SRS是英文SUP，PlementalRestraintSystem的缩写，中文含义是辅助防护系统，常见的辅助防护系统有安全气囊和安全带。在很多汽车的转向盘上和仪表板右侧杂物箱上方都标有SRS或AIRBAG，这表不有安全气囊安装在此处。
1、安全气囊的的组成
(1)安全气囊的分类
按安全气囊数量分类可分为单安全系统，双安全气囊系统和多安全气囊系统：
①单安全气囊系统，只是在驾驶员侧的转向盘中安装拉一个安全气囊。②双安全气囊系统近儿年生产的轿车大多都采用拉双安全气囊系统，即在驾驶员侧和前座乘员侧各安装了一个安全气囊，如本田雅阁，市民，丰田佳美，马自达626、929，福特林肯城市及国产的奥迪a6等轿车均采用的是双安全气囊系统。
③多安全气囊系统多安全系统是指在车上安装了3个或3个以上的安全气囊。
例如，瑞典沃尔沃850、960，通用的别克，上海大众帕萨特轿车等。
(2)安全气囊的工作原理
当车辆发生碰撞时，安全气囊控树模块快速对信号做出处理，确认发生碰撞的严重程度已超出安全带的保护能力，便迅速释放气囊，使乘员的头、胸部直接与较为柔软有弹性的气囊接触，从而通过气囊的缓：中作用减轻乘员的伤害。现在国内外气囊厂家主要采用的是电子式安全气囊系统。基本型安全气囊系统包含了驾驶员、乘员正而保护安全气囊及安全带预紧装置。现在国内外电子式安全气囊系统特点是由传感器感知车辆运动情况，由MCU监控并作出判断，判断当前的事件是否是严重碰撞事件，如果是严重碰撞事件则驱动气囊展开，保护驾乘人员的安全。安全气囊作用过程为：碰撞发生后0~20ms内传感器将信号输送到中央电子控制器(ECU)，ECU判断后确认是严重碰撞则引发气体发生器，在20~60ms内高温、高压气体(氮气)经过滤冷却进入气袋，气袋张开形成气垫，将乘员与车内装备隔开，60~100ms后气袋排气孔打开，气囊泄气并收缩。气体的阻尼作用吸收了碰撞的能量，气囊对乘员头部和脸部的压力，乘员陷入较柔软的气囊中，使得乘员得到保护。较后气体全部从排气孔排出，气囊瘪下。
近年来，智能型安全气囊的研究致力于开发一种能够较大限度地保护乘员的安全气囊系统。这种气囊系统能够在汽车碰撞的一瞬间根据碰撞条件和乘员状况来调节气囊的工作性能。智能型气囊的关键技术之一是先进的传感系统和电子运算系统，它们在事故发生的短暂时刻内能够提供可靠的碰撞环境的信息。这些信息包括汽车碰撞的剧烈程度，碰撞的方位，乘员的身材、体重、位置，乘员是否系有安全带。智能气囊系统根据原有探测的信息作出判决怎样调节和控制气囊的工作性能，使气囊能充分发挥其保护效果。
主气囊发生器系统中一个非常重要的部件是气体发生器，它的作用是以足够快的速度产生足够体积的气体，供给气囊.气体发生器较突出的特点是燃爆品，在极短的时间(0.03~0.05)s内可使环境发生剧烈变化。
(二)、安全气囊用气体发生器结构设计
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已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，安全气囊的相关技术也取得了较大的进步。作用于安全气囊总成中的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。所以，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田。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内容。
根据产气机理的差异性，安全气囊用气体发生器主要有以下3种形式叫：
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。
气体发生器的壳体成型工艺和材料选择针对某型号气囊60L主驾驶座安全气囊用气体发生器，壳体制造的成型工艺采用旋压成型制造壳体的材质在综合考虑经济性等各方面因素之后选用具有塑性好，易于拉拔、冲压、挤压、锻造和焊接等优点的碳素结构钢，具体材料型号为20#钢。
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大于1.5。
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