汽车安全气囊折袋装置的研制与开发

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1、汽车安全气囊折袋装置的研制与开发第一章绪论1.1课题本课题于吉林省重大科技攻关项目汽车安全气囊生产设备国产化关键技术研究（项目编号：10ZDGG002)安全气囊作为汽车被动安全的重要配置对司乘人员的二次碰撞过程起到很好的保护作用，越来越受到人们的关注。车辆碰撞过程中的两种碰撞形式分别叫做一次碰撞与二次碰撞，一次碰撞是指车辆与障碍物之间的碰撞；二次碰撞是指车内的驾乘人员与车辆内饰件之间的碰撞。气囊应在一次碰撞后迅速打开到二次碰撞发生前处于保护功能状态，当成员由于惯性移动时扑在打开的气塾上避免与内饰件的直接碰撞，减轻因二次碰撞给驾乘人员造成的伤害。目前汽车驾驶员和副驾驶员气囊己成为各类汽车的

2、必备配件，随着汽车车型的增多及产量的增加，汽车安全气囊的需求也在不断增加。另一方面随着汽车市场的竞争加剧，汽车零部件产品降价，零部件生产厂家都在想方设法降低生产成本，因此具有自主知识产权的低成本、高质量的生产设备研制成功极易实现产业化，占领国内市场。1.2引言随着汽车科技的不断进步，公路型汽车尤其是乘用车的速度逐渐提高，高速下汽车的安全性引发人们的高度重视；另一方面由于公路里程的增加量远小于汽车数量的增长速度，造成严重的交通拥挤，交通事故发生量也不断增加。因此，交通事故中汽车的安全保护措施越来越受到关注，作为汽车被动安全的重要组成部分之一的汽车安全气囊，其功能性显得尤为重要。目前，汽车安

3、全气囊作为汽车生产的标准配置已经被所有汽车厂商尤其乘用车厂家广泛采用。经研究显示：对称折叠气袋方式在碰撞测试中表现适中，使用效果良好，对司乘人员起到一定的保护作用。所以，一种高效、高可靠性、性能优良的安全气囊折叠设备具有很好的市场前景。作为汽车被动安全系统中重要的组成部分的汽车安全气囊，在事故中所表现出的优良保护性能受到人们的一致认可。1984年美国国家交通安全部颁布了气囊标准，1987年才开始逐步安装，从1990年开始，所有轿车上都要安装安全气囊。在我国虽然安全气囊发展更晚一些，但是引起了国家的格外重视。我国九五规划和十五规划制定的关于汽车零部件三大发展项目中的一项即为汽车安全气囊，1

4、999年10月，《关于正面碰撞乘员保护的设计规则》对汽车安全气囊提出了新的要求（国家机械工业局宣布）。安全气囊逐渐被汽车生产厂家使用，装用量急剧上升。在进入21世纪以来，安全气囊被普遍配备到各类汽车上。.第二章汽车安全气囊工作原理及折叠方式分析2.1安全气囊概述安全气囊所具备的保护性能是：当汽车发生一次碰撞后（碰撞的位置、角度、碰撞速度达到气囊启爆条件）气囊系统通过内部控制系统发出信号使内部的氮化钠(NaN3)或硝酸铵(NH4N03)等物质发生化学反应产生无毒害气体，瞬时大量高压气体充入气囊，气囊体积迅速膨胀冲破装饰盖弹出，在车内成员身体与车辆内饰件发生碰撞接触前充分展开，并在人体接触到

5、气囊后，安全气囊可以及时通过气囊表面的放气孔进行排气，从而达到吸镇缓冲作用，减轻人体所受冲击力，避免由气囊对人体造成伤害，进而达到保护车内成员的目的。下图为汽车安全气囊系统结构示意图如2-1所示。由于汽车安全气囊的使用越来越广泛，因此对安全气囊的研究也更加深入。安全气囊系统是由气囊、碰撞传感器、气囊气体发生器及控制系统（ECU)四部分组成。因此，影响气囊使用效果的因素主要与这四部分有关，其中，气囊本身的折叠方式作为影响因素之一，得到广泛关注与研究。目前，安全气囊的折叠方式主要有：堆袋、折袋和卷带三种形式。三种折叠方式工作时展开速度及对人体的伤害程度不同。2.2汽车安全气囊系统的组成控制模

6、块ECU作为安全气囊系统中的核心部件之一，接受传感器测得的速度变化（或加速度）信号及其它超出预定值的信号之后，经内部计算处理完成后，控制模块（ECU)将处理完的信息信号作为气体发生器的点火信号，控制气体发生器的是否工作。安全气囊传感器（碰撞传感器）按用途可分为：触发碰撞传感器、防护传感器两种。触发碰撞传感器（或称碰撞强度传感器）作用是在车辆发生碰撞时对其加速度变化进行检测测量，同时将测得值变换为电信号等其它信号传输给ECU，作为源信号经ECU处理完成后对气体发生器发出指令信号；防护碰撞传感器（或称安全碰撞传感器）与触发碰撞传感器串联使用防止气囊误爆。按机构的不同，碰撞传感器又可分为：机械

7、式碰撞传感器、电子碰撞传感器和机电式碰撞传感器三种。将氮化钠(NaN3)或确酸按(NH4N03)等能快速反应产生无毒害气体的化学物质安放在气体发生器内。当接到ECU的点火指令后，销酸铵或氮化钠能够迅速发生分解反应，产生大量氮气（占总气体量的70%)迅速将气囊充满。新型安全气囊气体发生器中设有使气体分两级点爆的分级点爆装置，一级点爆产生的气体体积约为气囊总容积的40%，气囊的膨胀冲击力远小于设定值，能够很好的起到缓冲作用；二级点爆气体