安全气袋尺寸设计浅谈

安全气袋尺寸设计浅谈安全气袋尺寸设计浅谈 随着汽车在国内的普及 汽车安全性越来越备受关注 安 全气囊作为约束系统中最后的安全保障 它的重要性也被突显 出来 安全气囊中的气袋在展开的一瞬间能否保护驾乘人员免 受伤害 气袋的设计是依据何种条件 作者根据多年的工作经 验对此进行了分析 对各种影响因素做了列举 5inch 30ms 准则准则 正面安全气囊起爆时 展开的气袋主要是保护驾乘人员的 头胸部不受伤害 气袋展开后的厚度和大小对保护效果起到了 巨大的作用 无论 ecu 对点火时刻控制的多么精准 如果气袋 不能满足设计要求 对人员的保护也是不利的 当安全气囊起爆的时候 汽车与障碍物碰撞之后 汽车速 度急剧变化 驾乘人员在惯性的作用下向前运动 安全带和安 全气囊在此时同时发生作用 阻碍人与车内的方向盘 挡风玻 璃或仪表台等物件发生碰撞 那么气袋的厚度怎么样才会设计合理呢 需要先和大家解 释一个概念 5inch 30ms 准则 主驾气袋的充气过程大约需要 30ms 一般轿车驾驶员与转 向盘之间距离为 12 英寸 1inch 25 4mm 气袋充气后的厚度 约为 7 英寸 所以 当驾驶员头部前移 5 英寸这一时刻的前 30ms 为最佳点火时刻 这就是气囊系统点火的 5inch 30ms 准则 注 驾乘人员是在佩戴安全带的情况下进行碰撞 如果以碰撞车辆为坐标系 移动坐标系 在车辆碰撞前 期的一段时间内 由于惯性的作用 驾驶员将基本保持碰撞前 的运动形态 也就是驾驶员将按车辆碰撞 0 时刻的速度向前移 动 这样车辆向后的减速度相当于驾驶员向前的加速度 由于 b 柱靠近驾驶员位置 驾驶员向前的加速度约等于车辆 b 柱位 置的减速度 碰撞 0 时刻 驾驶员相对车体的速度为 0 则 b 柱减速度的一次积分就是驾驶员向前的速度变化量 二次积分 就是驾驶员向前的位移量 例如 当驾驶员头部移动位移达到 5 英寸 127mm 时对应的时间为 46 3ms 那么气囊 ecu 点火 的最佳时刻就应该是 16 3ms 这个准则是 ecu 开发的基本要求 也是气袋体积设计的理 论基础 其中 tha 驾驶员头部从开始运动到接触气囊所用时间 ted ecu 感应碰撞到判断点火所用时间 tin 气囊充满所用的时间 tha则应满足 tha ted tin sdr 驾乘人员头部距转向盘或仪表板的距离 sam 气囊设计的最大厚度 sdt 驾乘人员头部从开始运动到接触气囊的移动距离 sam则应满足 samsdr sdt 上述关系式表明 气囊可以设计的最大厚度 ecu 判断点 火时间和气囊充满气所需时间之和 就是驾乘人员向前移动可 以利用的时间 驾乘人员距转向盘或仪表板距离减去这段时间 乘员头部移动的距离 就是气囊可以设计的最大厚度 气袋的设计 影响因素气袋的设计 影响因素 气袋的厚度定下来之后 就是对气袋其他因素的综合控制 包括气袋的大小 气袋拉带的长度和数量 发生器压力 发生器的压力大小 决定了充气的速度和饱和度 拉带的 长度和数量是控制气袋起爆后的厚度及形状 气袋的大小决定 了是否能够充满驾乘人员与转向盘或仪表板之间的空间 同时 这些因素又是相互制约的 如果气袋过大 发生器产生的气体 无法充满气袋 造成保护效果不良 如果拉带长度不够 也无 法满足驾乘人员在最适当的时候碰触气袋 如果发生器的压力 过大 导致气袋 30ms 前充气完毕 也让驾乘人员无法在适当 的时候碰触气袋 所以 要求这些因素要达到一个动态的平衡 才能得到一个优秀的设计 满足气囊在最合适的时间起爆 驾 乘人员在最合适的时间碰触气袋 气袋大小的影响 如果过大 则气袋充气不满 乘员头部 接触气袋时效果不理想 如果过小 气袋充满时间早于 30ms 乘员头部接触气袋时 气袋已经达到排气过程 这时需要调整 发生器参数或气袋大小来优化设计 拉带长度的影响 如果过长 气袋厚度超出理想范围 展 开的气袋会击伤乘员 如果过短 气袋展开不充分 乘员头部 接触气袋效果不理想 这时需要调整拉带长度来优化设计 发生器压力的影响 如果压力过大 气袋充满时间早于 30ms 乘员头部接触气袋时 气袋已经达到排气过程 如果压 力过小 气袋充气不满 乘员头部接触气袋时效果不理想 这 时需要调整发生器参数或气袋大小来优化设计 ecu 起爆时间的影响 如果起爆时间过早 则气袋充气过 早 乘员头部接触气袋时 气袋已经达到排气过程 如果起爆 时间过晚 气袋充气过晚 乘员头部接触气袋时 气袋仍在展 开过程中 可能会击伤乘员 这时需要调整 ecu 参数或发生器 与气袋参数 除了上述总结出来的影响因素外 还要考虑一些特殊因素 例如 对于乘员气囊来说 如果气袋设计的过大 发生器满足 充气的压力需求 展开时对于瘦小的乘员或儿童乘员将可能造 成伤害 所以乘员气囊大小的设计以能保护极限斜角碰撞下乘 员为佳 另外 就是对 oop 乘员的保护 普通控制系统气囊不 能很好解决这样的问题 潜在伤害还会存在 通过警示乘员佩 戴安全带和禁止儿童乘员在前排乘坐来避免气囊起爆对这些乘 员的伤害 由此可见 对于安全气袋尺寸的设计