【《安全气囊气体发生器排气孔设计计算过程案例》1300字】

安全气囊气体发生器排气孔设计计算过程案例气体发生器排放孔对气体发生器的利用效率产生了重要的作用,方面它直接影响了产气药剂的燃速,同时直接影响废气向气体发生器中排放的速率,下面将分别从二方面的作用因素进行论述。气体发生器中的产生气体的药类与一种火药相似，其点燃速率也可以用火药的点燃特点来说明。在气体发生器正常工作时,燃料室中的气压是根据产气药单位时刻的产气力,以及在该时刻内废气由壳体内向壳体外部的流向来联合确定的,而单位时刻内的产气力则是根据产气药的线性燃速,以及引燃面积共同确定的。(1)气体发生器的产气速度产气药的线性燃速为:（3-19）b——燃速系数;p——燃烧压力(Pa);R——药产气的线性燃速(m/s)。产气药的产气质量速度为:（3-20）A——产气药药片的总表面积();p——产气药的密度(kg/);——与气发生器产气效果相关的产气药产物中气成分的百分数;——产气药的产气质量速率(kg/s)。(2)气体从气体发生器喷出的速度通过节流小孔的空气交换量可由下式计算:（3-21）式中——气体交换品质(kg)——节流小孔面积()——气体释放系数()—工作压力(Pa);接收器器压力(Pa)。流动因子是工作压力接收器器压力的函数。空气发生器单位时间的气流出量主要根据喷嘴容积的多少,以及燃烧室中的气压确定。可用下式表达:（3-22）式中a为一废气输出系数,即是废气特征速率的倒数，常取值A——喷嘴的总面积();P——气体发生器对燃烧室产生的压力(Pa)。由上述二式可以看出,产气速度随着排气孔体积的增大而减小(燃烧压力降低),而排出速率则随着气孔体积的增大而提高,三者关系可以很简明的用图1.4来表示。图1.4产气速率与排气速率及排气孔面积的关系示意图1-产气速度与总排气孔体积的关系曲线,2-排出速度与总排气孔的体积关系曲线。当排出孔建筑面积小于时，产生气量高于排气量,则废气控制器内的气压就会不断增大,废气控制器曲线坡度大,产生药物燃速过快而不平衡,以至发生结构损伤;当气孔建筑面积大于时，则废气控制器内的产生气压也不平衡,从而导致废气控制器功能的持续时间延长;当排出孔建筑面积等于时，则达到了废气控制器功能的最理想状况,产气药物点燃平衡,特性基本一致。所以,怎样寻找作为废气控制器设计工作中的关键问题,也是当前研究工作的难题。为了成功破解这一实际问题,本研究论文采用了一个比较超前的设计方法,把气体发生器内排气孔设计为大小不同的排列小孔,在产气药物进行点燃后超过相应的气体压强时,将部分小孔(大直径孔)的封膜先破;当气体发生器内压强超过规定值后,若压强继续增大,则小孔膜被突破,因而减小了气体发生器内的压强,从而保持药物在规定的速度下稳定点燃,表1.4为不同的排气孔面积气体发生器实验结果。从实验结果可以看出,相同的放药方法和相同结构(排气孔不同或者排列方式不同)所测出来的数据有所不同。通常孔径的气体发生器在实际工作时最高气压为0.180MPa,百分之九十峰值气压所相应的实际工作持续时间为40ms,以满足气囊模块对毒气控制器的需求;小口径气体发生器工作时的最高气压为0.215MPa,百分之九十峰值气压相应的持续时间为28ms;而大口径气体发生