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私家车安全气囊壳体安装结构改进跟行业应用
{一}、私家车安全气囊壳体安装结构改进设计
1、安装结构设计
结合私家车安全气囊壳体安装问题，还要实现安装结构的改进设计。具体来讲，就是采用顶端开口的盒式结构壳体，其侧壁设置有翻边和张开的挂钩，翻边顶面稍高。在壳体底部，设置有发生器安装孔和气袋固定环安装孔，仪表板底部设置有向下突出的支架，可以挂钩配合通孔。在安装时，可以采用冲压成形工艺进行挂钩安装，促使挂钩在壳体侧壁上自动形成，中部冲压形成凹槽，克服采用焊接或铆接方式存在的问题。在气囊点爆过程中，压力达到最大值后，壳体开口位置将产生较大变形，对壳体挂钩有一定的强度要求，所以还要做好材料的选择。综合考虑各方面需求，壳体材质选用DC04，挂钩、压环、发生器、支架均为钢材质，罩盖采用TP07003。采用该种结构，可以避免气囊点爆给仪表板带来损伤，同时也能减少壳体安装时间，为汽车装配提供便利。
2、模型建立分析
为确定结构设计效果，还要采用Catia三维绘图软件进行三维模型的建立。结合各项设计参数，可以得到相应的数学模型，然后将模型导人到HyperMesh中实现网格划分，将网格单元类型、各单元材料特性进行赋值。在仿真分析阶段，可以采用Ls-Dyna进行气囊壳体强度分析，完成气囊点爆整个过程的仿真分析。在Ls-Dyna中，存在有各种发生器模块，可以结合汽车车型进行相应模型的选择。在实际分析时，可以输入320kPa发生器参数。对Airbag_folder模块进行调用，则能在有限元模型导人后实现网格折叠，完成折叠参数的设置，使气袋在Z方向得到折叠。
3、仿真分析结果
从仿真结果来看，在0~4ms之间，气囊处于点爆开始阶段，气袋尚未冲出发生器，但是承受的压力值达到最大，以至于壳体内壁承受较大压力，促使开口位置发生变形，挂钩承受较大考验。在4~7ms阶段，气袋从壳体冲出，内部压力急剧减小，对壳体侧壁作用力不断增加。在7~40ms之间，壳体持续受到气袋的压力，以至于壳体开口变大。
在15~25ms之间，气袋完全展开，使发生器受到向外拉力作用。通过发生器与壳体连接部分，壳体受到向外的拉力，促使安装孔位置受到较大考验。在整个过程中，壳体材料断裂应力均比点爆最大应力大，气袋正常展开，整个点爆过程非常平稳，所以可以判定壳体强度能够满足点爆要求。从各温度条件下静态点爆试验结果来看，气袋均顺利展开，同时点爆时间符合要求。在各试验中，壳体、支架、挂钩等连接部件均为出现裂痕，气袋表面也未出现燃烧或破裂问题。因此，改进后的私家车安全气囊壳体安装结构能够满足气囊基础性能设计要求，可以为气囊安装提供便利。
通过分析可以发现，在私家车安全气囊壳体设计方面，除了考虑壳体强度问题，还要考虑壳体安装能否满足汽车装配需求。在实际设计中，在综合考虑各方面因素的基础上，实现壳体安装结构的改进设计，则能使壳体性能更加可靠，同时使安装工艺得到简化，完成通用化程度更高的气囊壳体设计，继而更好的满足汽车生产需求。
安全气囊的控制研究主要包括两个方面，一是研究点火控制，另一个是研究安全气囊的体积形扰放气特性等。目的是为了使安全气囊气体发生器能够准确地点火，防止误点火(不该点火而点火升漏点火(应该点火而没有点火)和迟点火(点火时间太晚)；研究第二个问题的目的是为了尽可能有效地保护乘员。
{二}、私家车安全气囊的应用
(1)私家车安全气囊打开所需要的条件
私家车安全气囊打开需要合适的速度和碰撞角度。从理论上讲，只有车辆的正前方左右大约600之间位置撞击在固定的物体上，速度高于30km/h，这时私家车安全气囊才可能打开。这里所说的速度不是我们通常意义上所理解的车速，而是在试验室中车辆相对刚性固定障碍物碰撞的速度，实际碰撞中汽车的速度高于试验速度气囊才能打开。
(2)私家车安全气囊的安全性
私家车安全气囊可将撞击力均匀地分布在头部和胸部，防止脆弱的乘客肉体与车身产生直接碰撞，大大减少受伤的可能性。私家车安全气囊对于在遭受正面撞击时，的确能有效保护乘客，即使未系上安全带，防撞私家车安全气囊仍足以有效减低伤害。据统计，配备私家车安全气囊的车发生正面碰撞时，可降低乘客受伤的程度高达鼠%，甚至在其中有80%的乘客未系上安全带!至于来自侧方及后座的碰撞，则仍有赖于安全带的功能。
此外，气囊爆发时的音量大约只有130分贝，在人体可忍受的范围；气囊中78%的气体是氮气，十分安定且不含有害性，对人体无害；爆出时带出的粉末是维持气囊在折叠状态下不粘在一起的润滑粉末，对人体亦无害。
(3)私家车安全气囊的使用和缺点
私家车安全气囊分布在车内前方(正副驾驶位)，侧方(车内前排和后排)和车外三个方向。在正驾驶位的气囊装在方向盘的中间位置，副驾驶位的私家车安全气囊安装在正前方的平台内部，在意外发生的瞬间可以有效的保护驾驶员和副驾驶位乘员的头部和胸部，因为正面发生的猛烈碰撞会导致车辆前方大幅度的变形，而车内乘员会随着这股猛烈的惯性向前俯冲，造成跟车内构件的相互撞击，另外车内正驾驶位置的私家车安全气囊可以有效的防止在发生碰撞时方向盘顶到驾驶者的胸部，避免致命的伤害。侧面气囊系统是保护汽车遭侧面碰撞以及车辆翻滚时乘员的安全一般安装于车门上，在车辆遭到侧面碰撞会导致车门严重变形，以至于无法开启车门，车内乘员被困于车内，侧面私家车安全气囊可以有效的保护车内驾乘人员来自侧面撞击导致的腰部，腹部，胸部外侧，以及胳膊的伤害，保证身体上肢的活动能力和逃生能力。
私家车安全气囊的缺点：1.是在低速碰撞不致命情况下，由于气囊起爆使一些近视眼带眼镜的人眼睛受到伤害甚至失明。2.由于气囊是按大人身高匹配，而对于孩子来说是致命的，曾经发生过多起气囊在碰撞起爆后将孩子颈椎折断致死案例，为此国外已立法禁止前排乘座幼童。3.气囊必须配合安全带使用，否则在气囊作用下人有被甩到车外可能。
(4)对现有私家车安全气囊的改进
从私家车安全气囊在使用过程中存在的缺陷可知，现有私家车安全气囊的基本设计目标是用来对付严重交通事故的，但在一些不太严重，的事故中，系统反应过度，反而会对驾乘人员施加作用过大，适得其反，造成不必要的伤害。
针对实际使用中存在的问题，我们更希望在私家车安全气囊展开之前，私家车安全气囊系统能够精确感应汽车发生的碰撞，并按照程序来判断碰撞事故的严重程度，如果碰撞级别比较低的话，只需将安全带的预紧机构拉紧即可；如果碰撞级别比较高，需要启动私家车安全气囊，则将点燃气囊的指令传递给气囊系统。这也就是要求私家车安全气囊系统能够准确地感应所发生的碰撞事故；并且能模仿人脑，根据实际的碰撞程度来判别私家车安全气囊是否需要展开，有一定灵活性；并且能够针对不同体形的乘员适当的调整私家车安全气囊。
沧州德帮汽车配件制造有限公司（http://www.dbqcpj.com）主营项目：汽车配件是构成汽车整体的各个单元及服务于汽车的一种产品。汽车配件的种类繁多，随着人们 生活水平的提高，人们对汽车的消费也越来越多，汽车配件的这个市场变得也越来越大。压簧一种利用弹性来工作的机械零件。用弹性材料制成的零件在外力作用下发生形变，除去外力后又恢复原状。机箱配件一般包括外壳 、支架、面板上的各种开关、指示灯等。外壳用钢板和塑料结合制成，硬度高，主要起保护机箱内部元件的作用。
{一}、私家车安全气囊壳体安装结构改进设计
1、安装结构设计
结合私家车安全气囊壳体安装问题，还要实现安装结构的改进设计。具体来讲，就是采用顶端开口的盒式结构壳体，其侧壁设置有翻边和张开的挂钩，翻边顶面稍高。在壳体底部，设置有发生器安装孔和气袋固定环安装孔，仪表板底部设置有向下突出的支架，可以挂钩配合通孔。在安装时，可以采用冲压成形工艺进行挂钩安装，促使挂钩在壳体侧壁上自动形成，中部冲压形成凹槽，克服采用焊接或铆接方式存在的问题。在气囊点爆过程中，压力达到最大值后，壳体开口位置将产生较大变形，对壳体挂钩有一定的强度要求，所以还要做好材料的选择。综合考虑各方面需求，壳体材质选用DC04，挂钩、压环、发生器、支架均为钢材质，罩盖采用TP07003。采用该种结构，可以避免气囊点爆给仪表板带来损伤，同时也能减少壳体安装时间，为汽车装配提供便利。
2、模型建立分析
为确定结构设计效果，还要采用Catia三维绘图软件进行三维模型的建立。结合各项设计参数，可以得到相应的数学模型，然后将模型导人到HyperMesh中实现网格划分，将网格单元类型、各单元材料特性进行赋值。在仿真分析阶段，可以采用Ls-Dyna进行气囊壳体强度分析，完成气囊点爆整个过程的仿真分析。在Ls-Dyna中，存在有各种发生器模块，可以结合汽车车型进行相应模型的选择。在实际分析时，可以输入320kPa发生器参数。对Airbag_folder模块进行调用，则能在有限元模型导人后实现网格折叠，完成折叠参数的设置，使气袋在Z方向得到折叠。
3、仿真分析结果
从仿真结果来看，在0~4ms之间，气囊处于点爆开始阶段，气袋尚未冲出发生器，但是承受的压力值达到最大，以至于壳体内壁承受较大压力，促使开口位置发生变形，挂钩承受较大考验。在4~7ms阶段，气袋从壳体冲出，内部压力急剧减小，对壳体侧壁作用力不断增加。在7~40ms之间，壳体持续受到气袋的压力，以至于壳体开口变大。
在15~25ms之间，气袋完全展开，使发生器受到向外拉力作用。通过发生器与壳体连接部分，壳体受到向外的拉力，促使安装孔位置受到较大考验。在整个过程中，壳体材料断裂应力均比点爆最大应力大，气袋正常展开，整个点爆过程非常平稳，所以可以判定壳体强度能够满足点爆要求。从各温度条件下静态点爆试验结果来看，气袋均顺利展开，同时点爆时间符合要求。在各试验中，壳体、支架、挂钩等连接部件均为出现裂痕，气袋表面也未出现燃烧或破裂问题。因此，改进后的私家车安全气囊壳体安装结构能够满足气囊基础性能设计要求，可以为气囊安装提供便利。
通过分析可以发现，在私家车安全气囊壳体设计方面，除了考虑壳体强度问题，还要考虑壳体安装能否满足汽车装配需求。在实际设计中，在综合考虑各方面因素的基础上，实现壳体安装结构的改进设计，则能使壳体性能更加可靠，同时使安装工艺得到简化，完成通用化程度更高的气囊壳体设计，继而更好的满足汽车生产需求。
安全气囊的控制研究主要包括两个方面，一是研究点火控制，另一个是研究安全气囊的体积形扰放气特性等。目的是为了使安全气囊气体发生器能够准确地点火，防止误点火(不该点火而点火升漏点火(应该点火而没有点火)和迟点火(点火时间太晚)；研究第二个问题的目的是为了尽可能有效地保护乘员。
{二}、私家车安全气囊的应用
(1)私家车安全气囊打开所需要的条件
私家车安全气囊打开需要合适的速度和碰撞角度。从理论上讲，只有车辆的正前方左右大约600之间位置撞击在固定的物体上，速度高于30km/h，这时私家车安全气囊才可能打开。这里所说的速度不是我们通常意义上所理解的车速，而是在试验室中车辆相对刚性固定障碍物碰撞的速度，实际碰撞中汽车的速度高于试验速度气囊才能打开。
(2)私家车安全气囊的安全性
私家车安全气囊可将撞击力均匀地分布在头部和胸部，防止脆弱的乘客肉体与车身产生直接碰撞，大大减少受伤的可能性。私家车安全气囊对于在遭受正面撞击时，的确能有效保护乘客，即使未系上安全带，防撞私家车安全气囊仍足以有效减低伤害。据统计，配备私家车安全气囊的车发生正面碰撞时，可降低乘客受伤的程度高达鼠%，甚至在其中有80%的乘客未系上安全带!至于来自侧方及后座的碰撞，则仍有赖于安全带的功能。
此外，气囊爆发时的音量大约只有130分贝，在人体可忍受的范围；气囊中78%的气体是氮气，十分安定且不含有害性，对人体无害；爆出时带出的粉末是维持气囊在折叠状态下不粘在一起的润滑粉末，对人体亦无害。
(3)私家车安全气囊的使用和缺点
私家车安全气囊分布在车内前方(正副驾驶位)，侧方(车内前排和后排)和车外三个方向。在正驾驶位的气囊装在方向盘的中间位置，副驾驶位的私家车安全气囊安装在正前方的平台内部，在意外发生的瞬间可以有效的保护驾驶员和副驾驶位乘员的头部和胸部，因为正面发生的猛烈碰撞会导致车辆前方大幅度的变形，而车内乘员会随着这股猛烈的惯性向前俯冲，造成跟车内构件的相互撞击，另外车内正驾驶位置的私家车安全气囊可以有效的防止在发生碰撞时方向盘顶到驾驶者的胸部，避免致命的伤害。侧面气囊系统是保护汽车遭侧面碰撞以及车辆翻滚时乘员的安全一般安装于车门上，在车辆遭到侧面碰撞会导致车门严重变形，以至于无法开启车门，车内乘员被困于车内，侧面私家车安全气囊可以有效的保护车内驾乘人员来自侧面撞击导致的腰部，腹部，胸部外侧，以及胳膊的伤害，保证身体上肢的活动能力和逃生能力。
私家车安全气囊的缺点：1.是在低速碰撞不致命情况下，由于气囊起爆使一些近视眼带眼镜的人眼睛受到伤害甚至失明。2.由于气囊是按大人身高匹配，而对于孩子来说是致命的，曾经发生过多起气囊在碰撞起爆后将孩子颈椎折断致死案例，为此国外已立法禁止前排乘座幼童。3.气囊必须配合安全带使用，否则在气囊作用下人有被甩到车外可能。
(4)对现有私家车安全气囊的改进
从私家车安全气囊在使用过程中存在的缺陷可知，现有私家车安全气囊的基本设计目标是用来对付严重交通事故的，但在一些不太严重，的事故中，系统反应过度，反而会对驾乘人员施加作用过大，适得其反，造成不必要的伤害。
针对实际使用中存在的问题，我们更希望在私家车安全气囊展开之前，私家车安全气囊系统能够精确感应汽车发生的碰撞，并按照程序来判断碰撞事故的严重程度，如果碰撞级别比较低的话，只需将安全带的预紧机构拉紧即可；如果碰撞级别比较高，需要启动私家车安全气囊，则将点燃气囊的指令传递给气囊系统。这也就是要求私家车安全气囊系统能够准确地感应所发生的碰撞事故；并且能模仿人脑，根据实际的碰撞程度来判别私家车安全气囊是否需要展开，有一定灵活性；并且能够针对不同体形的乘员适当的调整私家车安全气囊。
沧州德帮汽车配件制造有限公司（http://www.dbqcpj.com）主营项目：汽车配件是构成汽车整体的各个单元及服务于汽车的一种产品。汽车配件的种类繁多，随着人们 生活水平的提高，人们对汽车的消费也越来越多，汽车配件的这个市场变得也越来越大。压簧一种利用弹性来工作的机械零件。用弹性材料制成的零件在外力作用下发生形变，除去外力后又恢复原状。机箱配件一般包括外壳 、支架、面板上的各种开关、指示灯等。外壳用钢板和塑料结合制成，硬度高，主要起保护机箱内部元件的作用。
