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【一】、汽车安全气囊的结构与工作原理
近几年来，人们生活水平的不断提高，汽车越来越成为人们生活中不可缺少的一部分。在人们都开始有了汽车，公路一也不断完善，汽车在行驶过程中的速度越来越快，加上汽车技术的不断发展，车速，车流量都是一个问题，从而引发了安全的隐患，而这安全隐患如何能去预防?在人们对技术的发展，有了汽车安全气囊，它可以保护人在汽车发生事故所引发的安全问题。
使用汽车安全气囊来保护汽车乘员的想法较先产生于美国，在1952年美国汽车生产者联合会在理论上阐述了这样一种汽车安全系统的必要性。几乎同时，这种系统的原理图也绘制了出来。1953年，一个气囊的就诞生了。但是由于那时技术的的限制，还不能把这种想法或进行实现，到了1980年的德国开始实现了这个设想并在汽车安装了汽车安全气囊。
(1)汽车安全气囊的的组成
汽车安全气囊系统主要由传感器、微处理器、气体发生器和气囊等主要部件组成。传感器和微处理器用以判断撞车程度，传递及发送信号；气体发生器根据信号指示产生点火动作，点燃固态燃料并产生气体向气囊充气，使气囊迅速膨胀。为了防止气体泄漏，气囊内层涂有密封橡胶；同时气囊设有安全阀，当充气过量或囊内压力超过一定值时会自动泄放部分气体，避免将乘客挤压受伤；气囊中所用的气体多是氮气。
(2)汽车安全气囊的分类
按汽车安全气囊数量分类可分为单安全系统，双汽车安全气囊系统和多汽车安全气囊系统：1.单汽车安全气囊系统，只是在驾驶员侧的转向盘中安装拉一个汽车安全气囊。2.双汽车安全气囊系统近几年生产的轿车大多都采用拉双汽车安全气囊系统，即在驾驶员侧和前座乘员侧各安装了一个汽车安全气囊，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。6等轿车均采用的是双汽车安全气囊系统。3.多汽车安全气囊系统多安全系统是指在车上安装了3个或3个以上的汽车安全气囊。例如，瑞典沃尔沃850、960，通用的别克，上海大众帕萨特轿车等。
(3)汽车安全气囊的工作原理
当车辆发生碰撞时，汽车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，从而通过气囊的缓冲作用减轻乘员的伤害。基本型汽车安全气囊系统包含了驾驶员、乘员正面保护汽车安全气囊及安全带预紧装置。现在国内外电子式汽车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配件能够准确地点火，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)；研究二个问题的目的是为了尽可能保护乘员。
【二】、汽车安全气囊壳体安装结构改进设计
1、安装结构设计
结合汽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，压力达到较大值后，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较大，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较大应力大，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，改进后的汽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，在汽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，则能使壳体性能加可靠，同时使安装工艺得到简化，完成通用化程度高的气囊壳体设计，继而好的满足汽车生产需求。
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