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安全气袋尺寸设计浅谈

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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损害,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损害。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,假如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)假如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 感应碰撞到推断点火所用时间TIN 气囊充满所用的时间THA 则应满足:THA≥ TED + TINSDR 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: SAM ≤ SDR - SDT上述关系式表明,气囊可以设计的最大厚度:ECU 推断点火时间和气囊充满气所需...

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