安全氣囊壓力發(fā)生器結構設計-開題報告

PAGE畢業(yè)設計開題報告學生姓名：學號：學院、系：專業(yè)：機械設計制造及其自動化設計題目：安全氣囊壓力發(fā)生器結構設計指導教師年月日畢業(yè)設計開題報告1．結合畢業(yè)設計情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，撰寫2000字左右的文獻綜述：文獻綜述一本課題研究的背景和目的意義隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，汽車作為一種交通工具給人們生活帶來了巨大的變化，但與此同時，交通事故也時刻給人們帶來災難。卓越的車輛性能、擁擠的交通和各種突發(fā)事件為交通事故的發(fā)生創(chuàng)造了條件。因此，車輛的安全性能應該視為車輛性能的重要組成部分。汽車安全氣囊作為汽車被動安全系統(tǒng)的重要組成部分，在汽車安全技術中扮演著重要的角色，它可以在汽車發(fā)生事故碰撞或翻滾時和安全帶一起挽救乘客的安全。安全氣囊系統(tǒng)由傳感器、控制器、壓力發(fā)生器、氣袋等部分組成[1]。汽車發(fā)生碰撞時，首先由傳感器接收信號，將信號傳輸?shù)街醒肟刂茊卧?，?jīng)中央控制單元的電腦計算后，只要達到規(guī)定的閾值，電腦就輸出一個電信號。氣體發(fā)生器中的電點火炬接到氣動信號后引爆并點燃藥劑，產(chǎn)生大量氣體，經(jīng)過過濾并冷卻進入氣囊，使氣囊在極端的時間內(nèi)突破罩蓋迅速膨脹展開，在駕駛員與汽車內(nèi)飾之間形成緩沖氣墊，從而有效保護人體頭部和胸部的劇烈碰撞，使之免于受到傷害或減輕傷害程度。當前安全氣囊新技術的開發(fā)研究可以概括為向著氣囊的智能化、小型化、多樣化、無污染的方向發(fā)展[3]。1.安全氣囊的智能化傳統(tǒng)的理想點火時刻為原則設計的。但是在實際的汽車碰撞事故中，影響氣囊保護性能的因素很多，例如乘員的身高和體重、乘員相對于方向盤或儀表盤的位置、碰撞的劇烈程度等等。不同的碰撞條件變化會導致乘員不是在最佳時刻與氣囊接觸，從而降低對乘員的保護效果。為了充分發(fā)揮安全氣囊的保護作用，自適應或智能安全氣囊的概念也就應運而生。這種氣囊系統(tǒng)能夠在汽車碰撞的一瞬間根據(jù)碰撞條件和乘員狀況來調(diào)節(jié)氣囊的工作性能。智能氣囊的關鍵技術之一是先進的傳感系統(tǒng)和電子運算系統(tǒng)，它們在發(fā)生事故的短暫時刻能夠提供可靠的碰撞環(huán)境信息。這些信息包括汽車碰撞的劇烈程度，碰撞方位，乘員的身材，體重等可靠信息。智能安全氣囊系統(tǒng)根據(jù)這些信息做出決斷怎樣調(diào)節(jié)和控制氣囊的工作性能，使氣囊能充分發(fā)揮其保護作用。安全氣囊的小型化縮小安全氣囊總成的體積是當前發(fā)展的趨勢之一。新型發(fā)生器工作時，壓縮氣體從氣罐中噴出充滿氣袋。這種發(fā)生器氣體產(chǎn)生率高，因而尺寸小，便于安裝布置。環(huán)境保護型安全氣囊采用壓縮氣體的氣體發(fā)生器對人體無毒害，且易于回收處理，沒有環(huán)境污染的問題。安全氣囊的多樣化駕駛員和前座乘員已成為轎車生產(chǎn)中的標準設備，作為正碰撞事故中的安全措施。側面碰撞氣囊正在迅速發(fā)展。不同設計形式的側面碰撞氣囊可以分別安裝在座椅外側，車門中部車身頂部等部位。這些安裝在不同部位的側面氣囊可分別起到保護乘員頭部、胸部和臀部的作用。壓力發(fā)生器是安全氣囊的核心部件，也是安全氣囊的核心技術之一[4]。因此新型安全氣囊發(fā)生器的研究對于提高安全氣囊的效率有著重要的作用。二，國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀安全氣囊從1952年就取得了專利，但在應用推廣中經(jīng)歷了幾上幾下的波折，足足走過了30多年的漫長路途。直至1984年，汽車碰撞安全標準(FMVSS208)[5]在美國經(jīng)多次被廢除后又重新被認可并開始實施，其中規(guī)定從1995年9月1日以后制造的轎車前排座前均應裝備安全氣囊，同時還要求1998年以后的新轎車都裝備駕駛者和乘客用的安全氣囊，自此才確認了安全氣囊的作用。如今，這個在當年頗具創(chuàng)意性的發(fā)明已轉為千百萬個產(chǎn)品，種類也發(fā)展為正面氣囊、側面氣囊、安全氣簾等等。各國生產(chǎn)的中高級轎車，大多數(shù)都裝有安全氣囊，有些轎車已將安全氣囊列入必裝件。在國內(nèi)，隨著CMVDR294[6]碰撞安全法規(guī)的開始實施，國內(nèi)消費者對汽車被動安全性能的要求也越來越高，但目前除了極少數(shù)高級車裝備了側面氣囊之外，大部分車型還只是安裝了正面氣囊。汽車安全氣囊氣體發(fā)生器從產(chǎn)生機理上可分為三類[7]。第一類為儲氣瓶式氣體發(fā)生氣，其原理是將壓縮氣體儲存在金屬罐內(nèi)，工作時將氣體放出來充滿氣袋；第二類為煙火式氣體發(fā)生器，其原理是工作時將發(fā)生器內(nèi)的產(chǎn)氣藥劑點燃，放出大量氣體將氣袋彈出并充滿。第三類發(fā)生器為混合式氣體發(fā)生器，該類發(fā)生器綜合了前兩種氣體發(fā)生器的特點，在發(fā)生器內(nèi)預先貯存產(chǎn)氣藥劑和高壓惰性氣體。工作時，產(chǎn)氣藥劑被點燃放出大量氣體和熱量，惰性氣體被產(chǎn)生的熱量加熱后壓力升高，和產(chǎn)生的氣體一起充滿氣袋。目前，第二類和第三類氣體發(fā)生器的使用比較廣泛[8]。從工作過程上可以分為單級、雙級和多級氣體發(fā)生器[9]。最初開發(fā)的氣體發(fā)生器均為單級發(fā)生器，雙極和多級氣體發(fā)生器是根據(jù)汽車輔助約束系統(tǒng)的智能化發(fā)展趨勢而開發(fā)的，其原理是工作時，中央控制單元根據(jù)乘員的重量、體形、坐姿和碰撞強度調(diào)整觸發(fā)方式，以達到較理想的保護作用[10]。目前，大多采用單級發(fā)生器，只有少數(shù)高檔轎車采用雙級氣體發(fā)生器。參考文獻[1]魏存娟，譚迎新.安全氣囊系統(tǒng)氣體發(fā)生器產(chǎn)氣性能的實驗研究[J].汽車電,2004[2]勝田信行等.氣囊的氣體發(fā)生器.中國專利98116056.5[P].1992.2[3]成一，陳守文.NFA氣體發(fā)生器的研究與發(fā)展[J].汽車技術.1998[4]朱嘯宇.工業(yè)炸藥學[M].南京理工大學，2001

[5]GB11551-2003乘用車正面碰撞的乘員保護[6]GB20071-2006汽車側面碰撞的乘員保護[7]劉希恭編.國產(chǎn)汽車安全氣囊系統(tǒng)[M].機械工業(yè)出版社.2007

[8]鐘志華編.汽車碰撞安全技術[M].機械工業(yè)出版社.2003

[9]王生昌編.現(xiàn)代車用安全氣囊發(fā)展簡介[M].陜西汽車.1998

[10]婁云編.汽車電子控制技術[M].科學出版社.2007[11]馮淵編.汽車電子控制技術[M].機械工業(yè)出版社.2007[12]王立亮編．現(xiàn)代汽車安全氣囊系統(tǒng)（SRS）原理與檢修[M].電子工業(yè)出版社.2000[13]李玉茂編．汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)原理與維修[M]．機械工業(yè)出版社.2006[14]蘇慧青編.安全氣囊的使用[M].機械工業(yè)出版社.2006[15]徐安編.汽車安全氣囊技術發(fā)展趨向[M].人民交通出版社，2006

畢業(yè)設計開題報告２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：課題的主要任務是設計滿足要求的汽車安全氣囊氣體發(fā)生器，即在90g±10g加速度撞擊下，安全氣囊內(nèi)氣體發(fā)生器會發(fā)火爆炸，并在最短時間內(nèi)對乘員起到保護作用。設計原理和思路：安全氣囊性能的檢測包括其產(chǎn)氣速度和壓力。測試裝置氣筒內(nèi)的壓力通過壓力傳感器測試來的，通過對壓力的檢測可以對氣體發(fā)生劑的燃燒速度和氣體生成量進行判定。為了使測試試驗接近于實際情況，充氣筒的體積大小設計得與真實汽車安全氣囊相同，為60L。此外，對壓力的測試實驗是在常溫和低溫情形下進行，以便保證壓力發(fā)生器在嚴冬和盛夏均可以產(chǎn)生適量的氣體而正常工作。該壓力發(fā)生器測試系統(tǒng)主要由臺架系統(tǒng)、密閉充氣筒及其電磁控制機構、傳感器、數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)組成。利用充氣筒從一定高度沿導軌下落后與臺架底座上的彈性緩沖墊發(fā)生碰撞來實現(xiàn)汽車碰撞過程的模擬，而充氣筒從一定高度下落時產(chǎn)生的具有一定強度90g±10g和持續(xù)時間為10±5ms的沖擊信號時將觸發(fā)引爆裝在充氣筒內(nèi)的壓力發(fā)生器，利用安裝在充氣筒內(nèi)的壓力傳感器測試安全氣囊內(nèi)的壓力發(fā)生器在生產(chǎn)過程中是否符合設計的技術要求。汽車安全氣囊氣體發(fā)生器設計的主要步驟：1、熟悉汽車安全氣囊氣體發(fā)生器的工作原理及應用范圍。該步驟要大量查閱相關書籍和論文，總結安全氣囊氣體發(fā)生器的工作原理和應用范圍，為其設計做理論上的準備。完成時間：2012/3/1~熟悉汽車安全氣囊氣體發(fā)生器的設計規(guī)范和設計標準。任何機械產(chǎn)品的設計都要嚴格遵守國家的相關標準，因此安全氣囊發(fā)生器的設計也要參照國家規(guī)定的設計規(guī)范和設計標注。完成時間：2012/4/1~3、.根據(jù)設計要求和設計標準設計氣體發(fā)生器，并在一定的實驗條件下進行檢測。4.、根據(jù)檢測結果對設計的發(fā)生器進行修改和改良。5、.確定設計氣體發(fā)生器的最終結構和尺寸。步驟3-5是設計的關鍵步驟，要在規(guī)定的設計條件下嚴格遵守國家標準設計出安全氣囊氣體發(fā)生器。在條件允許的基礎上與發(fā)生器檢測裝置聯(lián)合進行實驗，驗證該設計的合理性和可靠性，并對設計進行修改。完成時間：2012/4/15~6.、撰寫論文完成時間：2012/5/

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