專利名稱：雙級(jí)式氣體發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種向汽車被動(dòng)安全保護(hù)系統(tǒng)提供充氣氣流的氣體發(fā)生器，能夠根據(jù)
需要有選擇地產(chǎn)生不同壓力的充氣氣流。
背景技術(shù)：
汽車的安全保護(hù)緩沖系統(tǒng)一般包括撞擊傳感器、控制器、氣體發(fā)生器、氣囊等，如 圖1所示，當(dāng)汽車發(fā)生碰撞時(shí)，傳感器測(cè)出汽車發(fā)生碰撞產(chǎn)生的慣性加速度，并將信號(hào)傳導(dǎo) 至控制器，控制器判斷碰撞加速度的大小和持續(xù)時(shí)間，如果加速度的大小和持續(xù)時(shí)間超過 或達(dá)到預(yù)定極限值，控制器發(fā)出點(diǎn)火信號(hào)啟動(dòng)氣體發(fā)生器，氣體發(fā)生器啟動(dòng)后產(chǎn)生大量氣 體充入氣袋，氣袋迅速膨脹展開在乘員前面，避免了乘員由于慣性沖擊力與汽車其它硬物 碰撞而產(chǎn)生傷亡。 在車輛碰撞事故中對(duì)乘員約束保護(hù)所需要的能量在整個(gè)碰撞范圍中會(huì)發(fā)生顯著 變化。乘員的動(dòng)能是與乘員的體重(質(zhì)量)與速度平方之積成正比，這樣由于碰撞發(fā)生速 度變化，則約束乘員的所需要的能量以速度平方增加，例如，速度以32. 18km/h (20英里/小 時(shí))增加到48.27km/h(30英里/小時(shí))時(shí)，則能量控制值大于2倍。與此相似的是，體重 重的乘員與體重輕的乘員相比情況大不一樣，而對(duì)乘員保護(hù)的能量控制值也隨著乘員體重 不同而變化。 交通事故統(tǒng)計(jì)分析指出，幾乎所有碰撞事故的75%屬于低碰撞嚴(yán)重程度，如果氣 體發(fā)生器能夠根據(jù)乘員特定的碰撞情況，釋放不同壓力的氣體，就可以更有效地保護(hù)乘員， 在低碰撞程度時(shí)，只需觸發(fā)第一級(jí)氣體發(fā)生器，就能起到保護(hù)乘員的作用；在較嚴(yán)重碰撞時(shí) 則觸發(fā)第二級(jí)氣體發(fā)生器，以減輕對(duì)乘員的傷害程度。 美國(guó)專利US6722694B1提供了雙級(jí)式氣囊氣體發(fā)生器，是將氣體發(fā)生器主體分為 外環(huán)腔體和內(nèi)環(huán)腔體來實(shí)現(xiàn)雙級(jí)式功能。但該美國(guó)專利主要存在的問題是(l)由于其兩 點(diǎn)火室距離較近，內(nèi)腔承受的內(nèi)壓較高，對(duì)內(nèi)腔的殼體強(qiáng)度有較高的要求；(2)中間點(diǎn)火室 要靠O形圈密封，對(duì)零件尺寸要求很高，增加了制造成本；(3)主點(diǎn)火室中的點(diǎn)火藥需要進(jìn) 行鋁盒密封包裝，制造工藝復(fù)雜，增加了制造成本；(4)由于燃燒室內(nèi)的過濾網(wǎng)在焊接時(shí)承 受較大壓力，容易產(chǎn)生變形，影響出口壓力的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠根據(jù)乘員特定的碰撞情 況，釋放不同壓力的氣體、對(duì)殼體強(qiáng)度無苛刻要求、制造工藝簡(jiǎn)單，制造成本低、性能穩(wěn)定的 雙級(jí)式氣體發(fā)生器。 本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種雙級(jí)式氣體發(fā)生器，其主體由一上下壓裝在一起 的上殼體和下殼體構(gòu)成，主體內(nèi)設(shè)有主副點(diǎn)火室、主副燃燒室和主副過濾室；主副點(diǎn)火室內(nèi) 有主副固定座、主副電爆管、點(diǎn)火藥片；主副燃燒室內(nèi)裝有產(chǎn)氣劑，其特征在于所述的主 體之間有一隔離板，將主體分開成主副兩個(gè)腔體，形成兩獨(dú)立的燃燒室單元。
本發(fā)明的隔離板上端的主腔體為主燃燒室，主點(diǎn)火室頂部的主點(diǎn)火孔對(duì)向主燃燒 室，主燃燒室主要由上過濾網(wǎng)的內(nèi)壁、主副點(diǎn)火室的上端面壁、燃燒室蓋及隔離板構(gòu)成，環(huán) 抱圍繞在主體中心軸線的周圍。 本發(fā)明的隔離板下端的副腔體為副燃燒室，主點(diǎn)火室的主固定座、副點(diǎn)火室的副 固定座裝于下殼體和隔離板之間并置于副燃燒室內(nèi)，副點(diǎn)火室的副點(diǎn)火孔對(duì)向副燃燒室， 副燃燒室主要由下過濾網(wǎng)的內(nèi)壁、主固定座的外壁、副點(diǎn)火室罩外壁、下殼體及隔離板構(gòu) 成，圍繞在主體中心軸線的周圍。 所述隔離板中間有兩個(gè)用于安裝固定主固定座和副固定座的通孔。
本發(fā)明的副點(diǎn)火室的副電爆管端部外套一環(huán)形點(diǎn)火藥片。 本發(fā)明主要是通過隔離板將主體分隔成上下兩個(gè)腔體，且通過下殼體底部的用于 安裝電爆管固定管的兩個(gè)翻邊孔、以及通過在內(nèi)部合理布局，對(duì)各組件合理的固定限位來 實(shí)現(xiàn)上述特點(diǎn)。 本發(fā)明當(dāng)發(fā)生碰撞事故，產(chǎn)生的加速度達(dá)到或超過控制器的預(yù)設(shè)極限值時(shí)，結(jié)合 傳感器采集的乘員的體形和重量信息，通過中央處理器分析計(jì)算，根據(jù)不同情況選擇不同 點(diǎn)火方案，分別為單級(jí)點(diǎn)火、雙級(jí)同時(shí)點(diǎn)火、雙級(jí)延時(shí)點(diǎn)火。 本發(fā)明可根據(jù)汽車碰撞情況，在不同時(shí)間段有選擇地產(chǎn)生不同量的氣體，在兩個(gè) 引燃器之間展開時(shí)間能夠按照不同的組合關(guān)系加以改變，從而獲得可調(diào)節(jié)的一系列的氣體 發(fā)生量。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于主副燃燒室產(chǎn)生的氣體根據(jù)需要進(jìn)行組合， 可產(chǎn)生不同壓力性能的氣流，來滿足氣袋膨脹展開后對(duì)乘員的安全防護(hù)。具有對(duì)內(nèi)腔的殼 體強(qiáng)度無苛刻要求、制造工藝簡(jiǎn)單，制造成本低，有效增強(qiáng)了發(fā)生器殼體的強(qiáng)度、保證發(fā)生 器能夠承受較高內(nèi)壓等優(yōu)點(diǎn)，該發(fā)生器初始?jí)毫⒖臁⑷紵覂?nèi)壓低，出口壓力穩(wěn)定、過 濾良好，粉塵少，且體積小。


下面將結(jié)合附圖提供的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳述。
圖1為安全氣囊系統(tǒng)工作流程圖； 圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明的工作狀態(tài)示意圖； 圖4為本發(fā)明的自動(dòng)點(diǎn)火工作狀態(tài)示意圖； 圖5為本發(fā)明在60L密閉容器內(nèi)點(diǎn)火后的壓力重復(fù)曲線圖(+23°C)。
具體實(shí)施例方式
圖2、圖3、圖4中，1下殼體，2上殼體，3金屬箔片，4上過濾網(wǎng)，5燃燒室蓋，6緩沖 墊，7自動(dòng)點(diǎn)火藥片，8產(chǎn)氣劑，9點(diǎn)火端蓋，10主固定座，11出氣孔，12隔離板，13下過濾網(wǎng)， 14點(diǎn)火藥，15主電爆管，16密封墊I， 17短路插座I， 18副電爆管，19副點(diǎn)火室罩，20密封 墊II， 21短路插座II， 22副固定座，23環(huán)形點(diǎn)火藥片，24產(chǎn)氣劑，25V型焊接坡口 ， 26副燃 燒室，27主燃燒室，28主過濾室，29副過濾室，30隔離板副孔，31隔離板主孔，32副點(diǎn)火孔， 33卡槽，34副點(diǎn)火室罩凹槽，35翻邊孔II， 36翻邊孔I， 37主點(diǎn)火孔，38圓凹坑，39法蘭，40主點(diǎn)火室，41副點(diǎn)火室。 如圖2、圖3所示，本發(fā)明由一上下壓裝在一起的上殼體2和下殼體1構(gòu)成，上殼 體2的類似倒置的杯狀，其頂部為平圓面，平面中間有一凹坑，該凹坑下部與自動(dòng)點(diǎn)火藥片 對(duì)應(yīng)，便于上殼體2上壁與自動(dòng)點(diǎn)火藥片7緊密接觸；上殼體2的周面為圓環(huán)形，一定數(shù)量 的出氣孔11按環(huán)形排列均勻地分布在上殼體2的周面上。在上殼體2周面上的出氣孔11 內(nèi)側(cè)，粘貼著一層金屬箔片3，該金屬箔片3為環(huán)形帶狀，正好能將氣孔的外部與發(fā)生器的 內(nèi)部隔絕開來，保證發(fā)生器內(nèi)部的密封。 下殼體1的底部為平面圓周形，底面對(duì)稱中心軸有兩翻邊孔翻邊孔1135、翻邊孔 I 36，兩翻邊孔向內(nèi)翻邊至一定距離，副固定座22底部臺(tái)階套入翻邊孔n 35內(nèi)為過盈配 合；主固定座10底部臺(tái)階套入翻邊孔I 36，為過盈配合；下殼體底部平面向上軸向彎曲形 成周面后，再在徑向彎曲翻邊形成一方形法蘭39，其作用是便于與氣囊總成固定裝配；下 殼體1的側(cè)圓周面的外徑與上殼體2的內(nèi)徑大致相等，下殼體1上部壓入上殼體2的下部 形成一環(huán)帶狀重合周面，下殼體1徑向彎曲的圓弧面和上殼體2向下側(cè)圓周面構(gòu)成適于焊 接的V型焊接坡口 25。 主體內(nèi)從中心軸線環(huán)形設(shè)有主燃燒室27、主過濾室28，對(duì)稱中心軸線有兩偏心位 置設(shè)有主點(diǎn)火室40、副點(diǎn)火室41。主點(diǎn)火室40內(nèi)有主固定座10、主電爆管15、點(diǎn)火藥14、 點(diǎn)火端蓋9，主電爆管15底部有密封墊I 16，通過主固定座10中部翻邊將主電爆管15固 定住，并保證密封墊I 16受壓變形保證密封性能；主點(diǎn)火室40頂部的點(diǎn)火端蓋9將點(diǎn)火藥 14密封在主固定座10內(nèi)，且通過主固定座10上端圓周面翻邊將點(diǎn)火端蓋9限位卡緊。點(diǎn) 火藥14為片劑或顆粒狀，若為顆粒狀時(shí)點(diǎn)火端蓋貼覆粘貼金屬箔片進(jìn)行密封。副點(diǎn)火室41 有副固定座22、副點(diǎn)火室罩19、環(huán)形點(diǎn)火藥片23、副電爆管18、密封墊II 20組成；副點(diǎn)火 室罩19通過副點(diǎn)火室罩凹槽34卡入副固定座周面的卡槽33內(nèi)，來起到固定限位的作用； 環(huán)形點(diǎn)火藥片23的環(huán)形內(nèi)圓直徑大于副電爆管18端部直徑，并套在上方對(duì)其進(jìn)行固定限 位；副電爆管18及密封墊II 20的固定方式同主點(diǎn)火室40。 點(diǎn)火端蓋9上有均勻分布的主點(diǎn)火孔37作為出氣通道，連通主點(diǎn)火室40和主燃 燒室27，主點(diǎn)火室內(nèi)點(diǎn)火后火焰通過主點(diǎn)火孔37噴射到主燃燒室27 ;副點(diǎn)火室罩19周面 有一副點(diǎn)火孔32，副點(diǎn)火室41點(diǎn)火后火焰通過該孔噴射到副燃燒室26內(nèi)。
主固定座10、副固定座22底部圓周面與下殼體1底面的兩偏心翻邊孔35、36套 接，為過盈配合，固定座底部圓周面與孔翻邊形成的圓弧構(gòu)成了一 V型焊接坡口 ，然后用激 光焊接將主固定座10、副固定座22和下殼體1聯(lián)為一體，同時(shí)起到了對(duì)燃燒室的密封作用。
主燃燒室27和副燃燒室26通過隔離板12分隔成上下兩個(gè)獨(dú)立的燃燒室單元。主 燃燒室27由上過濾網(wǎng)4的內(nèi)壁、主副點(diǎn)火室40、41的上端面壁、緩沖墊6下端面、燃燒室蓋 5下端面及隔離板12上端面構(gòu)成，環(huán)抱圍繞在中心軸線的周圍，同時(shí)上過濾網(wǎng)4的下端內(nèi)圓 壁套在隔離板12的兩翻邊孔外側(cè)，主燃燒室27內(nèi)裝有產(chǎn)氣劑8。燃燒室蓋5位于主燃燒 室27頂部頂面為平圓周形，中間有一圓凹坑38，圓凹坑38內(nèi)可放置自動(dòng)點(diǎn)火藥片7，圓凹 坑底部中間有一噴射孔，正對(duì)著產(chǎn)氣劑8，周面外徑與上過濾網(wǎng)4內(nèi)周面內(nèi)徑基本相等，燃 燒室蓋5能夠套入到上過濾網(wǎng)4內(nèi)，緩沖墊6放置在燃燒室蓋內(nèi)。副燃燒室26由下過濾網(wǎng) 13內(nèi)壁、主固定座10外壁、副點(diǎn)火室罩19外壁、下殼體1底部構(gòu)成，圍繞在中心軸周圍；下 過濾網(wǎng)13內(nèi)壁正好套在下殼體1的兩翻邊孔的外側(cè)，被限位固定。所述的上過濾網(wǎng)4的外壁上端套有一保護(hù)套，保護(hù)套上均布燃燒室出氣孔，孔徑可根據(jù)的產(chǎn)氣劑性能要求調(diào)節(jié)；
所述的主過濾室28由上過濾網(wǎng)4的外壁和上殼體的內(nèi)圓環(huán)構(gòu)成，所述的副過濾室 29由下過濾網(wǎng)13的外壁和隔離板12構(gòu)成。 隔離板12的兩翻邊孔(隔離板主孔31、隔離板副孔30)直徑與主固定座10上端 周面、副固定座22上端周面的直徑基本相同，為間歇配合；兩翻邊孔正好套在正、副固定座 上，正、副固定座上周面分別有臺(tái)階對(duì)兩翻邊孔進(jìn)行軸向限位，可保證上過濾網(wǎng)在裝配時(shí)不 會(huì)擠壓下過濾網(wǎng)，而造成下過濾網(wǎng)變形。 隔離板12圓錐周面上有若干凹槽，副燃燒室26點(diǎn)燃燃燒產(chǎn)生內(nèi)壓后便于使隔離 板圓錐面處變形，使隔離板12底部與下殼體1上底部脫離開形成出氣通道，使副燃燒室26 內(nèi)的氣體通過副過濾室后沿上述出氣通道向上從出氣孔排出。 圖3所示，以雙級(jí)同時(shí)點(diǎn)火為例。本發(fā)明被控制系統(tǒng)發(fā)出的點(diǎn)火信號(hào)啟動(dòng)后，參見 圖3的氣流箭頭方向。點(diǎn)火藥14、環(huán)形點(diǎn)火藥片23被點(diǎn)燃后，高溫氣流分別通過主點(diǎn)火孔 37、副點(diǎn)火孔32，分別進(jìn)入到主燃燒室27、副燃燒室26。高溫氣流引燃主副燃燒室內(nèi)的產(chǎn)氣 劑8、24，產(chǎn)氣劑8燃燒產(chǎn)生大量氣體，在封閉的主燃燒室27內(nèi)形成高壓，在主燃燒室27的 壓強(qiáng)約在5MPa 20MPa之間，在此高壓下氣流通過上過濾網(wǎng)4，再?zèng)_破上殼體2內(nèi)周面上的 金屬箔片3，然后進(jìn)入到安全氣囊系統(tǒng)的氣袋內(nèi)；另外產(chǎn)氣劑24也被點(diǎn)燃燃燒產(chǎn)生大量氣 體，在封閉的副燃燒室26內(nèi)形成高壓，使隔離板12受壓變形，底部與下殼體脫離形成出氣 通道，氣流沿此通道從出氣孔排出，主副燃燒室產(chǎn)生的氣體根據(jù)需要進(jìn)行組合，可產(chǎn)生不同 壓力性能的氣流，來滿足氣袋膨脹展開后對(duì)乘員的安全防護(hù)。 如圖4所示，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)或發(fā)生器需要銷毀時(shí)，當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)到約近180度時(shí)，自 動(dòng)點(diǎn)火藥片7就要會(huì)被點(diǎn)燃，參見圖4的氣流箭頭方向，自動(dòng)點(diǎn)火藥片7產(chǎn)生的高溫氣流通 過燃燒室蓋噴射孔噴射到產(chǎn)氣劑8上，產(chǎn)氣劑8被點(diǎn)燃后產(chǎn)生大量氣體，在封閉的主燃燒室 27內(nèi)形成高壓，在主燃燒室27的壓強(qiáng)約在40MPa 50MPa之間，在此高壓下氣流通過上過 濾網(wǎng)4，再?zèng)_破上殼體2內(nèi)周面上的金屬箔片3，氣體噴射出發(fā)生器外，同時(shí)也點(diǎn)燃了副燃燒 室內(nèi)的產(chǎn)氣劑24和主副點(diǎn)火室內(nèi)的自動(dòng)點(diǎn)火藥片7、環(huán)形點(diǎn)火藥片23及主副電爆管15、 18，本發(fā)明中殼體的高強(qiáng)度和自動(dòng)點(diǎn)火藥保證了發(fā)生器的安全銷毀。 發(fā)生器在23t:溫度下保溫4小時(shí)后在60L密閉容器中用電流點(diǎn)火，其數(shù)據(jù)如圖5 所示。 滯后10ms，容器內(nèi)壓力為P2max = 0. 170MPa，達(dá)到P2max的95%時(shí)間t鵬隨=50ms， 容器壓力起始時(shí)間1. lms。
權(quán)利要求
一種雙級(jí)式氣體發(fā)生器，其主體由一上下壓裝在一起的上殼體(2)和下殼體(1)構(gòu)成，主體內(nèi)設(shè)有主副點(diǎn)火室、主副燃燒室和主副過濾室；主副點(diǎn)火室內(nèi)有主副固定座、主副電爆管、點(diǎn)火藥片；主副燃燒室內(nèi)裝有產(chǎn)氣劑，其特征在于所述的主體之間有一隔離板(12)，將主體分開成主副兩個(gè)腔體，形成兩獨(dú)立的燃燒室單元。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙級(jí)式氣體發(fā)生器，其特征在于隔離板(12)上端的主腔體 為主燃燒室(27)，主點(diǎn)火室(40)頂部的主點(diǎn)火孔(37)對(duì)向主燃燒室(27)，主燃燒室(27) 主要由上過濾網(wǎng)(4)的內(nèi)壁、主副點(diǎn)火室(40、41)的上端面壁、燃燒室蓋(5)及隔離板(12) 構(gòu)成，環(huán)抱圍繞在主體中心軸線的周圍。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙級(jí)式氣體發(fā)生器，其特征在于隔離板(12)下端的副腔體 為副燃燒室(26)，主點(diǎn)火室(40)的主固定座(10)、副點(diǎn)火室(41)的副固定座(22)裝于下 殼體(1)和隔離板(12)之間并置于副燃燒室(26)內(nèi)，副點(diǎn)火室(41)的副點(diǎn)火孔(32)對(duì) 向副燃燒室(26)，副燃燒室(26)主要由下過濾網(wǎng)(13)的內(nèi)壁、主固定座(10)的外壁、副點(diǎn) 火室罩(19)外壁、下殼體(1)及隔離板(12)構(gòu)成，圍繞在主體中心軸線的周圍。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的雙級(jí)式氣體發(fā)生器，其特征在于所述隔離板(12)中間有兩 個(gè)用于安裝固定主固定座(10)和副固定座(22)的通孔。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的氣體發(fā)生器，其特征在于副點(diǎn)火室(41)的副電爆管(18)端 部外套一環(huán)形點(diǎn)火藥片(23)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的雙級(jí)式氣體發(fā)生器，其特征在于所述的隔離板(12)周面上 分布有凹槽。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙級(jí)式氣體發(fā)生器，其特征在于所述主點(diǎn)火室(40)頂部的 點(diǎn)火端蓋(9)將點(diǎn)火藥(14)密封在主固定座(10)內(nèi)，且通過主固定座(10)上端圓周面翻 邊將點(diǎn)火端蓋(9)限位卡緊。
全文摘要
一種雙級(jí)式氣體發(fā)生器，其主體由一上下壓裝在一起的上殼體和下殼體構(gòu)成，主體內(nèi)設(shè)有主副點(diǎn)火室、主副燃燒室和主副過濾室；主副點(diǎn)火室內(nèi)有主副固定座、主副電爆管、點(diǎn)火藥片；主副燃燒室內(nèi)裝有產(chǎn)氣劑，所述的主體之間有一隔離板，將主體分開成主副兩個(gè)腔體，形成兩獨(dú)立的燃燒室單元。主固定座、副固定座裝于下殼體和隔離板之間并置于副燃燒室內(nèi)，主點(diǎn)火室頂部的主點(diǎn)火孔對(duì)向主燃燒室。本發(fā)明可根據(jù)汽車碰撞情況，在不同時(shí)間段有選擇地產(chǎn)生不同量的氣體，在兩個(gè)引燃器之間展開時(shí)間能夠按照不同的組合關(guān)系加以改變，從而獲得可調(diào)節(jié)的一系列的氣體發(fā)生量。還具有對(duì)殼體強(qiáng)度無苛刻要求、制造工藝簡(jiǎn)單，制造成本低、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B60R21/26GK101746344SQ20081023699
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2008年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月21日
發(fā)明者劉柳, 葉峻, 姚俊, 孟紹勇, 張文龍, 羅運(yùn)強(qiáng), 范智 申請(qǐng)人:中國(guó)航天科技集團(tuán)公司第四研究院第四十二所