專利名稱：副駕駛氣體發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車安全保護(hù)緩沖系統(tǒng)中提供充氣的副駕駛氣體發(fā)生器。
背景技術(shù)：
汽車的安全保護(hù)緩沖系統(tǒng)，如圖1所示，一般包括撞擊傳感器、控制器、氣體發(fā)生器、氣袋等。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)生器就會(huì)被啟動(dòng)，產(chǎn)生大量氣體充入氣袋，氣袋迅速膨脹展開在乘員前面，從而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。
這樣此系統(tǒng)就要求氣體發(fā)生器燃燒室初始?jí)毫⒖?、?nèi)壓低，產(chǎn)生的氣體具有壓力穩(wěn)定、粉塵少、溫度低等特點(diǎn)。
UK Patent Application 2,263,159，US 4,890,860，US 5,109,772，US6,474,685，US6,616,183，US6,237,498，US6,314,888，US5,116,080，US5,482,312，US5,585,597均提供了長(zhǎng)筒狀殼體的氣體發(fā)生器。但這些專利存在以下主要問題q1)以上長(zhǎng)筒狀殼體，燃燒室均較長(zhǎng)，裝氣體發(fā)生劑較多，大部分采用了長(zhǎng)點(diǎn)火管，點(diǎn)火時(shí)就需要較多的點(diǎn)火藥，而且點(diǎn)火機(jī)構(gòu)復(fù)雜、過濾網(wǎng)較厚重，直接導(dǎo)致成本較高且難以保證可靠的高速燃燒；(2)由于采用點(diǎn)火面積較小，燃燒產(chǎn)生的高速氣流和固體顆粒會(huì)破壞未燃燒的氣體發(fā)生劑，帶到過濾網(wǎng)上造成過濾網(wǎng)堵塞，導(dǎo)致燃燒室壓力過高，難以控制出口壓力，而且延長(zhǎng)了產(chǎn)生初始?jí)毫Φ臅r(shí)間；(3)上述專利均沒有提供長(zhǎng)筒狀氣體發(fā)生器各內(nèi)部組件的固定限位結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問題克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有建立初始?jí)毫?、燃燒室?nèi)壓低、出口壓力重復(fù)穩(wěn)定、過濾良好、粉塵少、出口溫度低、能適應(yīng)各類氣體發(fā)生劑的副駕駛氣體發(fā)生器。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案一種副駕駛氣體發(fā)生器，由圓柱筒體和位于圓柱筒體兩端的上端蓋和下端蓋構(gòu)成，從圓柱筒體一端軸向依次設(shè)有點(diǎn)火室、燃燒室及過濾室，點(diǎn)火室包括點(diǎn)火基座和點(diǎn)火器，燃燒室內(nèi)裝有氣體發(fā)生劑藥片，過濾室內(nèi)有過濾網(wǎng)，其特點(diǎn)在于所述的點(diǎn)火室還包括點(diǎn)火藥杯，點(diǎn)火藥杯內(nèi)填充引燃藥，點(diǎn)火藥杯的底部端面均勻排列有出氣孔，并與發(fā)生器的軸相垂直，且正對(duì)著燃燒室內(nèi)的氣體發(fā)生劑藥片；所述的燃燒室的底部還插入一漏斗，漏斗底部通過密封板與過濾室隔開，漏斗和密封板通過筒體兩端滾壓出的環(huán)形埂來限位固定，對(duì)漏斗起到定位和限位的作用，同時(shí)形成對(duì)燃燒室的密封；燃燒室的上端通過彈性盤和位于彈性盤上部的壓縮彈簧與點(diǎn)火室隔開，彈性盤上布滿了孔，彈簧上部頂住點(diǎn)火室中的點(diǎn)火藥杯，下部壓住彈性盤，通過彈性盤壓緊固定住氣體發(fā)生劑藥片。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有以下優(yōu)點(diǎn)(1)本發(fā)明點(diǎn)火室中的點(diǎn)火藥杯端部的點(diǎn)火孔分布的位置與發(fā)生器的軸相垂直，并將引燃藥和點(diǎn)火孔布置在氣體發(fā)生劑上方，使點(diǎn)火室具有相當(dāng)大的點(diǎn)火面積，形成較大的初始燃面，使氣體發(fā)生劑能充分燃燒，從而使燃燒室出口壓力較低，并減小了產(chǎn)生初始?jí)毫Φ臅r(shí)間；(2)通過在燃燒室內(nèi)采用合適的出氣漏斗，與端面點(diǎn)火相配合，通過圓錐形漏斗改變藥面燃燒面積，及時(shí)將燃燒室中的燃?xì)馀诺?，可以減緩燃燒的高溫氣流沖擊速度，避免燃燒室壓力太大；而且漏斗圓錐形外形則便于減短建立初始?jí)毫Φ臅r(shí)間，同時(shí)與端面點(diǎn)火相配合，能適應(yīng)不同特性的氣體發(fā)生劑，適應(yīng)性強(qiáng)；(3)通過加裝的漏斗對(duì)燃燒氣體進(jìn)行了預(yù)過濾，保護(hù)了過濾網(wǎng)，使本發(fā)明具有出口壓力穩(wěn)定、氣體粉塵少等特點(diǎn)，并且使產(chǎn)生的充氣氣流具有理想的壓力輸出曲線；(4)漏斗通過合適的方式進(jìn)行固定限位，采用專用滾壓工裝滾壓出環(huán)形埂，來固定限位漏斗和密封隔板，此方式具有加工簡(jiǎn)單，裝配方便等特點(diǎn)；且出氣漏斗的圓錐形周面上均布有若干個(gè)條形通槽，該通槽有利于燃燒氣體能快速通過漏斗，加快了氣體的流動(dòng)速度，保證了燃燒室壓力較低。
(5)根據(jù)不同特性的氣體發(fā)生劑，出氣漏斗可以用不同尺寸的圓錐直徑和不同尺寸的通槽來適應(yīng)，能保證產(chǎn)生的充氣氣流具有理想的壓力輸出曲線，使本發(fā)明具有適應(yīng)型強(qiáng)的特點(diǎn)。
(6)密封方式可靠。發(fā)生器兩端端蓋與筒體用激光焊接成一體，在中間密封隔板徑向上有O型密封圈密封，端面通孔貼有金屬箔片來密封，保證發(fā)生器內(nèi)藥劑使用壽命內(nèi)不失效。


圖1為安全保護(hù)緩沖系統(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)明的燃燒室漏斗的主視圖；圖5為本發(fā)明的燃燒室漏斗的俯視圖；圖6為本發(fā)明的燃燒室?guī)V網(wǎng)漏斗的主視圖；
圖7為本發(fā)明的燃燒室?guī)V網(wǎng)漏斗的俯視圖；圖8為本發(fā)明的環(huán)形埂固定漏斗和密封板的局部結(jié)構(gòu)示意圖；圖9本發(fā)明在60L密閉容器內(nèi)啟動(dòng)后的壓力曲線圖；圖10為本發(fā)明排氣后的過濾網(wǎng)。
上述各圖中，其中1圓柱形筒體，2點(diǎn)火室，3點(diǎn)火器，4點(diǎn)火藥杯，5引燃藥，6彈性盤，7漏斗，8燃燒室，9氣體發(fā)生劑藥片，10彈簧，11下端蓋，12過濾室，13過濾網(wǎng)，14出氣孔，15焊接坡口，16環(huán)形周面，17點(diǎn)火基座，18上端蓋，19軸心，20上蓋圓孔，21上蓋外邊緣，22筒體內(nèi)側(cè)面，23上端蓋軸向環(huán)狀段，24直角臺(tái)階，25漏斗錐面，26漏斗球形圓弧，27漏斗通槽，28漏斗拐點(diǎn)，29漏斗圓環(huán)形臺(tái)階，30過濾套，31點(diǎn)火孔，32金屬箔膜，33點(diǎn)火藥杯外翻部分，34O型橡膠圈，35環(huán)形埂，36密封隔板，37O型圈槽，38金屬箔片，39焊接坡口，40墊塊，41凸臺(tái)，端面通孔42。
具體實(shí)施例方式
如圖2所示，本發(fā)明由圓柱筒體1和位于圓柱筒體1兩端的上端蓋18和下端蓋11構(gòu)成，上端蓋18、下端蓋11與圓柱筒體1采用激光焊接成一體，上蓋18頂部為平面，中間有一圓孔20處于軸心19位置，蓋的外邊緣21向下彎曲形成軸向環(huán)狀段23，與筒體內(nèi)側(cè)22接觸形成V型焊接坡口15，下端蓋11下部為一平面，與發(fā)生器軸向垂直，下端蓋11外圓向上軸向彎曲，形成與筒體內(nèi)側(cè)22緊配合的環(huán)形周面16，彎曲面21與筒壁內(nèi)側(cè)22也形成了適于焊接的V型焊接坡口39。
從圓柱筒體1的上端軸向依次設(shè)有點(diǎn)火室2、燃燒室8及過濾室12。
點(diǎn)火室2包括點(diǎn)火基座17、點(diǎn)火器3和點(diǎn)火藥杯4，點(diǎn)火器3下方為引燃藥5，該藥被限定在點(diǎn)火藥杯4中，點(diǎn)火藥杯4的上部外翻部分33，被點(diǎn)火基座17壓在筒體內(nèi)壁的直角臺(tái)階24上，從而起到固定點(diǎn)火藥杯4的作用。點(diǎn)火藥杯4的底部端面均勻排列有出氣孔31，并與發(fā)生器的軸相垂直，且正對(duì)著燃燒室8內(nèi)的氣體發(fā)生劑藥片9，使之具有相當(dāng)大的點(diǎn)火面積，形成較大的初始燃面。點(diǎn)火孔31用金屬箔膜32密封(可以為鋁箔膜或不銹鋼等)，以防止引燃藥5漏出。點(diǎn)火基座17下部有一環(huán)形薄壁凸臺(tái)41，翻邊后能將點(diǎn)火器3固定限位。
燃燒室8由彈性盤6、彈簧10和的底部插入的漏斗7組成，漏斗7的作用就是將端面燃燒產(chǎn)生的大量燃?xì)饧皶r(shí)排出，有效縮短初始?jí)毫Ξa(chǎn)生的時(shí)間，降低燃燒室中心的壓力。若沒有漏斗7，燃燒室8中的氣體發(fā)生劑9由于較多，高速氣流將會(huì)把未完全燃燒的藥片形狀破壞，使燃燒室產(chǎn)生很高的壓力，出口壓力重復(fù)性較差。漏斗7也使得燃?xì)獾牧鞒隽烤鶆?，減弱了高速燃?xì)饬鲗?duì)濾網(wǎng)13的沖擊力，保證過濾網(wǎng)的完整性和良好的過濾性。
漏斗7底部通過密封板36與過濾室12隔開，漏斗7和密封板36通過筒體兩端滾壓出的環(huán)形埂35來限位固定，對(duì)漏斗7起到定位和限位的作用，同時(shí)形成對(duì)燃燒室8的密封；燃燒室8的上端通過彈性盤6和位于彈性盤6上部的壓縮彈簧10與點(diǎn)火室2隔開，彈性盤6上布滿了孔，彈簧10上部頂住點(diǎn)火室中的點(diǎn)火藥杯4，下部壓住彈性盤6，通過彈性盤6壓緊固定位氣體發(fā)生劑藥片9，讓氣體發(fā)生劑藥片9不容易移動(dòng)，從而保證振動(dòng)時(shí)氣體發(fā)生劑藥片9的完整性以及被點(diǎn)燃后的燃面變化的一致性。氣體發(fā)生劑藥片9燃燒后產(chǎn)生的燃?xì)夂凸腆w顆粒，通過漏斗7進(jìn)入到過濾室12。
漏斗7形狀為圓錐形，漏斗上部為中空的球形圓弧26，處在軸心位置并沿母線延升出錐面25，錐面25上徑向開有若干條通槽27，沿周向均勻分布，在拐點(diǎn)處28徑向延伸至筒體的內(nèi)壁從而形成圓環(huán)形臺(tái)階29。圓環(huán)形臺(tái)階29和密封隔板36夾于兩環(huán)形埂35之間，從而被固定在筒體1中。
排氣漏斗7的直徑、錐度高度和通槽的數(shù)量、位置、尺寸可以根據(jù)氣體發(fā)生器要求的性能來靈活決定。如當(dāng)內(nèi)壓過高時(shí)可以適當(dāng)增加通槽的數(shù)量或尺寸，加大燃?xì)馀帕?，從而達(dá)到降低內(nèi)壓的目的；而為了提高發(fā)生器的初始?jí)毫?，可以增加漏斗的高度，一般?.5～50mm范圍，總之，漏斗7的單個(gè)參數(shù)的應(yīng)用和多個(gè)參數(shù)綜合調(diào)節(jié)，提供了調(diào)節(jié)氣體發(fā)生器性能的手段。
漏斗7外部可以根據(jù)需要加裝一個(gè)過濾套30，如見圖6、7所示，過濾套30從外套在漏斗7上，不但起到對(duì)燃?xì)獾某醪浇禍睾瓦^濾的作用，而且能對(duì)氣體發(fā)生劑藥片9的振動(dòng)起到緩沖作用，保護(hù)了藥片形狀的完整，另外又能防止藥片的漏出。
本發(fā)明采用了壓環(huán)埂的方法，將漏斗7和密封隔板36固定在筒體1內(nèi)，如圖8所示。在筒體1內(nèi)壁與過濾室12連鄰的位置，通過滾壓工裝滾壓出環(huán)形埂35，這樣筒體1內(nèi)部變形隆起，兩個(gè)環(huán)形埂35正好將漏斗7和密封隔板36固定限位住。
密封隔板36平面與軸心垂直，密封隔板36外圈是環(huán)形橡膠O型圈槽37，在槽中放置有O型橡膠圈34，密封隔板36板最外側(cè)圓與筒體內(nèi)壁通過一定合適的尺寸間隙，將O型圈34壓縮變形，形成徑向密封。密封隔板36在軸向端面通孔42粘貼金屬箔片38，對(duì)燃燒室起到了密封防潮的作用。
密封隔板36和下端蓋11構(gòu)成了過濾室12。過濾室12中放置環(huán)狀過濾網(wǎng)13，過濾網(wǎng)13該被下端蓋11和墊塊40限位在過濾室里。過濾網(wǎng)13是金屬絲編織壓制而成，強(qiáng)度較好，不易被打穿破壞。過濾網(wǎng)13主要作用是將氣體發(fā)生劑藥片9燃燒產(chǎn)生的固體顆粒過濾掉，并對(duì)燃?xì)膺M(jìn)行吸熱和降低溫度。
出氣孔14徑向均勻地分布在過濾網(wǎng)13外側(cè)筒體的壁上，過濾后的氣體即從此出氣孔進(jìn)入到氣袋中，出氣孔14采用金屬箔片密封。增加較多的出氣孔14，有利于增大過濾面積，能起到良好的過濾和降溫效果；同時(shí)使過濾網(wǎng)13輕薄，便于降低重量和成本，這也是本發(fā)明又一特點(diǎn)。
當(dāng)交通工具發(fā)生碰撞事故時(shí)，在碰撞傳感器的判斷下，控制系統(tǒng)發(fā)出點(diǎn)火指令時(shí)，氣體發(fā)生器工作，見圖2，點(diǎn)火器3被電流激發(fā)，點(diǎn)火器3點(diǎn)燃引燃藥5，引燃藥5的燃燒產(chǎn)物從點(diǎn)火杯4底部的端面出氣孔31中高速噴出進(jìn)入燃燒室8點(diǎn)燃?xì)怏w發(fā)劑藥片9。由于本發(fā)明采取了端面點(diǎn)火方式，所以燃面較大，使建立初始?jí)毫Φ臅r(shí)間較短，產(chǎn)生的大量燃燒產(chǎn)物又從漏斗7及時(shí)快速排出，并被漏斗7初步過濾和降溫后，沖破密封隔板36上的端面孔的鋁箔膜38進(jìn)入過濾室12，再通過濾網(wǎng)13對(duì)高溫燃?xì)膺^濾顆粒和吸熱降溫，降低了燃?xì)獬隹跍囟?，從而提供了一個(gè)低溫可靠的工作氣體，該氣體將氣袋迅速膨脹展開，起到保護(hù)乘員的作用。
在60L密閉容器中用電流激發(fā)點(diǎn)火測(cè)試，數(shù)據(jù)如圖9所示。本發(fā)明最大內(nèi)壓P1max＝13.76MPa，容器內(nèi)壓力為P2max＝0.299MPa，達(dá)到P2max的95％時(shí)間t95％max＝48.6ms，容器壓力起始時(shí)間4.5ms。
本發(fā)明點(diǎn)火啟動(dòng)后的過濾網(wǎng)如圖10所示，產(chǎn)氣劑燃燒產(chǎn)生的殘?jiān)肮腆w顆?；径急贿^濾網(wǎng)過濾下來，過濾網(wǎng)無破損、穿孔等現(xiàn)象，證明過濾性良好、內(nèi)壓較低的特點(diǎn)。
本是為汽車的安全保護(hù)緩沖系統(tǒng)提供充氣氣流的發(fā)生裝置，可以用于安全氣囊中，也可用于充氣式安全帶、充氣式膝蓋保護(hù)墊，充氣式頭部氣簾和一側(cè)氣囊以及起上述起緩沖作用的氣袋及裝置中。
權(quán)利要求
1.一種副駕駛氣體發(fā)生器，由圓柱筒體(1)和位于圓柱筒體(1)兩端的上端蓋(18)和下端蓋(11)構(gòu)成，從圓柱筒體(1)一端軸向依次設(shè)有點(diǎn)火室(2)、燃燒室(8)及過濾室(12)，點(diǎn)火室(2)包括點(diǎn)火基座(17)和點(diǎn)火器(3)，燃燒室(8)內(nèi)裝有氣體發(fā)生劑藥片(9)，過濾室(12)內(nèi)有過濾網(wǎng)(13)，其特征在于所述的點(diǎn)火室(2)還包括點(diǎn)火藥杯(4)，點(diǎn)火藥杯(4)內(nèi)填充引燃藥(5)，點(diǎn)火藥杯(4)的底部端面均勻排列有出氣孔(31)，正對(duì)著燃燒室(8)內(nèi)的氣體發(fā)生劑藥片(9)；所述的燃燒室(8)的底部還插入一漏斗(7)，漏斗(7)底部通過密封板(36)與過濾室(12)隔開，漏斗(7)和密封板(36)通過筒體兩端滾壓出的環(huán)形埂(35)來限位固定，對(duì)漏斗(7)起到定位和限位的作用，同時(shí)形成對(duì)燃燒室(8)的密封；燃燒室(8)的上端通過彈性盤(6)和位于彈性盤(6)上部的壓縮彈簧(10)與點(diǎn)火室(2)隔開，彈性盤(6)上布滿了孔，彈簧(10)上部頂住點(diǎn)火室中的點(diǎn)火藥杯(4)，下部壓住彈性盤(6)，通過彈性盤(6)壓緊固定位氣體發(fā)生劑藥片(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的副駕駛氣體發(fā)生器，其特征在于所述的點(diǎn)火藥杯(4)的出氣孔(31)采用金屬箔膜(32)密封，以防止引燃藥(5)漏出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的副駕駛氣體發(fā)生器，其特征在于所述的漏斗(7)形狀為圓錐形，其上部為中空的球形圓弧(26)，處在軸心位置并沿母線延升出錐面(25)，錐面(25)上徑向開有通槽(27)，沿周向均勻分布，在拐點(diǎn)處(28)徑向延伸至筒體的內(nèi)壁從而形成圓環(huán)形臺(tái)階(29)，圓環(huán)形臺(tái)階(29)和密封隔板(36)夾于兩環(huán)形埂(35)之間，從而被固定在圓柱筒體(1)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的副駕駛氣體發(fā)生器，其特征在于所述的漏斗7外還套裝有過濾網(wǎng)30，起到預(yù)過濾和防止藥片漏出的作用。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的副駕駛氣體發(fā)生器，其特征在于所述的燃燒室(2)的點(diǎn)火藥杯(4)的上部外翻部分(33)，被點(diǎn)火基座(17)壓在筒體內(nèi)壁的直角臺(tái)階(24)上，從而起到固定點(diǎn)火藥杯(4)的作用。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的副駕駛氣體發(fā)生器，其特征在于所述的點(diǎn)火室(2)的點(diǎn)火基座(17)下部有一環(huán)形薄壁凸臺(tái)(41)，翻邊后能將點(diǎn)火器(3)固定限位。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的副駕駛氣體發(fā)生器，其特征在于所述的點(diǎn)火器(3)和點(diǎn)火基座(17)中間圓錐形接觸面是通過密封膠或密封墊來密封。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的副駕駛氣體發(fā)生器，其特征在于在所述的過濾網(wǎng)(13)外側(cè)筒體的壁上徑向均勻地分布有出氣孔(14)，過濾后的氣體即從此出氣孔進(jìn)入到氣袋中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的副駕駛氣體發(fā)生器，其特征在于所述的圓柱筒體與兩端的上端蓋(18)和下端蓋(11)采用激光焊接成一體，在中間密封隔板(36)徑向上裝有O型密封圈(34)密封，端面通孔(42)有金屬箔片(38)來密封
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的副駕駛氣體發(fā)生器，其特征在于所述的出氣孔(14)采用金屬箔片密封。
全文摘要
副駕駛氣體發(fā)生器，由圓柱筒體和位于筒體兩端的端蓋構(gòu)成，圓柱筒體內(nèi)設(shè)有點(diǎn)火室、燃燒室及過濾室，點(diǎn)火室包括點(diǎn)火基座和點(diǎn)火器，燃燒室內(nèi)裝有氣體發(fā)生劑藥片，其特點(diǎn)在于點(diǎn)火室還包括點(diǎn)火藥杯，點(diǎn)火藥杯的底部端面均勻排列有出氣孔，且正對(duì)著燃燒室內(nèi)的氣體發(fā)生劑藥片；燃燒室的底部還插入漏斗，漏斗和密封板通過筒體圓周上滾壓出的環(huán)形埂來限位固定；燃燒室的上端通過彈性盤和位于彈性盤上部的壓縮彈簧與點(diǎn)火室隔開，彈性盤上布滿了孔，彈簧上部頂住點(diǎn)火室中的點(diǎn)火藥杯，下部壓住彈性盤，通過彈性盤壓緊固定住氣體發(fā)生劑藥片。本發(fā)明具有建立初始?jí)毫?、燃燒室?nèi)壓低、出口壓力重復(fù)穩(wěn)定、過濾良好、粉塵少、出口溫度低及能適應(yīng)各類氣體發(fā)生劑等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B60R21/26GK1817696SQ20061001147
公開日2006年8月16日 申請(qǐng)日期2006年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月10日
發(fā)明者姚俊, 葉峻, 范智, 羅運(yùn)強(qiáng), 陶自成 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