CN111231885B - 集气组件以及安全气囊装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可以对不同温度工况下气体发生器输出的差异进行调整从而减小安全气囊失效风险的集气组件以及安全气囊装置。本发明提供的用于安全气囊装置的集气组件，用于安装气袋，包括：集气盒，具有用于安装所述气袋的容纳腔，侧板上设置有用于调节所述容纳腔内压的排气孔；及排气孔调节件，设置在所述排气孔的附近，用于根据温度调整所述排气孔的尺寸。

Description

集气组件以及安全气囊装置

技术领域

本发明涉及汽车被动安全技术领域，具体涉及一种集气组件以及安全气囊装置。

背景技术

安全气囊装置中的气体发生器可以通过产气药产生气体，而产气药在高温和低温环境下的燃烧速度和燃烧效率存在较大差异。以使用纯产气药的其中一种安全气袋烟火式气体发生器为例，高温时压力峰值大概在415Kpa，而低温时压力峰值仅为350Kpa，高温和低温压力峰值相差约有65Kpa(如图1所示)。如此大的压力峰值差异导致的后果就是，该安全气囊装置上的气袋在低温静态展开时，明显已经充气不足；而高温静态展开时，气袋不但过于充盈，而且气袋的完整性经常出问题。

为了解决这个问题，保证低温下气体发生器（例如60L Tank中峰值压力 350Kpa）可以充满的气袋在高温情况下（60 L Tank中峰值压力 415Kpa）的气袋完整性不破坏，可以通过增加气袋面料的强度以及主片面料和侧片面料缝合时的绶带的用量和强度，从而增加气袋的设计裕度，但这样在一定程度上增加了整个安全气袋的设计和制造成本，增加了制造难度。另外，为确保低温下的气袋饱和，不得不缩小气袋的总体容积，使用输出压力峰值较低的气体发生器，这还牺牲了安全气袋对乘员的保护能力和保护范围。

发明内容

因此，为了克服上述现有技术的缺点，本发明提供了一种可以对不同温度工况下气体发生器输出的差异进行调整从而减小安全气囊失效风险的集气组件以及安全气囊装置。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于安全气囊装置的集气组件，用于安装气袋，包括：集气盒，具有用于安装所述气袋的容纳腔，侧板上设置有用于调节所述容纳腔内压的排气孔；及排气孔调节件，设置在所述排气孔的附近，用于根据环境温度调整所述排气孔的尺寸。

在一个实施例中，所述排气孔外围设有卡槽，所述排气孔调节件滑动插入所述卡槽。

在一个实施例中，所述排气孔调节件形状与所述排气孔形状一致，且所述集气盒的膨胀系数大于所述排气孔调节件的膨胀系数。

在一个实施例中，在-40℃时，所述排气孔调节片尺寸与所述排气孔尺寸相等。

在一个实施例中，所述集气盒为尼龙集气盒，所述排气孔调节件为金属调节片。

在一个实施例中，所述排气孔调节件为装有液体的密封袋，所述液体呈液态状态下，所述排气孔调节件完全覆盖所述排气孔。

在一个实施例中，所述密封袋的尺寸比所述排气孔的尺寸大30%~40%。

在一个实施例中，所述密封袋为尼龙袋，所述液体为去离子水。

在一个实施例中，所述排气孔的形状是正方形、长方形、圆形和椭圆形中的任意一种。

本发明还提供一种安全气囊装置，其特征在于，包括：集气组件；气袋，以折叠方式容纳在所述集气组件中，所述气袋在充气膨胀后突破所述集气组件；以及气体发生器，固定安装在所述集气组件底部且位于所述气袋内，用于向所述气袋进行充气，其中，所述集气组件为上述的集气组件。

与现有技术相比，本发明的优点在于：通过集气盒上的排气孔以及排气孔调节件根据温度调整排气孔的尺寸，从而实现在气体发生器不变且在不同温度工况下自适应向安全气囊充气，从而减小安全气囊失效风险。

附图说明

图1是现有技术中60L Tank气体发生器在低温、常温和高温工况下的输出对比；

图2是本发明的一实施例中在低温状态下集气组件的结构示意图；以及

图3是本发明的一实施例中在高温状态下集气组件的结构示意图；以及

图4是本发明的另一实施例中在低温状态下集气组件的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

本实施例提供了一种安全气囊装置，该安全气囊装置包括集气组件100、气袋（未在图中示出）以及气体发生器200。

集气组件100用于连接气体发生器与气袋，主要有两个作用：使气体发生器可以与气袋连接，起到过渡作用；削弱气体发生器产生的高温气体的流速，温度降低，进而保护气袋的完整性。如图2和图3所示，集气组件100包括集气盒10和排气孔调节件20。

如图2所示，集气盒10用于连接气体发生器200与气袋，具有用于安装气袋的容纳腔。集气盒10可以为一由底板、前侧板、后侧板、左侧板以及右侧板围合而成的顶部开口的矩形盒体。

侧板上设置有用于调节容纳腔内压的排气孔11。排气孔11可以是正方形、长方形、圆形和椭圆形中的任意一种。前侧板和后侧板的面积大于左侧板以及右侧板的面积，排气孔11设置在前侧板和后侧板上。

集气盒10前侧板和后侧板的外侧沿着排气孔11周围设有卡槽12。在本实施例中，排气孔呈长方形，卡槽12设置在排气孔任意三条边的外围，未设卡槽一边形成开口，排气孔调节件可以通过该开口滑动插入卡槽12，并完全覆盖排气孔。排气孔11的尺寸范围随气体发生器的输出有所不同，但通常在30mm*50mm，最大不超过50mm*80mm，最小在10mm*15mm。在本实施例中，排气孔可以呈椭圆形结构。

排气孔调节件20形状与所述排气孔11形状一致，排气孔调节件20插入卡槽12，能够根据温度调整排气孔的尺寸。在本实施例中，集气盒10的膨胀系数大于排气孔调节件20的膨胀系数，排气孔调节件20的尺寸设置为，在-40℃时，排气孔调节件的尺寸与排气孔尺寸相等。在一个实施例中，排气孔调节件20为金属调节片。金属调节片可以是铜调节片、铁调节片或铝调节片等；集气盒10可以是尼龙集气盒，也可以是金属集气盒。尼龙集气盒可以为尼龙-6T、尼龙-9T、尼龙-12等。当集气盒10为金属集气盒，排气孔调节件20为金属调节片时，集气盒10可以是锌集气盒，气孔调节件20可以是铜调节片。

在本实施例中，在低温环境下，例如零下40℃时，调节片正好完整且刚好地遮挡住集气盒侧板上的排气孔；当温度高于零下-40℃时，因为金属调节片的膨胀系数小于集气盒本体的膨胀系数，所以调节片的膨胀尺寸小于集气装置本体上的排气孔的膨胀尺寸，如图2所示，调节片仅遮挡住部分排气孔从而使集气盒内部通过侧板的排气孔与集气盒的外部贯通。

气袋以折叠方式容纳在集气组件100的密闭腔体中，气袋在充气膨胀后突破集气组件。气袋可以是由两片气袋裁片通过相对的两边缝合而成，形成闭合形状，缝合后的气袋的两端向内折叠，形成横截面为“工”字型，折叠后的气袋放置入集气盒10内。

气体发生器固定安装在集气组件底部且位于气袋内，用于向气袋进行充气。

当处于低温的环境中，例如-40℃时，调节片正好完整且刚好地遮挡住集气盒侧板上的排气孔，排气结构正好完整地封闭，安全气囊装置点爆后，气体发生器产生的所有气体都会通过集气盒侧板的折射和降温后输送给气袋；当处于高温环境中，例如0℃，排气结构呈现部分开口，安全气囊点爆后，气体发生器产生的气体有一部分会通过这些排气结构的开口释放到气袋以外，正好弥补高温下气体发生器不但产生气体快，而且产生气体多的缺陷，确保进入气袋的有效气体总量与常温和低温时接近，从而在不同温度工况下，保障安全气囊的稳定性和可靠性。

在低温、常温和高温工况下，采用本发明集气组件的安全气囊在静态展开时气袋内压分别为35Kpa、36Kpa、36Kpa；而没有采用本发明的集气组件的安全气囊装置在上述三种温度工况下的气袋内压分别为35Kpa、42Kpa、46Kpa。因而减小了安全气囊失效风险。

在上述安全气囊装置和集气组件中，通过集气盒上的排气孔以及排气孔调节件根据温度调整排气孔的尺寸，从而实现在气体发生器不变且在不同温度工况下自适应向安全气囊充气，从而减小安全气囊失效风险。

在另一个实施例中，如图4所示，排气孔调节件20可以为装有液体的密封袋，液体呈液态状态下，密封袋完全覆盖排气孔。在本实施例中，排气孔11为正方形排气孔，排气孔的尺寸可以为10mm*10mm。可以根据气体发生器的输出压力数值对排气孔的尺寸有所调整，但最大不超过40mm*40mm，以免排气孔调节件20受力不均。如果是其它形状的排气孔，也以总面积与上述正方形的排气孔相当为宜。密封袋中的液体可以是容易汽化的液体。在一个实施例中，密封袋中的液体为去离子水，袋子是尼龙材质。密封袋的尺寸比排气孔的尺寸大30%~40%。在一个实施例中，排气孔通常分布在集气盒前后两个面积更大的端面，上下和左右均宜处于此两个端面的居中位置。可以在前后两个侧板各设置1~4个排气孔，因而两个对称的侧板共计设置2~8个排气孔。

排气孔调节件可以是采用尼龙材料制成并装入去离子水后密封的水袋。水袋的整体形状与排气孔形状相同，厚度扁平，可以通过设置在排气孔侧面的卡槽12覆盖排气孔11。将卡槽12设置在排气孔任意三条边的外围，未设卡槽一边形成开口，可以事先将水袋冷冻，并通过该开口滑动插入卡槽12，并完全覆盖排气孔，气袋平面总体尺寸比排气孔尺寸大30%~40%。在一个实施例中，密封袋可以具有水袋本体以及设置水袋本体周边且与卡槽配合的边缘部。密封袋通过边缘部限制水袋的变形。边缘部和水袋本体均可以是尼龙材质，但边缘部的弹性形变量小于水袋本体。在另一个实施例中，卡槽还包括固定密封袋形状的定位夹，在常温下，定位夹可以保证密封袋完全覆盖排气孔。

在本实施例中，可以利用去离子水在零摄氏度以下的低温时水袋因为结冰而呈固体的特性，可以封堵排气口；高温时，水袋呈液体，受气体发生器的高温高压气体作用下，水袋被瞬间撕裂，水袋中的去离子水气化后被释放，开放泄气通道，从而达到在高温情况下气体发生器产生的多余的高压气体被泄放的目的。

在上述安全气囊装置和集气组件中，通过水袋因为结冰而呈固体的特性，从而实现在气体发生器不变且在不同温度工况下自适应向安全气囊充气，从而减小安全气囊失效风险。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种用于安全气囊装置的集气组件，用于安装气袋，其特征在于，包括：

集气盒，具有用于安装所述气袋的容纳腔，侧板上设置有用于调节所述容纳腔内压的排气孔；及

排气孔调节件，设置在所述排气孔的附近，用于根据环境温度调整所述排气孔的尺寸，

所述排气孔外围设有卡槽，所述排气孔调节件滑动插入所述卡槽，

所述排气孔调节件为装有液体的密封袋，所述液体呈液态状态下，所述排气孔调节件完全覆盖所述排气孔，

所述排气孔调节件因为结冰而呈固体的特性，封堵排气口；所述液体呈液态状态下，受气体发生器的气体作用下，所述密封袋被瞬间撕裂，所述液体气化后被释放，开放所述排气孔。

2.根据权利要求1所述的集气组件，其特征在于，所述密封袋的尺寸比所述排气孔的尺寸大30%~40%。

3.根据权利要求1-2任一项所述的集气组件，其特征在于，所述排气孔的形状是正方形、长方形、圆形和椭圆形中的任意一种。

4.一种安全气囊装置，其特征在于，包括：

集气组件；

气袋，以折叠方式容纳在所述集气组件中，所述气袋在充气膨胀后突破所述集气组件；以及

气体发生器，固定安装在所述集气组件底部且位于所述气袋内，用于向所述气袋进行充气，

其中，所述集气组件为权利要求1~3中任意一项所述的集气组件。