气囊静态起爆试验及试验结果评价
曲艳平
(一汽—大众汽车有限公司产品工程部)
中国汽车工程学会第七届汽车安全技术会议  2002-05-21~23
摘要:气囊静态起爆试验即气囊在静态条件下起爆气囊多用于气囊的开发和批量生产以后的抽样检验(批量监控)。目前,国外的气囊生产厂及认证机构均有气囊静态起爆试验台。气囊静态起爆试验台分为整天式和分体式两种类型。气囊静态起爆试验结果的评价主要以气囊起爆后气囊模块的展开时间、气囊相关零件的损坏程度和气囊试验时产生的飞出物体对乘员构成的危险来进行评价。
关键词: 气囊  静态起爆试验  评价
气囊静态起爆试验是指气囊在静态条件下,按设计要求给气囊以符合起爆条件的电信号,使气囊起爆。整个试验过程通过摄像记录。试验后通过观察摄像记录,评价气囊的保护功能是
否完好,并且通过对气囊起爆后造成的零部件的损坏程度来评价气囊起爆是否对乘员造成危险。气囊静态起爆试验主要用于气囊开发和批量生产以后的批量监控。在欧美及世界上汽车工业发达的国家中均属常规试验。每个实验室每天都在一个接一个的做,不仅气囊生产厂家做,汽车生产厂家和认证公司也在做。而我国目前仅有三家,上海奥托立夫、上海延峰以及一汽富奥江森。而且还在刚刚起步,仅用于气囊批量监控试验。
1.静态起爆试验室简介
气囊静态起爆试验室主要由环境试验室、起爆室和分析室及相关辅助设施构成,按其布置方式的不同,可以分为整体式和分体式两种类型。
1.1整体式静态起爆试验室
该实验室的特点是环境实验室与分析室空间大,用于起爆的滑车或台架及照明系统位于环境实验室内,高速照相系统及控制系统位于分析室内,如图1 所示。试验时,先将装好气囊的部件(如座椅或仪表板)按实车装配要求固定在模拟滑车上,然后将滑车送入环境实验室内进行存放,当温度达到试验要求后,在环境实验室内起爆气囊。在气囊起爆之前,
快速将环境实验室与分析室之间的门打开,以便于照相系统拍摄气囊起爆的全部过程。环境实验室的门一般有两种,单扇自动门(自动开启)和双扇对开门(人工手动拉开)。
 
图1 整体式气囊静态起爆试验室
1.2 分体式静态起爆试验室汽车气囊
  该实验室主要特点是环境实验室、分析室和起爆室三者独立,各成系统。如图 2 所示。
气囊在环境实验室外起爆,照相机及照明系统放置在环境实验室外面,控制系统位于分析室内。气囊在试验前有两种存放方式:一种是气囊按实车装配要求固定在模拟滑车上;另一种是将已装配好气囊的座椅或仪表板直接放入环境实验室内。当温度达到要求后,前者直接将模拟滑车沿单轨滑移至起爆室的规定位置后,将照相机调整至最佳拍摄位置,并且将照明灯光调整至最佳状态,在分析室通过控制系统,起爆气囊,在分析室内同时对气囊的爆破过程进行分析评价;后者则是当温度达到要求后将被试气囊从环境实验室内取出,迅速移至起爆室(此时起爆室内的照相设备和照明灯光已经调整完毕)内,通过简单的装配将试样固定在备好的台架上,然后通过控制台快速起爆气囊。
1.3 静态起爆试验室的主要设备
环境实验室:采用步入式恒温室,一般两台,温度调节从-40℃~90℃。
高速照相机:用于批量监控时一台,位于气囊的正面,每秒至少拍摄1000帧照片;用于开发时则至少两台,位于气囊正面和侧面,每秒至少拍摄2000帧照片。
照明系统
控制及分析系统
吸气装置
台车或滑车
辅具
文件柜:存放记录试验数据的CD-光盘,要求此文件柜防火,防盗。
1.4 静态起爆试验室的特殊要求
  由于试验人员的服饰以及走路等行为都可能产生静电,而且当静电超过一定量时,有可能引爆气囊。气囊试验区域内对防静电设施及防火墙等的要求十分严格,试验人员的工作服及工作鞋等都必须防静电,试验室内必须有防静电监控系统。电磁波也有可能引爆气囊,因此手机等仪器能够产生强烈的电磁波的仪器,禁止在试验区内使用。试验室的防雷设施应该齐全。
2. 气囊静态起爆试验要求(批量监控)
2.1 起爆环境的温度
气囊起爆环境的温度分为低温、室温和高温三种,具体数值如下:
低温环境:-35±2.5℃
室温环境:22.5±2.5℃
高温环境:85±2.5℃
环境温度由环境试验室来监控。环境试验室实际上相当于一个温湿控制箱,其温度可以在-
40~90℃内任意调节。在试验之前,将试验零件放入环境实验室内,以保证试验时,零件的温度能够准确达到上述温度点要求。
环境温度对气囊的试验结果影响很大,尤其是气囊展开时间及气囊盖的撕裂状况。
2.2 抽样比例
做抽样方案时,应将每个气囊看做是独立的,必须做到每种材料和颜的装有气囊的总成都应被抽到,并且占生产比列大的抽样量要大,而且应做到每种颜和每种材料都装有气囊的总成都必须在每个温度条件下至少做一次。欧洲一些公司的试验频率与抽样方案见表1。特殊情况也可临时调整。
2.3 评价标准
目前对气囊的评价在欧洲没有统一的标准,各大公司均以各公司的企业标准对气囊进行评价。如奔驰、大众和奥迪公司的标准各不相同。但都是以气囊起爆后气囊模块的展开时间、气囊相关零件(气囊支架、气囊盖、座椅护面等)的损坏程度和产生的微小的飞出物体(大小、飞行方向)对乘员构成的危险来进行评价。有些汽车公司要求较为苛刻,严格到不允许有任何微小物体飞出。