溫艷清 宋永舟 郭亞飛

（上海海馬汽車(chē)研發(fā)有限公司）

根據(jù)我國(guó)交通事故統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析[1]，側(cè)面碰撞是我國(guó)交通事故中傷亡率最高的一種事故形態(tài)。其中，頭部和頸部的傷害更容易奪去乘員的生命，因此，側(cè)面碰撞中關(guān)于乘員頭部與頸部的保護(hù)越來(lái)越受到人們的關(guān)注。與其他側(cè)面氣囊相比較，側(cè)面簾式氣囊（側(cè)氣簾）保護(hù)范圍更大。當(dāng)氣簾展開(kāi)時(shí)，能夠像簾子似的覆蓋住車(chē)窗，避免了車(chē)內(nèi)前后排乘員與車(chē)身側(cè)面結(jié)構(gòu)以及車(chē)體外界空間的直接接觸，可以對(duì)乘員起到極大的保護(hù)作用。文章以某款車(chē)為例，介紹了側(cè)面簾式氣囊整車(chē)試驗(yàn)及零件優(yōu)化。

1 側(cè)面簾式氣囊的特點(diǎn)

簾式氣囊模塊主要包括：氣體發(fā)生器、導(dǎo)向支架、氣袋、拉帶及線束等。常見(jiàn)的簾式氣囊有氣體發(fā)生器后置式和氣體發(fā)生器中置式。側(cè)面簾式氣囊經(jīng)折疊后安裝在汽車(chē)側(cè)面頂棚橫梁和內(nèi)飾板之間。側(cè)面碰撞發(fā)生時(shí)，傳感器檢測(cè)到碰撞信號(hào)，由電子系統(tǒng)接收并處理。當(dāng)經(jīng)計(jì)算判斷出需要打開(kāi)簾式氣囊時(shí)，觸發(fā)裝置立即發(fā)出點(diǎn)火信號(hào)點(diǎn)爆氣體發(fā)生器，氣體發(fā)生器收到信號(hào)后立即產(chǎn)生大量氣體，通過(guò)導(dǎo)氣管及導(dǎo)氣管上分布的導(dǎo)氣孔將氣體充滿氣袋，充滿的氣袋可以避免乘員與車(chē)體側(cè)面結(jié)構(gòu)以及外界空間的直接接觸，起到緩沖作用，能夠有效地保護(hù)乘員的頭部和頸部，降低乘員傷害。

在中國(guó)新車(chē)評(píng)價(jià)規(guī)程（C-NCAP）中，對(duì)于配置有側(cè)面安全氣囊和氣簾的汽車(chē)，若該氣囊和氣簾在可變形移動(dòng)壁障側(cè)面碰撞試驗(yàn)中能正常展開(kāi)，則可加1 分，即配有側(cè)氣簾的車(chē)型更容易獲得高星級(jí)，在側(cè)碰事故中對(duì)車(chē)內(nèi)乘客頭部的保護(hù)更可靠[2]。

2 側(cè)面簾式氣囊整車(chē)驗(yàn)證試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)簡(jiǎn)介

某款車(chē)配備了側(cè)面簾式氣囊，該氣囊采用中置氣體發(fā)生器，充氣壓力為220 kPa，氣袋容積為（12±5）L。將整車(chē)置入步入式溫控箱中進(jìn)行高低溫環(huán)境模擬。步入式溫控箱的工作溫度在-65～180 ℃，濕度在0～98%。點(diǎn)爆試驗(yàn)一般需要整車(chē)在溫控箱中保溫4 h。整車(chē)零部件和試驗(yàn)相關(guān)件均采用正式模具件。

高溫、低溫及常溫試驗(yàn)前，與試驗(yàn)相關(guān)的零件在裝車(chē)前需進(jìn)行拍照，檢查零件狀態(tài)是否合格；裝車(chē)后需對(duì)狀態(tài)進(jìn)行再檢查，確保對(duì)試驗(yàn)無(wú)影響。隨后關(guān)閉溫控箱，持續(xù)加熱，維持恒溫85 ℃并保溫4 h 后，開(kāi)箱并進(jìn)行點(diǎn)爆試驗(yàn)。試驗(yàn)后查看各零件狀態(tài)。提取前中后3 部高清攝像機(jī)的數(shù)據(jù)進(jìn)行回放分析。低溫摸底試驗(yàn)是將低溫溫控箱的溫度維持恒溫-35 ℃并保溫4 h 后，開(kāi)箱并進(jìn)行點(diǎn)爆試驗(yàn)。常溫摸底試驗(yàn)是裝車(chē)后，調(diào)整高清攝像機(jī)焦距及每秒幀數(shù)，隨后點(diǎn)爆。

2.2 試驗(yàn)結(jié)果

常溫摸底試驗(yàn)后氣簾展開(kāi)正常，遮陽(yáng)板與A，B，C立柱護(hù)板無(wú)破裂及脫落。高溫摸底后A 柱護(hù)板脫落，B柱和C 柱護(hù)板、輔助拉手、遮陽(yáng)板頂棚及天窗裝飾條均正常。低溫摸底試驗(yàn)后A 柱護(hù)板上部破裂，其余零件均正常。圖1 示出高低溫試驗(yàn)后A 柱護(hù)板狀態(tài)。

2.3 整改后試驗(yàn)結(jié)果

針對(duì)高溫試驗(yàn)A 柱護(hù)板脫落，修改A 柱2 級(jí)卡口卡接量，弱化頂棚，優(yōu)化C 柱區(qū)域氣袋。數(shù)次整改后，在連續(xù)3 次高溫試驗(yàn)中各柱護(hù)板均狀態(tài)良好。試驗(yàn)結(jié)果，如圖2所示。

針對(duì)低溫試驗(yàn)A 柱護(hù)板上部破裂，將其更換為耐低溫材料，增加導(dǎo)向筋，弱化頂棚，優(yōu)化C 柱區(qū)域氣袋。數(shù)次整改后，在連續(xù)3 次低溫試驗(yàn)中各柱護(hù)板均狀態(tài)良好，試驗(yàn)結(jié)果，如圖3所示。

3 零件優(yōu)化方向

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，依據(jù)氣囊類型和布置位置、爆炸時(shí)間、角度方向和爆炸力的大小需要綜合考慮車(chē)身、氣囊、頂棚、立柱及扶手等產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料選擇。

3.1 頂棚弱化

為了使側(cè)面氣簾順利展開(kāi)，脫離頂棚，降低頂棚對(duì)其的阻滯，頂棚需要弱化，弱化區(qū)域減薄1～2 mm，弱化方式采用模具直接成型。弱化截面及弱化位置，如圖4所示。

3.2 改善立柱護(hù)板材料

為了降低低溫工況時(shí)發(fā)生側(cè)面碰撞對(duì)乘員的傷害，立柱護(hù)板建議采用耐低溫且高韌性的材料，如PP/PE 或 PP+EPDM+T15。表 1 示出 PP+EPDM+T15 的材料物性。

表1 PP+EPDM+T15 的材料物性

3.3 A柱護(hù)板加導(dǎo)向筋

為了在氣簾展開(kāi)中，氣簾的拉帶能夠順利脫出，在A 柱內(nèi)飾板內(nèi)部增加導(dǎo)向筋，其設(shè)計(jì)原則要有利于拉帶脫出，不能將拉帶鉤在內(nèi)飾里，以免將A 柱內(nèi)飾拉碎或者拉脫，如圖5所示。

3.4 氣囊區(qū)域優(yōu)化

為了保證完全覆蓋約400mm的側(cè)窗高度，應(yīng)保證在立柱飾板與車(chē)身立柱間能布置15mm×25mm或20mm×20 mm 的氣簾。為了應(yīng)對(duì)側(cè)氣簾充氣，要預(yù)留一定的空間，確保頂棚與側(cè)氣簾的間隙（L）在3 mm 左右；頂棚與立柱護(hù)板的搭接量（W）在7～10 mm；頂棚末端的厚度需要做減薄處理；頂棚與立柱護(hù)板的分界線與氣囊中心線的距離（S）不得大于35 mm，如圖6所示。

4 結(jié)論

文章通過(guò)搭載側(cè)氣簾的工裝樣車(chē)在溫控箱內(nèi)進(jìn)行的點(diǎn)爆驗(yàn)證試驗(yàn)，分析試驗(yàn)失效表象，進(jìn)行了相應(yīng)的工程更改。為了使氣簾及時(shí)順利展開(kāi)，頂棚需要設(shè)計(jì)弱化線，頂棚和立柱護(hù)板的搭接量要小，應(yīng)該設(shè)計(jì)側(cè)氣簾拉帶，同時(shí)A 柱護(hù)板內(nèi)應(yīng)該增加拉帶導(dǎo)向筋；為了在高溫（85 ℃）和低溫（-35 ℃）的環(huán)境中，氣簾能夠順利展開(kāi)并沒(méi)有碎片擊中人體，立柱護(hù)板需要使用韌性材料。