汽车侧面帘式气囊配置下相关零件优化

温艳清 宋永舟 郭亚飞

（上海海马汽车研发有限公司）

根据我国交通事故统计数据分析[1]，侧面碰撞是我国交通事故中伤亡率最高的一种事故形态。其中，头部和颈部的伤害更容易夺去乘员的生命，因此，侧面碰撞中关于乘员头部与颈部的保护越来越受到人们的关注。与其他侧面气囊相比较，侧面帘式气囊（侧气帘）保护范围更大。当气帘展开时，能够像帘子似的覆盖住车窗，避免了车内前后排乘员与车身侧面结构以及车体外界空间的直接接触，可以对乘员起到极大的保护作用。文章以某款车为例，介绍了侧面帘式气囊整车试验及零件优化。

1 侧面帘式气囊的特点

帘式气囊模块主要包括：气体发生器、导向支架、气袋、拉带及线束等。常见的帘式气囊有气体发生器后置式和气体发生器中置式。侧面帘式气囊经折叠后安装在汽车侧面顶棚横梁和内饰板之间。侧面碰撞发生时，传感器检测到碰撞信号，由电子系统接收并处理。当经计算判断出需要打开帘式气囊时，触发装置立即发出点火信号点爆气体发生器，气体发生器收到信号后立即产生大量气体，通过导气管及导气管上分布的导气孔将气体充满气袋，充满的气袋可以避免乘员与车体侧面结构以及外界空间的直接接触，起到缓冲作用，能够有效地保护乘员的头部和颈部，降低乘员伤害。

在中国新车评价规程（C-NCAP）中，对于配置有侧面安全气囊和气帘的汽车，若该气囊和气帘在可变形移动壁障侧面碰撞试验中能正常展开，则可加1 分，即配有侧气帘的车型更容易获得高星级，在侧碰事故中对车内乘客头部的保护更可靠[2]。

2 侧面帘式气囊整车验证试验

2.1 试验简介

某款车配备了侧面帘式气囊，该气囊采用中置气体发生器，充气压力为220 kPa，气袋容积为（12±5）L。将整车置入步入式温控箱中进行高低温环境模拟。步入式温控箱的工作温度在-65～180 ℃，湿度在0～98%。点爆试验一般需要整车在温控箱中保温4 h。整车零部件和试验相关件均采用正式模具件。

高温、低温及常温试验前，与试验相关的零件在装车前需进行拍照，检查零件状态是否合格；装车后需对状态进行再检查，确保对试验无影响。随后关闭温控箱，持续加热，维持恒温85 ℃并保温4 h 后，开箱并进行点爆试验。试验后查看各零件状态。提取前中后3 部高清摄像机的数据进行回放分析。低温摸底试验是将低温温控箱的温度维持恒温-35 ℃并保温4 h 后，开箱并进行点爆试验。常温摸底试验是装车后，调整高清摄像机焦距及每秒帧数，随后点爆。

2.2 试验结果

常温摸底试验后气帘展开正常，遮阳板与A，B，C立柱护板无破裂及脱落。高温摸底后A 柱护板脱落，B柱和C 柱护板、辅助拉手、遮阳板顶棚及天窗装饰条均正常。低温摸底试验后A 柱护板上部破裂，其余零件均正常。图1 示出高低温试验后A 柱护板状态。

2.3 整改后试验结果

针对高温试验A 柱护板脱落，修改A 柱2 级卡口卡接量，弱化顶棚，优化C 柱区域气袋。数次整改后，在连续3 次高温试验中各柱护板均状态良好。试验结果，如图2所示。

针对低温试验A 柱护板上部破裂，将其更换为耐低温材料，增加导向筋，弱化顶棚，优化C 柱区域气袋。数次整改后，在连续3 次低温试验中各柱护板均状态良好，试验结果，如图3所示。

3 零件优化方向

在结构设计时，依据气囊类型和布置位置、爆炸时间、角度方向和爆炸力的大小需要综合考虑车身、气囊、顶棚、立柱及扶手等产品结构设计及材料选择。

3.1 顶棚弱化

为了使侧面气帘顺利展开，脱离顶棚，降低顶棚对其的阻滞，顶棚需要弱化，弱化区域减薄1～2 mm，弱化方式采用模具直接成型。弱化截面及弱化位置，如图4所示。

3.2 改善立柱护板材料

为了降低低温工况时发生侧面碰撞对乘员的伤害，立柱护板建议采用耐低温且高韧性的材料，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柱护板加导向筋

为了在气帘展开中，气帘的拉带能够顺利脱出，在A 柱内饰板内部增加导向筋，其设计原则要有利于拉带脱出，不能将拉带钩在内饰里，以免将A 柱内饰拉碎或者拉脱，如图5所示。

3.4 气囊区域优化

为了保证完全覆盖约400mm的侧窗高度，应保证在立柱饰板与车身立柱间能布置15mm×25mm或20mm×20 mm 的气帘。为了应对侧气帘充气，要预留一定的空间，确保顶棚与侧气帘的间隙（L）在3 mm 左右；顶棚与立柱护板的搭接量（W）在7～10 mm；顶棚末端的厚度需要做减薄处理；顶棚与立柱护板的分界线与气囊中心线的距离（S）不得大于35 mm，如图6所示。

4 结论

文章通过搭载侧气帘的工装样车在温控箱内进行的点爆验证试验，分析试验失效表象，进行了相应的工程更改。为了使气帘及时顺利展开，顶棚需要设计弱化线，顶棚和立柱护板的搭接量要小，应该设计侧气帘拉带，同时A 柱护板内应该增加拉带导向筋；为了在高温（85 ℃）和低温（-35 ℃）的环境中，气帘能够顺利展开并没有碎片击中人体，立柱护板需要使用韧性材料。