基于侧气帘子系统试验问题整改的侧气帘开发研究

2019-09-27李央

商品与质量 2019年20期

关键词：遮阳板顶棚子系统

李央

猎豹汽车研究院北京 101300

为了减轻侧面碰撞中头部的伤害，给汽车加装侧气帘是一个行之有效的方法。把侧气帘装在车身侧围靠近顶盖的位置，用软内饰覆盖，保证了车内饰美观的前提下又可以在需要气帘展开的时候瞬间展开。这种方式也是目前的主流方案[1]。

本文根据做侧气帘开发试验时经常出现的问题展开分析，并还原到侧气帘设计与布置时需要考虑的因素和规避方案。

1 侧气帘的结构

侧气帘在未展开前一般折叠/卷成条状，便于安装和运输。主要结构如图1。

图1 侧气帘结构示意图

主要由气袋总成、气体发生器及支架、固定片、拉带、拉带固定片等组成，视布置情况还会有导向支架和导向布等附加部件。当侧气帘接收到点火电流后于30ms之内完全展开，在乘客和车窗内侧铺满一个充满气体的气袋，保护乘员头部。

2 侧气帘的要求

侧气帘与周围的车身钣金和内饰件（如顶棚、立柱饰板、门洞密封条、遮阳板及挂钩、顶棚拉手及眼镜盒）共同构成了侧气帘子系统。C-NCAP中要求侧气帘展开时没有硬质飞溅物，且软质飞溅物的单个重量小于1g，总重量小于5g。要求中硬质飞溅物主要来源于立柱饰板，遮阳板，顶棚拉手，侧顶灯等，软质飞溅物主要来源于气帘包裹布、顶棚等。这就要求整个气帘展开过程：

①立柱饰板不能脱落，且不能碎裂有飞溅物；

②顶棚拉手不能脱落和飞溅；

③阅读灯不能脱落；

④遮阳板化妆镜部分不能碎裂和脱落。

3 侧气帘的验证

侧气帘展开验证主要有两种途径，分别是侧气帘在系统中的静态展开试验（以下简称子系统试验）和整车碰撞试验。但整车碰撞试验成本过高、试验准备周期长、不能模拟极限温度（-35℃，+85℃）的工况，而子系统试验却可以很好的解决这些问题，故子系统试验的方法已经成为了侧气帘展开的重要验证手段。

在一款国产SUV车型开发过程中，为了考察子系统的性能，并尽最大可能暴露问题，在第三方试验室进行了子系统试验，常温（+23℃）、低温（-35℃）、高温（+85℃）各3次试验。以下对试验中遮阳板、顶棚拉手、A柱饰板的失效情况和改进措施以及最终验证结果进行分析和研究[2]。

3.1 遮阳板失效问题的整改研究

在高温、低温、常温试验中均出现了左侧遮阳板化妆镜碎裂问题（如图2），虽然有化妆镜盖挡着碎玻璃没有飞溅，但还是存在极大的风险。

图2 遮阳板化妆镜碎裂

从试验录像分析，左侧前部顶棚变形严重，导致遮阳板也出现变形，变形面积接近整个遮阳板面积的1/3，故会使玻璃碎裂（如图3）。

图3 左右侧前部遮阳板对比

对比右侧相同部位遮阳板变形量，发现右边几乎无此变形，经分析，左侧取消了顶棚拉手，前端顶棚无可约束的结构，导致变形量过大直接影响遮阳板。出于成本考虑不能增加顶棚拉手，但是可以将化妆镜位置移到遮阳板中间偏远离车门侧，经过各种温度试验验证再无发生化妆镜碎裂问题。更改前后遮阳板如图4。

图4 更改前后化妆镜位置

3.2 顶棚拉手脱落问题的整改研究

在高温、低温时均出现了右侧前拉手脱落的问题，如图5。

图5 顶棚拉手脱落

根据录像和设计断面(如图5右)分析，气帘膨胀直接冲击顶棚拉手，导致顶棚拉手脱落导致拉手脱落的内因可以概括为拉手强度不足，但是拉手为平台选型件，其他车型未发生此问题，那么还是自身设计问题导致拉手所受外力过大。按照此思路对拉手加以保护——在拉手支架上增加一个导向支架，改变气帘展开的方向，使气帘展开方向向下以避免此问题发生，经过子系统试验验证增加导向支架后该问题解决。增加导向支架前后的断面图如图6。

图6 更改前后拉手处断面

3.3 A柱饰板碎裂问题整改研究

在低温（-35℃）试验时，A柱饰板顶部碎裂，如图7。

图7

在侧气帘展开时，为保证气袋的保护区域需要设置拉带，拉带一头缝制在气袋边缘，另一头用螺栓或其他方式固定在A柱钣金上，拉带位于A柱钣金和A柱饰板中间，气帘展开时拉带从门洞密封条和A柱饰板中间拉出。从录像上分析是拉带不能顺利脱出导致A柱被拉带破坏。另一个原因就是A柱饰板材料韧性较差。出于成本考虑不进行A柱饰板材料的更改，而是更改A柱导向结构去验证。如图8所示，更改前的A柱导向筋几乎起不到导向作用，更改后的导向结构则很好的起到了导向作用，拉带顺利从A柱中脱出，成功解决了A柱碎裂的问题。