专利名称：副驾驶气体发生器的制作方法
技术领域：
本发明涉及汽车安全保护缓冲系统中提供充气的副驾驶气体发生器。
背景技术：
汽车的安全保护缓冲系统，如图1所示，一般包括撞击传感器、控制器、气体发生器、气袋等。当汽车发生碰撞时，传感器测出汽车发生碰撞产生的惯性加速度，并将信号传导至控制器，控制器判断碰撞加速度的大小和持续时间，如果加速度的大小和持续时间超过或达到预定极限值，控制器发出点火信号启动气体发生器。气体发生器就会被启动，产生大量气体充入气袋，气袋迅速膨胀展开在乘员前面，从而避免了乘员由于惯性冲击力与汽车其它硬物碰撞而产生伤亡。
这样此系统就要求气体发生器燃烧室初始压力建立快、内压低，产生的气体具有压力稳定、粉尘少、温度低等特点。
UK Patent Application 2,263,159，US 4,890,860，US 5,109,772，US6,474,685，US6,616,183，US6,237,498，US6,314,888，US5,116,080，US5,482,312，US5,585,597均提供了长筒状壳体的气体发生器。但这些专利存在以下主要问题q1)以上长筒状壳体，燃烧室均较长，装气体发生剂较多，大部分采用了长点火管，点火时就需要较多的点火药，而且点火机构复杂、过滤网较厚重，直接导致成本较高且难以保证可靠的高速燃烧；(2)由于采用点火面积较小，燃烧产生的高速气流和固体颗粒会破坏未燃烧的气体发生剂，带到过滤网上造成过滤网堵塞，导致燃烧室压力过高，难以控制出口压力，而且延长了产生初始压力的时间；(3)上述专利均没有提供长筒状气体发生器各内部组件的固定限位结构。
发明内容
本发明的技术解决问题克服现有技术的不足，提供一种具有建立初始压力快、燃烧室内压低、出口压力重复稳定、过滤良好、粉尘少、出口温度低、能适应各类气体发生剂的副驾驶气体发生器。
本发明的技术解决方案一种副驾驶气体发生器，由圆柱筒体和位于圆柱筒体两端的上端盖和下端盖构成，从圆柱筒体一端轴向依次设有点火室、燃烧室及过滤室，点火室包括点火基座和点火器，燃烧室内装有气体发生剂药片，过滤室内有过滤网，其特点在于所述的点火室还包括点火药杯，点火药杯内填充引燃药，点火药杯的底部端面均匀排列有出气孔，并与发生器的轴相垂直，且正对着燃烧室内的气体发生剂药片；所述的燃烧室的底部还插入一漏斗，漏斗底部通过密封板与过滤室隔开，漏斗和密封板通过筒体两端滚压出的环形埂来限位固定，对漏斗起到定位和限位的作用，同时形成对燃烧室的密封；燃烧室的上端通过弹性盘和位于弹性盘上部的压缩弹簧与点火室隔开，弹性盘上布满了孔，弹簧上部顶住点火室中的点火药杯，下部压住弹性盘，通过弹性盘压紧固定住气体发生剂药片。
本发明与现有技术相比有以下优点(1)本发明点火室中的点火药杯端部的点火孔分布的位置与发生器的轴相垂直，并将引燃药和点火孔布置在气体发生剂上方，使点火室具有相当大的点火面积，形成较大的初始燃面，使气体发生剂能充分燃烧，从而使燃烧室出口压力较低，并减小了产生初始压力的时间；(2)通过在燃烧室内采用合适的出气漏斗，与端面点火相配合，通过圆锥形漏斗改变药面燃烧面积，及时将燃烧室中的燃气排掉，可以减缓燃烧的高温气流冲击速度，避免燃烧室压力太大；而且漏斗圆锥形外形则便于减短建立初始压力的时间，同时与端面点火相配合，能适应不同特性的气体发生剂，适应性强；(3)通过加装的漏斗对燃烧气体进行了预过滤，保护了过滤网，使本发明具有出口压力稳定、气体粉尘少等特点，并且使产生的充气气流具有理想的压力输出曲线；(4)漏斗通过合适的方式进行固定限位，采用专用滚压工装滚压出环形埂，来固定限位漏斗和密封隔板，此方式具有加工简单，装配方便等特点；且出气漏斗的圆锥形周面上均布有若干个条形通槽，该通槽有利于燃烧气体能快速通过漏斗，加快了气体的流动速度，保证了燃烧室压力较低。
(5)根据不同特性的气体发生剂，出气漏斗可以用不同尺寸的圆锥直径和不同尺寸的通槽来适应，能保证产生的充气气流具有理想的压力输出曲线，使本发明具有适应型强的特点。
(6)密封方式可靠。发生器两端端盖与筒体用激光焊接成一体，在中间密封隔板径向上有O型密封圈密封，端面通孔贴有金属箔片来密封，保证发生器内药剂使用寿命内不失效。
图1为安全保护缓冲系统工作流程图；图2为本发明的结构示意图；图3为本发明的工作状态示意图；图4为本发明的燃烧室漏斗的主视图；图5为本发明的燃烧室漏斗的俯视图；图6为本发明的燃烧室带滤网漏斗的主视图；
图7为本发明的燃烧室带滤网漏斗的俯视图；图8为本发明的环形埂固定漏斗和密封板的局部结构示意图；图9本发明在60L密闭容器内启动后的压力曲线图；图10为本发明排气后的过滤网。
上述各图中，其中1圆柱形筒体，2点火室，3点火器，4点火药杯，5引燃药，6弹性盘，7漏斗，8燃烧室，9气体发生剂药片，10弹簧，11下端盖，12过滤室，13过滤网，14出气孔，15焊接坡口，16环形周面，17点火基座，18上端盖，19轴心，20上盖圆孔，21上盖外边缘，22筒体内侧面，23上端盖轴向环状段，24直角台阶，25漏斗锥面，26漏斗球形圆弧，27漏斗通槽，28漏斗拐点，29漏斗圆环形台阶，30过滤套，31点火孔，32金属箔膜，33点火药杯外翻部分，34O型橡胶圈，35环形埂，36密封隔板，37O型圈槽，38金属箔片，39焊接坡口，40垫块，41凸台，端面通孔42。
具体实施例方式
如图2所示，本发明由圆柱筒体1和位于圆柱筒体1两端的上端盖18和下端盖11构成，上端盖18、下端盖11与圆柱筒体1采用激光焊接成一体，上盖18顶部为平面，中间有一圆孔20处于轴心19位置，盖的外边缘21向下弯曲形成轴向环状段23，与筒体内侧22接触形成V型焊接坡口15，下端盖11下部为一平面，与发生器轴向垂直，下端盖11外圆向上轴向弯曲，形成与筒体内侧22紧配合的环形周面16，弯曲面21与筒壁内侧22也形成了适于焊接的V型焊接坡口39。
从圆柱筒体1的上端轴向依次设有点火室2、燃烧室8及过滤室12。
点火室2包括点火基座17、点火器3和点火药杯4，点火器3下方为引燃药5，该药被限定在点火药杯4中，点火药杯4的上部外翻部分33，被点火基座17压在筒体内壁的直角台阶24上，从而起到固定点火药杯4的作用。点火药杯4的底部端面均匀排列有出气孔31，并与发生器的轴相垂直，且正对着燃烧室8内的气体发生剂药片9，使之具有相当大的点火面积，形成较大的初始燃面。点火孔31用金属箔膜32密封(可以为铝箔膜或不锈钢等)，以防止引燃药5漏出。点火基座17下部有一环形薄壁凸台41，翻边后能将点火器3固定限位。
燃烧室8由弹性盘6、弹簧10和的底部插入的漏斗7组成，漏斗7的作用就是将端面燃烧产生的大量燃气及时排出，有效缩短初始压力产生的时间，降低燃烧室中心的压力。若没有漏斗7，燃烧室8中的气体发生剂9由于较多，高速气流将会把未完全燃烧的药片形状破坏，使燃烧室产生很高的压力，出口压力重复性较差。漏斗7也使得燃气的流出量均匀，减弱了高速燃气流对滤网13的冲击力，保证过滤网的完整性和良好的过滤性。
漏斗7底部通过密封板36与过滤室12隔开，漏斗7和密封板36通过筒体两端滚压出的环形埂35来限位固定，对漏斗7起到定位和限位的作用，同时形成对燃烧室8的密封；燃烧室8的上端通过弹性盘6和位于弹性盘6上部的压缩弹簧10与点火室2隔开，弹性盘6上布满了孔，弹簧10上部顶住点火室中的点火药杯4，下部压住弹性盘6，通过弹性盘6压紧固定位气体发生剂药片9，让气体发生剂药片9不容易移动，从而保证振动时气体发生剂药片9的完整性以及被点燃后的燃面变化的一致性。气体发生剂药片9燃烧后产生的燃气和固体颗粒，通过漏斗7进入到过滤室12。
漏斗7形状为圆锥形，漏斗上部为中空的球形圆弧26，处在轴心位置并沿母线延升出锥面25，锥面25上径向开有若干条通槽27，沿周向均匀分布，在拐点处28径向延伸至筒体的内壁从而形成圆环形台阶29。圆环形台阶29和密封隔板36夹于两环形埂35之间，从而被固定在筒体1中。
排气漏斗7的直径、锥度高度和通槽的数量、位置、尺寸可以根据气体发生器要求的性能来灵活决定。如当内压过高时可以适当增加通槽的数量或尺寸，加大燃气排量，从而达到降低内压的目的；而为了提高发生器的初始压力，可以增加漏斗的高度，一般为0.5～50mm范围，总之，漏斗7的单个参数的应用和多个参数综合调节，提供了调节气体发生器性能的手段。
漏斗7外部可以根据需要加装一个过滤套30，如见图6、7所示，过滤套30从外套在漏斗7上，不但起到对燃气的初步降温和过滤的作用，而且能对气体发生剂药片9的振动起到缓冲作用，保护了药片形状的完整，另外又能防止药片的漏出。
本发明采用了压环埂的方法，将漏斗7和密封隔板36固定在筒体1内，如图8所示。在筒体1内壁与过滤室12连邻的位置，通过滚压工装滚压出环形埂35，这样筒体1内部变形隆起，两个环形埂35正好将漏斗7和密封隔板36固定限位住。
密封隔板36平面与轴心垂直，密封隔板36外圈是环形橡胶O型圈槽37，在槽中放置有O型橡胶圈34，密封隔板36板最外侧圆与筒体内壁通过一定合适的尺寸间隙，将O型圈34压缩变形，形成径向密封。密封隔板36在轴向端面通孔42粘贴金属箔片38，对燃烧室起到了密封防潮的作用。
密封隔板36和下端盖11构成了过滤室12。过滤室12中放置环状过滤网13，过滤网13该被下端盖11和垫块40限位在过滤室里。过滤网13是金属丝编织压制而成，强度较好，不易被打穿破坏。过滤网13主要作用是将气体发生剂药片9燃烧产生的固体颗粒过滤掉，并对燃气进行吸热和降低温度。
出气孔14径向均匀地分布在过滤网13外侧筒体的壁上，过滤后的气体即从此出气孔进入到气袋中，出气孔14采用金属箔片密封。增加较多的出气孔14，有利于增大过滤面积，能起到良好的过滤和降温效果；同时使过滤网13轻薄，便于降低重量和成本，这也是本发明又一特点。
当交通工具发生碰撞事故时，在碰撞传感器的判断下，控制系统发出点火指令时，气体发生器工作，见图2，点火器3被电流激发，点火器3点燃引燃药5，引燃药5的燃烧产物从点火杯4底部的端面出气孔31中高速喷出进入燃烧室8点燃气体发剂药片9。由于本发明采取了端面点火方式，所以燃面较大，使建立初始压力的时间较短，产生的大量燃烧产物又从漏斗7及时快速排出，并被漏斗7初步过滤和降温后，冲破密封隔板36上的端面孔的铝箔膜38进入过滤室12，再通过滤网13对高温燃气过滤颗粒和吸热降温，降低了燃气出口温度，从而提供了一个低温可靠的工作气体，该气体将气袋迅速膨胀展开，起到保护乘员的作用。
在60L密闭容器中用电流激发点火测试，数据如图9所示。本发明最大内压P1max＝13.76MPa，容器内压力为P2max＝0.299MPa，达到P2max的95％时间t95％max＝48.6ms，容器压力起始时间4.5ms。
本发明点火启动后的过滤网如图10所示，产气剂燃烧产生的残渣及固体颗粒基本都被过滤网过滤下来，过滤网无破损、穿孔等现象，证明过滤性良好、内压较低的特点。
本是为汽车的安全保护缓冲系统提供充气气流的发生装置，可以用于安全气囊中，也可用于充气式安全带、充气式膝盖保护垫，充气式头部气帘和一侧气囊以及起上述起缓冲作用的气袋及装置中。
权利要求
1.一种副驾驶气体发生器，由圆柱筒体(1)和位于圆柱筒体(1)两端的上端盖(18)和下端盖(11)构成，从圆柱筒体(1)一端轴向依次设有点火室(2)、燃烧室(8)及过滤室(12)，点火室(2)包括点火基座(17)和点火器(3)，燃烧室(8)内装有气体发生剂药片(9)，过滤室(12)内有过滤网(13)，其特征在于所述的点火室(2)还包括点火药杯(4)，点火药杯(4)内填充引燃药(5)，点火药杯(4)的底部端面均匀排列有出气孔(31)，正对着燃烧室(8)内的气体发生剂药片(9)；所述的燃烧室(8)的底部还插入一漏斗(7)，漏斗(7)底部通过密封板(36)与过滤室(12)隔开，漏斗(7)和密封板(36)通过筒体两端滚压出的环形埂(35)来限位固定，对漏斗(7)起到定位和限位的作用，同时形成对燃烧室(8)的密封；燃烧室(8)的上端通过弹性盘(6)和位于弹性盘(6)上部的压缩弹簧(10)与点火室(2)隔开，弹性盘(6)上布满了孔，弹簧(10)上部顶住点火室中的点火药杯(4)，下部压住弹性盘(6)，通过弹性盘(6)压紧固定位气体发生剂药片(9)。
2.根据权利要求1所述的副驾驶气体发生器，其特征在于所述的点火药杯(4)的出气孔(31)采用金属箔膜(32)密封，以防止引燃药(5)漏出。
3.根据权利要求1所述的副驾驶气体发生器，其特征在于所述的漏斗(7)形状为圆锥形，其上部为中空的球形圆弧(26)，处在轴心位置并沿母线延升出锥面(25)，锥面(25)上径向开有通槽(27)，沿周向均匀分布，在拐点处(28)径向延伸至筒体的内壁从而形成圆环形台阶(29)，圆环形台阶(29)和密封隔板(36)夹于两环形埂(35)之间，从而被固定在圆柱筒体(1)中。
4.根据权利要求1所述的副驾驶气体发生器，其特征在于所述的漏斗7外还套装有过滤网30，起到预过滤和防止药片漏出的作用。
5.根据权利要求1所述的副驾驶气体发生器，其特征在于所述的燃烧室(2)的点火药杯(4)的上部外翻部分(33)，被点火基座(17)压在筒体内壁的直角台阶(24)上，从而起到固定点火药杯(4)的作用。
6.根据权利要求1所述的副驾驶气体发生器，其特征在于所述的点火室(2)的点火基座(17)下部有一环形薄壁凸台(41)，翻边后能将点火器(3)固定限位。
7.根据权利要求1所述的副驾驶气体发生器，其特征在于所述的点火器(3)和点火基座(17)中间圆锥形接触面是通过密封胶或密封垫来密封。
8.根据权利要求1所述的副驾驶气体发生器，其特征在于在所述的过滤网(13)外侧筒体的壁上径向均匀地分布有出气孔(14)，过滤后的气体即从此出气孔进入到气袋中。
9.根据权利要求1所述的副驾驶气体发生器，其特征在于所述的圆柱筒体与两端的上端盖(18)和下端盖(11)采用激光焊接成一体，在中间密封隔板(36)径向上装有O型密封圈(34)密封，端面通孔(42)有金属箔片(38)来密封
10.根据权利要求8所述的副驾驶气体发生器，其特征在于所述的出气孔(14)采用金属箔片密封。
全文摘要
副驾驶气体发生器，由圆柱筒体和位于筒体两端的端盖构成，圆柱筒体内设有点火室、燃烧室及过滤室，点火室包括点火基座和点火器，燃烧室内装有气体发生剂药片，其特点在于点火室还包括点火药杯，点火药杯的底部端面均匀排列有出气孔，且正对着燃烧室内的气体发生剂药片；燃烧室的底部还插入漏斗，漏斗和密封板通过筒体圆周上滚压出的环形埂来限位固定；燃烧室的上端通过弹性盘和位于弹性盘上部的压缩弹簧与点火室隔开，弹性盘上布满了孔，弹簧上部顶住点火室中的点火药杯，下部压住弹性盘，通过弹性盘压紧固定住气体发生剂药片。本发明具有建立初始压力快、燃烧室内压低、出口压力重复稳定、过滤良好、粉尘少、出口温度低及能适应各类气体发生剂等优点。
文档编号B60R21/26GK1817696SQ20061001147
公开日2006年8月16日 申请日期2006年3月10日 优先权日2006年3月10日
发明者姚俊, 叶峻, 范智, 罗运强, 陶自成 申请人:中国航天科技集团公司第四研究院第四十二所