基于側(cè)氣簾子系統(tǒng)試驗(yàn)問題整改的側(cè)氣簾開發(fā)研究

李央

獵豹汽車研究院 北京 101300

為了減輕側(cè)面碰撞中頭部的傷害，給汽車加裝側(cè)氣簾是一個(gè)行之有效的方法。把側(cè)氣簾裝在車身側(cè)圍靠近頂蓋的位置，用軟內(nèi)飾覆蓋，保證了車內(nèi)飾美觀的前提下又可以在需要?dú)夂熣归_的時(shí)候瞬間展開。這種方式也是目前的主流方案[1]。

本文根據(jù)做側(cè)氣簾開發(fā)試驗(yàn)時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)的問題展開分析，并還原到側(cè)氣簾設(shè)計(jì)與布置時(shí)需要考慮的因素和規(guī)避方案。

1 側(cè)氣簾的結(jié)構(gòu)

側(cè)氣簾在未展開前一般折疊/卷成條狀，便于安裝和運(yùn)輸。主要結(jié)構(gòu)如圖1。

圖1 側(cè)氣簾結(jié)構(gòu)示意圖

主要由氣袋總成、氣體發(fā)生器及支架、固定片、拉帶、拉帶固定片等組成，視布置情況還會(huì)有導(dǎo)向支架和導(dǎo)向布等附加部件。當(dāng)側(cè)氣簾接收到點(diǎn)火電流后于30ms之內(nèi)完全展開，在乘客和車窗內(nèi)側(cè)鋪滿一個(gè)充滿氣體的氣袋，保護(hù)乘員頭部。

2 側(cè)氣簾的要求

側(cè)氣簾與周圍的車身鈑金和內(nèi)飾件（如頂棚、立柱飾板、門洞密封條、遮陽板及掛鉤、頂棚拉手及眼鏡盒）共同構(gòu)成了側(cè)氣簾子系統(tǒng)。C-NCAP中要求側(cè)氣簾展開時(shí)沒有硬質(zhì)飛濺物，且軟質(zhì)飛濺物的單個(gè)重量小于1g，總重量小于5g。要求中硬質(zhì)飛濺物主要來源于立柱飾板，遮陽板，頂棚拉手，側(cè)頂燈等，軟質(zhì)飛濺物主要來源于氣簾包裹布、頂棚等。這就要求整個(gè)氣簾展開過程：

①立柱飾板不能脫落，且不能碎裂有飛濺物；

②頂棚拉手不能脫落和飛濺；

③閱讀燈不能脫落；

④遮陽板化妝鏡部分不能碎裂和脫落。

3 側(cè)氣簾的驗(yàn)證

側(cè)氣簾展開驗(yàn)證主要有兩種途徑，分別是側(cè)氣簾在系統(tǒng)中的靜態(tài)展開試驗(yàn)（以下簡(jiǎn)稱子系統(tǒng)試驗(yàn)）和整車碰撞試驗(yàn)。但整車碰撞試驗(yàn)成本過高、試驗(yàn)準(zhǔn)備周期長(zhǎng)、不能模擬極限溫度（-35℃，+85℃）的工況，而子系統(tǒng)試驗(yàn)卻可以很好的解決這些問題，故子系統(tǒng)試驗(yàn)的方法已經(jīng)成為了側(cè)氣簾展開的重要驗(yàn)證手段。

在一款國產(chǎn)SUV車型開發(fā)過程中，為了考察子系統(tǒng)的性能，并盡最大可能暴露問題，在第三方試驗(yàn)室進(jìn)行了子系統(tǒng)試驗(yàn)，常溫（+23℃）、低溫（-35℃）、高溫（+85℃）各3次試驗(yàn)。以下對(duì)試驗(yàn)中遮陽板、頂棚拉手、A柱飾板的失效情況和改進(jìn)措施以及最終驗(yàn)證結(jié)果進(jìn)行分析和研究[2]。

3.1 遮陽板失效問題的整改研究

在高溫、低溫、常溫試驗(yàn)中均出現(xiàn)了左側(cè)遮陽板化妝鏡碎裂問題（如圖2），雖然有化妝鏡蓋擋著碎玻璃沒有飛濺，但還是存在極大的風(fēng)險(xiǎn)。

圖2 遮陽板化妝鏡碎裂

從試驗(yàn)錄像分析，左側(cè)前部頂棚變形嚴(yán)重，導(dǎo)致遮陽板也出現(xiàn)變形，變形面積接近整個(gè)遮陽板面積的1/3，故會(huì)使玻璃碎裂（如圖3）。

圖3 左右側(cè)前部遮陽板對(duì)比

對(duì)比右側(cè)相同部位遮陽板變形量，發(fā)現(xiàn)右邊幾乎無此變形，經(jīng)分析，左側(cè)取消了頂棚拉手，前端頂棚無可約束的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致變形量過大直接影響遮陽板。出于成本考慮不能增加頂棚拉手，但是可以將化妝鏡位置移到遮陽板中間偏遠(yuǎn)離車門側(cè)，經(jīng)過各種溫度試驗(yàn)驗(yàn)證再無發(fā)生化妝鏡碎裂問題。更改前后遮陽板如圖4。

圖4 更改前后化妝鏡位置

3.2 頂棚拉手脫落問題的整改研究

在高溫、低溫時(shí)均出現(xiàn)了右側(cè)前拉手脫落的問題，如圖5。

圖5 頂棚拉手脫落

根據(jù)錄像和設(shè)計(jì)斷面(如圖5右)分析，氣簾膨脹直接沖擊頂棚拉手，導(dǎo)致頂棚拉手脫落導(dǎo)致拉手脫落的內(nèi)因可以概括為拉手強(qiáng)度不足，但是拉手為平臺(tái)選型件，其他車型未發(fā)生此問題，那么還是自身設(shè)計(jì)問題導(dǎo)致拉手所受外力過大。按照此思路對(duì)拉手加以保護(hù)——在拉手支架上增加一個(gè)導(dǎo)向支架，改變氣簾展開的方向，使氣簾展開方向向下以避免此問題發(fā)生，經(jīng)過子系統(tǒng)試驗(yàn)驗(yàn)證增加導(dǎo)向支架后該問題解決。增加導(dǎo)向支架前后的斷面圖如圖6。

圖6 更改前后拉手處斷面

3.3 A柱飾板碎裂問題整改研究

在低溫（-35℃）試驗(yàn)時(shí)，A柱飾板頂部碎裂，如圖7。

圖7

在側(cè)氣簾展開時(shí)，為保證氣袋的保護(hù)區(qū)域需要設(shè)置拉帶，拉帶一頭縫制在氣袋邊緣，另一頭用螺栓或其他方式固定在A柱鈑金上，拉帶位于A柱鈑金和A柱飾板中間，氣簾展開時(shí)拉帶從門洞密封條和A柱飾板中間拉出。從錄像上分析是拉帶不能順利脫出導(dǎo)致A柱被拉帶破壞。另一個(gè)原因就是A柱飾板材料韌性較差。出于成本考慮不進(jìn)行A柱飾板材料的更改，而是更改A柱導(dǎo)向結(jié)構(gòu)去驗(yàn)證。如圖8所示，更改前的A柱導(dǎo)向筋幾乎起不到導(dǎo)向作用，更改后的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)則很好的起到了導(dǎo)向作用，拉帶順利從A柱中脫出，成功解決了A柱碎裂的問題。

圖8 A柱導(dǎo)向筋更改前后

4 結(jié)語

通過某國產(chǎn)SUV子系統(tǒng)試驗(yàn)中發(fā)生問題的零部件研究整改，使得側(cè)氣簾子系統(tǒng)在-35℃至+85℃的溫度范圍內(nèi)側(cè)氣簾工作時(shí)均滿足C-NCAP的要求。同時(shí)在整改過程中得到了一些該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)心得[3]。

第一，問題發(fā)生可能存在內(nèi)因和外因兩種原因，如果內(nèi)因不便于解決，那么解決外因也是可以解決問題的。如拉手支架上增加導(dǎo)向結(jié)構(gòu)就成功的解決了拉手強(qiáng)度不足脫落的問題。今后設(shè)計(jì)該處的設(shè)計(jì)斷面就同圖6，并且可以依據(jù)空間繼續(xù)優(yōu)化。

第二，不能局限于行業(yè)內(nèi)設(shè)計(jì)指南所述。本文中A柱飾板導(dǎo)向筋方案供應(yīng)商推薦方案，已經(jīng)在諸多車型成功運(yùn)用，但是在該項(xiàng)目卻不能成功。這時(shí)工程師就不能僅局限于前輩的設(shè)計(jì)指南了。本案例將導(dǎo)向筋加高到了極限，從試驗(yàn)錄像來看，拉帶順利脫出。

第三，控制成本是大勢(shì)所趨，今后的A級(jí)車將很少見到司機(jī)側(cè)拉手。因此側(cè)氣簾展開時(shí)左側(cè)遮陽板會(huì)變形的問題會(huì)經(jīng)常發(fā)生。出于安全和成本的考慮，可以取消化妝鏡；如果非要有化妝鏡，一定要布置在遠(yuǎn)離車門的一側(cè)。

側(cè)氣簾子系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作相當(dāng)繁瑣、復(fù)雜。在前期方案階段一定不能固守已經(jīng)過時(shí)的設(shè)計(jì)方案，要與時(shí)俱進(jìn)，并充分的對(duì)標(biāo)才能設(shè)計(jì)出后期問題少的方案。