[发明专利]一种用于汽车安全气囊的气体燃烧发生器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于汽车安全气囊的气体燃烧发生器，具体涉及一种引入了微燃烧技术的用于汽车安全气囊的气体燃烧发生器。

背景技术

微尺度燃烧是预混气体在有限空间内进行燃烧反应发出光和热的剧烈反应，通常在立方厘米数量级的容积内发生。上世纪90年代中期MIT的Epstein教授最早开始了相关的研究，成功实现了微尺度下氢气和氧气的预混合稳定燃烧。近年来，随着微系统的发展和微加工技术的进步，微尺度燃烧技术获得迅速发展。基于微尺度燃烧技术的微燃烧器具有占用空间小，反应时间可控，能运用于对反应时间有严苛要求的汽车安全气囊气体发生器。安全气囊一般由传感器(sensor)、电控单元（EUC）、气体发生器(inflator)、气囊(bag)、续流器(clockspring)等组成。当汽车发生事故时，传感器感受汽车碰撞强度，并将感受到的信号传送到控制器，控制器接收传感器的信号并进行处理，当它判断有必要打开气囊时，立即发出点火信号以触发气体发生器，气体发生器接收到点火信号后，迅速点火井产生大量气体给气囊充气。据计算，正规的安全气囊必须在发生汽车碰撞后的0.01秒内微处理器开始工作，0.03秒内点火装置启动，0.05秒内高压气体进入气囊，0.08秒内气囊向外膨胀，0.11秒内气囊完全胀大，此刻之后，驾车者才会撞上气囊。目前，多采用的是单级点火系统，气体燃烧发生器中采取的是固体燃料氮化钠（NaN₃）。这在应用中存在一些缺点：

（1）       NaN₃ 接触到水分会失去活性，这样在事故发生时会阻碍其点火，达不到应有的作用；并且燃料反应后会产生一定的有害物质。

（2）       固体燃料引爆后给气囊充气的剧烈程度要高于气体燃料，这样在较轻事故场合，气囊膨胀的冲击力会对驾乘人员造成一定的伤害。

（3）       在发生严重事故的场合，单级气体发生器系统往往不能满足气囊应有的安全可靠性的要求。

因此在现有技术的基础上，将微尺度燃烧技术应用于气体发生器系统，将有如下改进：

（1）       气体燃料保质期较长，不易失效；且有些气体燃料燃烧后不会产生有害物质。

（2）       引入微燃烧技术，采用双级气体燃烧发生器系统。可以根据事故的恶劣程度选择不同的气体发生方式。这样，在发生较轻的交通事故时，气体燃料燃烧，气体充满气囊会减小对驾乘人员的冲击力，防止造成事故外的伤害。

（3）       当事故较严重时，两级系统同时作用，相辅相成，使得点火、气体生成速率以及气体充满气囊过程这一系列的时间再进一步缩短更适用于严重的事故场合。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，解决固体燃料易失效，反应程度剧烈等问题，有效提高汽车安全气囊系统（SRS）的安全可靠性，本发明的目的是提供了一种用于汽车安全气囊的气体燃烧发生器，在气体发生器中引入微燃烧技术，充分发挥微燃烧在小空间范围内的作用，实现了气体燃料燃烧在SRS系统中的应用。

所述装置包括气囊引爆装置（a级系统）和微燃烧系统（b级系统），活塞5，高压气瓶瓶体6，能密封高压气瓶的瓶盖7，气囊引爆装置和微燃烧系统位于瓶体底部与活塞5之间，活塞5通过连杆与所述瓶盖7连接，所述高压气瓶瓶体6中有惰性气体N₂。

所述气囊引爆装置包括：点火装置，与点火装置相连接的传感器17，固体燃料产气室3，金属过滤网4。

其中，点火装置位于固体燃料产气室3的一侧，且点火装置的第一点火管2与固体燃料产气室3相连，在固体燃料产气室3的另一侧设有金属过滤网4。

所述微燃烧系统包括：预混有燃烧气体和氧气的预混瓶9、能够点燃预混瓶9内气体的点火装置、传感器设备14、气体预混瓶瓶盖8，气体预混瓶盖8设置在预混瓶9的瓶口上，点火装置与传感器设备14相连。

燃烧气体是甲烷，甲烷与氧气的体积比控制为CH₄/O₂=1.46。

微燃烧系统还包括：氧气高压气瓶11，氧气高压气瓶11上设有阀门12，氧气高压气瓶11通过连通管10和预混瓶9相连通；阀门12和传感器设备14相连。

点火装置包括发火组件和点火管；其中发火组件与点火管固定连接。

微燃烧系统的点火装置位于预混瓶9的一侧，且点火装置的第二点火管13与预混瓶9相连。