儀表板氣囊區(qū)域弱化淺析

閔彩麗

摘 要：簡要敘述了儀表板氣囊區(qū)域的弱化結(jié)構(gòu)及其工作原理，通過產(chǎn)品實例對比和氣囊爆破試驗對比，總結(jié)了不同的弱化方式對氣囊起爆的影響，以期為日后的相關(guān)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：儀表板；氣囊；銑削弱化；蒙皮

中圖分類號：U466 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.04.107

通常情況下，高端汽車內(nèi)飾使用的是半硬質(zhì)儀表板。儀表板本體包括骨架、發(fā)泡和蒙皮。半硬質(zhì)儀表板氣囊區(qū)域的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)是決定氣囊展開情況的主要因素之一。只有儀表板氣囊區(qū)域的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)合理，在發(fā)生危險時氣囊才能正確展開，保護(hù)車上人員的生命安全。由此可知，氣囊區(qū)域是整個儀表板結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵。

1 氣囊弱化區(qū)域的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

1.1 表皮激光弱化殘余厚度

為了保證遇到突發(fā)狀況時氣囊能夠順利展開，可對儀表板表皮作激光弱化處理，并且涂上潤滑脂，以確保弱化區(qū)域在任何溫度下都能夠分離。弱化的殘余深度為0.55～0.65 mm，在設(shè)計相關(guān)部件時，要充分考慮蒙皮的軟硬度等因素，保證在各種光線下都看不到弱化線。一般可將弱化線設(shè)計成“H”形，并且將其位置度控制在0～0.2 mm的范圍內(nèi)，進(jìn)而控制蒙皮的位置度。

1.2 銑削弱化深度和剩余寬度

骨架和發(fā)泡可以采取銑削的方式弱化。通常，儀表板骨架需要銑削成斷續(xù)的線，而且需要銑透。當(dāng)骨架為4 mm左右時，可以銑入發(fā)泡1 mm，即在氣囊起爆時，發(fā)泡受力斷裂。另外，銑削的斷續(xù)線要在同一方向，如果方向不一致，就會導(dǎo)致起爆張力不一致。如果不能將起爆張力作用于激光弱化線上，就會出現(xiàn)表皮剝離的情況。正常的銑削剩余寬度為3 mm，如果它大于5 mm，就會導(dǎo)致弱化不充分，起爆時不容易爆開。

1.3 銑削弱化區(qū)域的角度方向

在1 cm的樣條上測試時，表皮相對發(fā)泡的剝離力僅為2.5 N，即表皮非常容易分離。因此，在設(shè)計銑削角度時，其平行于發(fā)泡表面的分力必須小。一般情況下，銑削角度保持在105°～110°，如果角度大，起爆時，表皮受到平行方向的分力就大，就會增加潛在的表皮剝離風(fēng)險。

1.4 弱化線的相對位置

如果銑削線距離表皮弱化線比較遠(yuǎn)（大于1 mm），那么，起爆時，弱化線就不能被及時沖開，儀表板表皮就會被剝離，甚至被沖斷。一般弱化線在銑削線外側(cè)0的位置，相對位置度小于0.5 mm。

1.5 翻轉(zhuǎn)位置的雙級弱化結(jié)構(gòu)

在氣囊鉸鏈翻轉(zhuǎn)區(qū)域增加雙極弱化結(jié)構(gòu)，常規(guī)設(shè)計是作兩個“V”字形的弱化，并且傾斜角為30°左右，等效于傾斜的矩形結(jié)構(gòu)（偏向于棱形邊結(jié)構(gòu)），使其具有一定的翻轉(zhuǎn)能力，有利于氣囊的展開。

1.6 壓力釋放區(qū)域

在“H”形中部弱化區(qū)域，為了保證氣囊起爆時能夠先被沖開，要卸載氣囊對整個氣囊區(qū)域的壓力載荷。鑒于此，可在“H”形中部作集中的斷續(xù)輔助弱化處理。如果沒有弱化此處，那么，氣囊的初始壓力就會作用于氣囊框內(nèi)，該區(qū)域就會鼓起，而且不能快速釋放初始階段的壓力，導(dǎo)致起爆延遲，增加起爆壓力，蒙皮斷裂，飛濺無超重等。由此可知，設(shè)置集中壓力釋放區(qū)域是非常必要的。

1.7 中部區(qū)域的弱化

在展開氣囊時，盡量要在儀表板的氣囊框中部區(qū)域作一些弱化，以增強(qiáng)產(chǎn)品的翻轉(zhuǎn)能力，避免氣囊起爆時所有的翻轉(zhuǎn)都集中在鉸鏈區(qū)域，導(dǎo)致鉸鏈被沖斷，出現(xiàn)非正常剝離的情況。針對這個問題，可在本體注塑件結(jié)構(gòu)上增加5～7個線性凹槽，并且中間部分要用六邊型筋連接。集中弱化區(qū)域和中部區(qū)域的弱化如圖1所示。

1.8 氣囊鉸鏈

為了保證氣囊起爆時骨架不會斷裂，可在其中嵌入氣囊鉸鏈。一般情況下，氣囊鉸鏈?zhǔn)怯酶邚?qiáng)度、棉麻網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的材料制成的，并且其拉伸強(qiáng)度≥6 500 N/50 mm。另外，中部銑削區(qū)域的氣囊鉸鏈要有沖切能力，避免影響起爆工作的正常進(jìn)行。圖2展示了氣囊框區(qū)域銑削與弱化的結(jié)構(gòu)關(guān)系。

2 蒙皮材料的選擇

在選擇蒙皮材料時，要重點(diǎn)考慮其性能，以免影響日后其他工作的正常進(jìn)行。蒙皮材料的性能對比情況詳見表1.

表1對比了PVC表皮與PUR表皮的機(jī)械性能。由相關(guān)對比、分析可知，PVC材質(zhì)的蒙皮抗剪切力大，抗拉強(qiáng)度大，不容易爆開。當(dāng)蒙皮沒有被爆開時，其抗拉伸性能也不會減弱。因此，如果將氣囊起爆的氣體壓力作用于蒙皮與發(fā)泡之間，就會在起爆時剝離蒙皮。

3 總結(jié)

作者通過實例對比、分析得出了一些經(jīng)驗，希望能為同行日后的工作提供幫助。在設(shè)計、開發(fā)儀表板氣囊區(qū)域時，要想保證氣囊在遇到突發(fā)狀況時能夠正常開啟，要注意以下四個方面：①PUR材質(zhì)的蒙皮比PVC材質(zhì)的蒙皮更容易起爆；②嚴(yán)格控制銑削角度；③嚴(yán)格把控弱化深度和弱化的相對位置度；④弱化翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)中部弱化區(qū)域的起爆點(diǎn)，弱化中間區(qū)域的骨架。

〔編輯：白潔〕