基于側氣簾子系統(tǒng)試驗問題整改的側氣簾開發(fā)研究

李央

獵豹汽車研究院 北京 101300

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

本文根據(jù)做側氣簾開發(fā)試驗時經常出現(xiàn)的問題展開分析，并還原到側氣簾設計與布置時需要考慮的因素和規(guī)避方案。

1 側氣簾的結構

側氣簾在未展開前一般折疊/卷成條狀，便于安裝和運輸。主要結構如圖1。

圖1 側氣簾結構示意圖

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，視布置情況還會有導向支架和導向布等附加部件。當側氣簾接收到點火電流后于30ms之內完全展開，在乘客和車窗內側鋪滿一個充滿氣體的氣袋，保護乘員頭部。

2 側氣簾的要求

側氣簾與周圍的車身鈑金和內飾件（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）共同構成了側氣簾子系統(tǒng)。C-NCAP中要求側氣簾展開時沒有硬質飛濺物，且軟質飛濺物的單個重量小于1g，總重量小于5g。要求中硬質飛濺物主要來源于立柱飾板，遮陽板，頂棚拉手，側頂燈等，軟質飛濺物主要來源于氣簾包裹布、頂棚等。這就要求整個氣簾展開過程：

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 側氣簾的驗證

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

在一款國產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，在第三方試驗室進行了子系統(tǒng)試驗，常溫（+23℃）、低溫（-35℃）、高溫（+85℃）各3次試驗。以下對試驗中遮陽板、頂棚拉手、A柱飾板的失效情況和改進措施以及最終驗證結果進行分析和研究[2]。

3.1 遮陽板失效問題的整改研究

在高溫、低溫、常溫試驗中均出現(xiàn)了左側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險。

圖2 遮陽板化妝鏡碎裂

從試驗錄像分析，左側前部頂棚變形嚴重，導致遮陽板也出現(xiàn)變形，變形面積接近整個遮陽板面積的1/3，故會使玻璃碎裂（如圖3）。

圖3 左右側前部遮陽板對比

對比右側相同部位遮陽板變形量，發(fā)現(xiàn)右邊幾乎無此變形，經分析，左側取消了頂棚拉手，前端頂棚無可約束的結構，導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離車門側，經過各種溫度試驗驗證再無發(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、低溫時均出現(xiàn)了右側前拉手脫落的問題，如圖5。

圖5 頂棚拉手脫落

根據(jù)錄像和設計斷面(如圖5右)分析，氣簾膨脹直接沖擊頂棚拉手，導致頂棚拉手脫落導致拉手脫落的內因可以概括為拉手強度不足，但是拉手為平臺選型件，其他車型未發(fā)生此問題，那么還是自身設計問題導致拉手所受外力過大。按照此思路對拉手加以保護——在拉手支架上增加一個導向支架，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，經過子系統(tǒng)試驗驗證增加導向支架后該問題解決。增加導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℃）試驗時，A柱飾板頂部碎裂，如圖7。

圖7

在側氣簾展開時，為保證氣袋的保護區(qū)域需要設置拉帶，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致A柱被拉帶破壞。另一個原因就是A柱飾板材料韌性較差。出于成本考慮不進行A柱飾板材料的更改，而是更改A柱導向結構去驗證。如圖8所示，更改前的A柱導向筋幾乎起不到導向作用，更改后的導向結構則很好的起到了導向作用，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柱導向筋更改前后

4 結語

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

第一，問題發(fā)生可能存在內因和外因兩種原因，如果內因不便于解決，那么解決外因也是可以解決問題的。如拉手支架上增加導向結構就成功的解決了拉手強度不足脫落的問題。今后設計該處的設計斷面就同圖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)內設計指南所述。本文中A柱飾板導向筋方案供應商推薦方案，已經在諸多車型成功運用，但是在該項目卻不能成功。這時工程師就不能僅局限于前輩的設計指南了。本案例將導向筋加高到了極限，從試驗錄像來看，拉帶順利脫出。

第三，控制成本是大勢所趨，今后的A級車將很少見到司機側拉手。因此側氣簾展開時左側遮陽板會變形的問題會經常發(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，一定要布置在遠離車門的一側。

側氣簾子系統(tǒng)設計工作相當繁瑣、復雜。在前期方案階段一定不能固守已經過時的設計方案，要與時俱進，并充分的對標才能設計出后期問題少的方案。