安全氣囊氣體發(fā)生器排氣孔設(shè)計計算過程案例氣體發(fā)生器排放孔對氣體發(fā)生器的利用效率產(chǎn)生了重要的作用,方面它直接影響了產(chǎn)氣藥劑的燃速,同時直接影響廢氣向氣體發(fā)生器中排放的速率,下面將分別從二方面的作用因素進(jìn)行論述。氣體發(fā)生器中的產(chǎn)生氣體的藥類與一種火藥相似，其點(diǎn)燃速率也可以用火藥的點(diǎn)燃特點(diǎn)來說明。在氣體發(fā)生器正常工作時,燃料室中的氣壓是根據(jù)產(chǎn)氣藥單位時刻的產(chǎn)氣力,以及在該時刻內(nèi)廢氣由殼體內(nèi)向殼體外部的流向來聯(lián)合確定的,而單位時刻內(nèi)的產(chǎn)氣力則是根據(jù)產(chǎn)氣藥的線性燃速,以及引燃面積共同確定的。(1)氣體發(fā)生器的產(chǎn)氣速度產(chǎn)氣藥的線性燃速為:（3-19）b——燃速系數(shù);p——燃燒壓力(Pa);R——藥產(chǎn)氣的線性燃速(m/s)。產(chǎn)氣藥的產(chǎn)氣質(zhì)量速度為:（3-20）A——產(chǎn)氣藥藥片的總表面積();p——產(chǎn)氣藥的密度(kg/);——與氣發(fā)生器產(chǎn)氣效果相關(guān)的產(chǎn)氣藥產(chǎn)物中氣成分的百分?jǐn)?shù);——產(chǎn)氣藥的產(chǎn)氣質(zhì)量速率(kg/s)。(2)氣體從氣體發(fā)生器噴出的速度通過節(jié)流小孔的空氣交換量可由下式計算:（3-21）式中——?dú)怏w交換品質(zhì)(kg)——節(jié)流小孔面積()——?dú)怏w釋放系數(shù)()—工作壓力(Pa);接收器器壓力(Pa)。流動因子是工作壓力接收器器壓力的函數(shù)?？諝獍l(fā)生器單位時間的氣流出量主要根據(jù)噴嘴容積的多少,以及燃燒室中的氣壓確定?？捎孟率奖磉_(dá):（3-22）式中a為一廢氣輸出系數(shù),即是廢氣特征速率的倒數(shù)，常取值A(chǔ)——噴嘴的總面積();P——?dú)怏w發(fā)生器對燃燒室產(chǎn)生的壓力(Pa)。由上述二式可以看出,產(chǎn)氣速度隨著排氣孔體積的增大而減小(燃燒壓力降低),而排出速率則隨著氣孔體積的增大而提高,三者關(guān)系可以很簡明的用圖1.4來表示。圖1.4產(chǎn)氣速率與排氣速率及排氣孔面積的關(guān)系示意圖1-產(chǎn)氣速度與總排氣孔體積的關(guān)系曲線,2-排出速度與總排氣孔的體積關(guān)系曲線。當(dāng)排出孔建筑面積小于時，產(chǎn)生氣量高于排氣量,則廢氣控制器內(nèi)的氣壓就會不斷增大,廢氣控制器曲線坡度大,產(chǎn)生藥物燃速過快而不平衡,以至發(fā)生結(jié)構(gòu)損傷;當(dāng)氣孔建筑面積大于時，則廢氣控制器內(nèi)的產(chǎn)生氣壓也不平衡,從而導(dǎo)致廢氣控制器功能的持續(xù)時間延長;當(dāng)排出孔建筑面積等于時，則達(dá)到了廢氣控制器功能的最理想狀況,產(chǎn)氣藥物點(diǎn)燃平衡,特性基本一致。所以,怎樣尋找作為廢氣控制器設(shè)計工作中的關(guān)鍵問題,也是當(dāng)前研究工作的難題。為了成功破解這一實(shí)際問題,本研究論文采用了一個比較超前的設(shè)計方法,把氣體發(fā)生器內(nèi)排氣孔設(shè)計為大小不同的排列小孔,在產(chǎn)氣藥物進(jìn)行點(diǎn)燃后超過相應(yīng)的氣體壓強(qiáng)時,將部分小孔(大直徑孔)的封膜先破;當(dāng)氣體發(fā)生器內(nèi)壓強(qiáng)超過規(guī)定值后,若壓強(qiáng)繼續(xù)增大,則小孔膜被突破,因而減小了氣體發(fā)生器內(nèi)的壓強(qiáng),從而保持藥物在規(guī)定的速度下穩(wěn)定點(diǎn)燃,表1.4為不同的排氣孔面積氣體發(fā)生器實(shí)驗(yàn)結(jié)果。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出,相同的放藥方法和相同結(jié)構(gòu)(排氣孔不同或者排列方式不同)所測出來的數(shù)據(jù)有所不同。通?？讖降臍怏w發(fā)生器在實(shí)際工作時最高氣壓為0.180MPa,百分之九十峰值氣壓所相應(yīng)的實(shí)際工作持續(xù)時間為40ms,以滿足氣囊模塊對毒氣控制器的需求;小口徑氣體發(fā)生器工作時的最高氣壓為0.215MPa,百分之九十峰值氣壓相應(yīng)的持續(xù)時間為28ms;而大口徑氣體發(fā)生