[发明专利]气袋充气装置

说明书

本发明涉及当装有空的软性容器的车辆突然制动时对该容器即时充气的装置，从而在万一车辆相撞的情况下防止车上人员受伤或减小受伤程度。

某些汽车装有所谓的“气袋“以作为安全带或安全驾驶的补充物或替代物，这些位于司机和乘客前方的气袋迅速充气以便防止他们因被摔向方向盘或仪表板而受伤。

到目前为止，没有后座乘客充气袋，这可能因为纯粹由于气体动力学的原因，后座的气袋要大得多。

在迎面相撞或使车辆突然停下的任何其他形式的碰撞中，该容器必须在车上人员撞上前座后背或方向盘和/或仪表板之前迅速充气形成气袋，因为乘客在车中继续以车辆碰撞时的车速运动。

为了提供足够的保护，估计气袋必须在百分之一秒时间内完全充气。

假定在碰撞时车速为110公里/小时，此时坐在车上的人相对于地面将向前移动0.3米。因为实际车体无法立即停下由于车前冲一个或几个分米距离，因此车上的司机和乘客也会在0.01秒时间内相对于车体向前移动一分米或二分米的距离。这就意味着在上述0.01秒时间之前，气袋必须充好以防司机或乘客撞到方向盘或仪表板或前座的后背。

气体膨胀时，在这种无能量交换的情况下(等熵绝热过程)，由于所谓“焦尔-汤姆逊”效应，温度通常会下降。

就空气或氮而言，温度会下降约70°至100℃，这使它们从400巴膨胀到2巴。因此，当把气袋填充气体贮存在高压容器内时，必须或是把相应热量提供给气体以达到气体在室温下所具有的容积，或是压力容器必须多充30％的气体。

除了温度的这一下降，必须牢记在心的是，氮气或其它气体在400巴压力下有大约1.2的压缩系数，在确定该容器的大小时必须考虑上述压缩系数，因为与理想气体的情况相比较，必须相应提高压力或容积。

另一个与所有大分子量气体相关的问题是，在这里流出的气体有一较低的速度，因为气体排出速度是气体分子量和气体温度的函数。

一旦受到巨大阻挡力立即对空的软性容器进行充气的装置是熟知的。美国专利No.5,348,344公开的这类装置包括两个高压充气腔和一个燃烧室，该燃烧室与软性容器流体连通。每个所述压力腔由自身的盖元件封闭。一个压力腔充满了氧和惰性气体，另一个压力腔充满氢。两个压力腔的出口都与燃烧室相通。

燃烧室设有适当的点火器。受驱动时，该点火器点燃燃烧室中的气体混合物，以增加压力。热气体途经一出口管路从燃烧室进入软性容器。

本发明的目的是改善上述的现有技术中的装置，提供一种当装备有软性容器的汽车受到巨大的阻挡力时立即对空的软性容器进行充气的装置，并且使被充气体的温度不显著下降。

根据本发明，该目的由具有后文独立权利要求所述特征的装置来完成。本发明装置的最佳实施例在从属权利要求中清楚示出。

下面照附图详细叙述本发明。

图1示出两个与一导管连接的压缩气瓶，该导管与空的气袋相连。

图1示出一端连接到一未充气气袋(未画出)上的主导管5。该主导管的另一端通过一分叉分支成两个连接导管3和4。支管3和4分别连到压缩气瓶1和2。气瓶用爆炸启动的爆裂板封住，当车辆突然减速到一定程度(例如碰撞)时两爆裂板同时打开。气瓶1和2包含必需总量的气体。

第一气瓶1充有氦气和容量至多为50％的另外一种惰性气体，例如氩气和/或氮气。气瓶1还充有氧气，氧气的含量可在气瓶1和2气体总容量的2.5％至20％之间。第二气瓶2也充有氦气和容量至多为50％的另外一种惰性气体，例如氩气和/或氮气。气瓶2还含有相当于气瓶1和2气体总容量的3％～15％的氢气。气瓶1和2最好相互含有同一种惰性气体或气体混合物。惰性气体最好是氦，且氦占了惰性气体的绝大部分。

在突然减速的情况下，气瓶1和2上的爆裂板爆裂，两个气瓶内的气体流入主导管5。炸裂爆裂板的爆炸点燃氢氧混合物，引起化学反应而生成水。

由于这一反应，温度大大上升，足以补偿由于氮和氩自由膨胀所引起的冷却效应，这还使对气袋充气所需气体容量减小。

由于安全起见，不能把氧-氢混合物贮存在同一容器内，因此它们被分装在两气瓶内，当两气瓶同时打开后，它们在到达气袋之前互相混合。

板端重要的是，用于充填碰撞气袋的压力容器不得泄漏，且在充气以后在若干年内仍能保持必要的压力。由于高灵敏度的氦气泄漏检测器捶手可得，因此把氦气作为所用气体的成分是有利的。