点火延迟时间及电点火的安全可靠度优化

烟火式气体发生器点火过程包含从发生器起爆到产气剂进入稳定燃烧之间的全部过程，可概述为:点火药燃烧后首先产生高温高压气体，其中含有一定数量的炽热粒子，压力为几个到几十个大气压，通过点火孔扩散到燃烧室系统点燃产气剂；然后产生大量气体并通过排气孔排到气袋中打开饰盖使气囊鼓起。

完成点火过程所需要的时间，称为发生器的点火延迟时间或点火延迟期。发生器行业约定，点火延迟时间为从发出点火电信号到压力开始上升时的时间。对某一种发生器而言，若点火延迟时间超过规定值，便认为该发生器点火性能不可靠。

1.几种典型的点火过程

烟火式气体发生器在研制过程中，出现过以下几种典型点火过程:

(1)理想点火过程。点火正常，没有点火延迟或点火压力降，内弹道曲线光滑。

(2)瞎火。出现一个或几个数值不大的压力峰，产气剂没有点燃。

(3)点火延迟时间过长。出现一个或几个点火压力峰，发生器最终进入正常工作状态，只是点火延迟期加长了。

(4)出现点火压力峰。出现一个较大的点火压力峰，待压力峰消失后，发生器工作压力进入正常状态。点火延迟过长，又称为“二次点火”，容易造成点火过程发生器不能正常工作，气囊无法在规定时间内(34～50ms)迅速展开或气囊完全无法展开，不能起到保护乘客安全的功效。

2.点火系统基本结构(www.xing528.com)

点火过程展开的空间称为点火系统，点火系统包括电爆管(电点火管)、点火药、自动点火药和固定管(含排气用点火孔)、密封铝箔等其他构成此密闭系统的零件和它们所形成的密闭空间。

3.点火具研究

近年来，国外电点火具结构的研究主要围绕如何提高电点火具质量一致性和降低成本进行，基本特点是便于自动化批量生产，这样既能保证产品质量的一致性，又能降低成本。具有代表性的结构是刚性电发火头和玻璃烧结电极塞两种。

刚性电发火头结构的电点火具由电发火头、药剂和壳体等部分组成。电发火头的制作过程由专用生产线完成，不需要手工焊桥，只要将适当宽度的钢带和规定规格的桥丝送入自动生产线，该设备即可完成加工电极、注塑成形和焊桥等工序。这种结构的电点火具具有成本低廉、电阻一致性好、良品率高等优点，有的还在电极上设计了专门的静电泄放通道；缺点是强度低，抵抗恶劣环境的能力差。

目前，各公司所用的电点火具的结构绝大部分均采用玻璃烧结电极塞结构，通过焊桥、装药、激光焊接等工序完成电点火具的装配，所有过程均通过自动线完成，桥路电阻和装药量便于控制，质量一致性好，强度和抵抗恶劣环境的能力均能满足要求；缺点是电极塞的相对成本较高。

电点火具用药剂的研究主要围绕电点火具的高安全、高可靠性和环保三个方面进行。目前，电点火具的安全电流指标已由250mA/10ms提高到400mA/109ms，发火电流指标由1.7A/3ms降低到1.2A/2ms，点火时间要求2ms以下，安全可靠度和发火可靠度均要求达到0.999(置信度水平为0.95)。目前，国内使用的药剂多为ZPP系列[32]，该药剂具有性能稳定、耐高低温、点火能力强等特点；国外研发的药剂还有ZHP等。

国内气体发生器用电点火具的发展起步较晚，少数个人和科研机构从1993年以后开始该项技术的研究。1998年，出现了第一项专利[33]，这是我国自主研发的第一代电点火具。该电点火具结构设计和工艺技术均采用了传统的军工技术，因此也继承了大部分军用火工品的特点——技术性能满足指标要求，但是工艺性差，不便于大批量自动化生产。2003年，国内完成了第二代电点火具的研发，该电点火具和第一代电点火具相比有了较大的改善，主要表现为产品性能完全符合了ISO 12097标准，工艺性强，便于手工批量生产，但是不便于实现自动化生产。

目前，国内电点火具的研究应立足两个平台:一个是产品性能平台，以满足美国汽车行业标准为最低要求，特别是安全电流和全发火电流方面应有大的突破；另一个是工艺平台，电点火具的结构设计应有利于自动化生产的实施，以确保电点火具的质量一致性，符合国际汽车行业的要求。