مطالعه پارامتري توليد‌كننده گاز پيروتكنيك كيسه هواي خودرو

Parametric study of automotive airbag pyrotechnic inflator

در بيشتر سيستم‌هاي كيسه‌ هوا در وسايل نقليه، مخلوط گازي كه كيسه‌ هوا را پر مي‌كند، از احتراق سريع يك سوخت جامد در درون يك محفظه احتراق به نام توليد‌كننده گاز توليد مي‌شود. در اين مقاله فرايند احتراق در درون توليد‌كننده گاز پيروتكنيك بر اساس يك مدل فيزيكي"صفر بعدي چند منطقه‌اي" بررسي شده است. سپس با مطالعه پارامتريك نشان داده شده است كه عملكرد توليد‌كننده گاز بيشتر تحت تاثير مشخصات سوخت جامد نظير جرم، انديس احتراق و ضريب دماي سوخت جامد است و به اجزاي سخت افزاري توليد‌كننده گاز در محدوده تغييرات مجاز اعمال شده وابستگي چنداني ندارد. همچنين براي شبيه‌سازي توليد‌كننده گاز پيروتكنيك هيبريد فشار اوليه محفظه گاز به ميزان 25 و 50 برابر افزايش داده شد. در نتيجه اين فشار اوليه، دماي عملكرد هم در محفظه احتراق و هم در تانك تخليه كاهش يافت. بنابراين با پايينآمدن دماي عملكرد، بازده گرمايي در توليد‌كننده گاز افزايش مي‌يابد. پايين بودن دماي عملكرد در توليد‌كننده گاز پيروتكنيك هيبريد مزيت اين نوع توليد‌كننده گاز را نسبت به نوع معمولي آن نشان مي‌دهد، چرا كه دماي عملكرد پايين در توليد‌كننده گاز كيسه هوا احتمال صدمات ناشي از سوختگي در هنگام باز شدن كيسه هوا را كاهش مي‌دهد.

In most airbag systems, the gaseous mixture that fills up the airbag is produced by the fast combustion of a propellant in a combustion chamber called inflator. In this paper, the numerical study of combustion process in a pyrotechnic inflator was carried out based on a zero-dimensional multi zones model. The parametric study shows that the performance of inflator is more affected by the propellant characteristics such as mass, combustion index, and propellant temperature coefficient and is not significantly influenced by hardware elements of inflator. In order to simulate hybrid pyrotechnic inflator, the initial pressure of gas plenum was increased by 25 to 50 times. As a result, the performance both in combustion chamber and in discharge tank decreased. This lower temperature leads to a higher thermal efficiency.