PDF《第1章》

5 1.2 汽车座椅的性能要求 随着汽车消费的日益普及,消费者对汽车安全、环保、节能及舒适性等性能指标也提 出了越来越高的要求.座椅作为整车内饰部件的重要组成部分,其性能也越来越多地受到 研发人员与消费者的重视.目前,对汽车座椅的基本要求如下. (1) 安全可靠,能在不同碰撞工况中保护车内乘员. (2) 满足驾乘人员对各种调节机构的控制,并保证良好的视野. (3) 座椅的造型设计美观,且相关布置符合人体生理构造,保证驾乘人员的舒适性. (4) 座椅应有足够的强度、刚度及耐久性,并满足系统轻量化要求. 1.2.1 座椅安全性要求 座椅安全性主要指汽车座椅能有效地避免汽车事故的发生或在汽车碰撞过程中能最大 限度地减轻碰撞对驾驶员及乘员造成伤害的能力.座椅作为整车约束系统的重要组成部 分,对整车碰撞过程中的乘员保护起着决定性作用.首先,碰撞过程中座椅要保证乘员在 车体内受到较好的支撑与约束;

其次,座椅要保证碰撞过程中乘员保持一定的姿态并配合 车内其他约束系统(包括安全气囊、安全带等)充分发挥相应的保护效能;

最后,要求乘员 与整车内饰发生二次碰撞过程中,座椅能够充分吸收乘员的能量以使乘员伤害尽量降低. 因此,座椅骨架、调角器等关键零部件的设计与选型都要在满足安全性的前提下进行相应 研发.国内的 C-NCAP 碰撞试验对座椅性能的要求较高,如图 1.5 所示. 图1.5 某C-NCAP 碰撞试验后的座椅状态 (图片来源:C-NCAP 官网) 1.2.2 座椅舒适性要求 汽车座椅是影响驾乘人员舒适性的主要因素,座椅的布置、造型尺寸及发泡的软硬度 等都会影响座椅的舒适性.因此,座椅的设计应充分考虑人体尺寸、人体重量和乘员的乘 汽车座椅设计与 CAE 分析

6 坐姿态等因素.合理的座椅设计能使乘员保持良好的坐姿,使其脊柱自然弯曲,保证合 理的体压分布并使其肌肉松弛,此外,座椅设计还需考虑腰背部贴合感及侧向稳定感. 图1.6 是关于座椅发泡硬度及体压分布的测试,对乘坐舒适性有较大影响. 图1.6 座椅发泡硬度测试(左)及体压分布测试(右) (图片来源:www.tekscan.com) 1.2.3 操作便利性要求 座椅设计与研发过程中还需考虑驾乘人员的操作便利性,因此,在设计座椅时,要保 证调节手柄及按钮的布置需在驾乘人员触手可及的位置(不会与门内饰板或扶手等发生干 涉),且符合日常的操纵习惯与操作力度.典型的座椅电动调节操作如图 1.7 所示. 图1.7 座椅调节按钮 第1章汽车座椅概述

7 1.2.4 座椅轻量化要求 座椅轻量化主要是指在保证座椅静态性能及动态性能的基础上,减轻座椅自身重量并提 高其经济性.目前,座椅轻量化主要从结构设计轻量化及材料轻量化两个角度进行优化.实 现途径:一是通过使用轻质材料,二是利用有限元分析方法对座椅骨架进行结构优化设计, 三是通过采用新的制造工艺来达到轻量化的目的.在座椅实际研发过程中,一般会综合运 用两种或两种以上手段相互结合的方法.图1.8 是某座椅轻量化设计的相关尺寸数据. 图1.8 某轻量化座椅设计 (图片来源:www.speedwaymotors.com) 1.3 汽车座椅的研发流程 汽车座椅的设计与研发是一项复杂的系统工程,涉及工程、力学、人机工程和美学等 多种学科.座椅的设计主要基于人体工程学原理综合考虑座椅的舒适性、安全性及操作便 利性等. 座椅系统从开始设计到批量生产的周期比较长,全正向开发甚至需要