汽车座椅安全性综述

袁铮，王德岭

(1.芜湖市产品质量监督检验所，安徽芜湖 241007；2.芜湖市计量测试研究所，安徽芜湖 241000)



汽车座椅安全性综述

袁铮1，王德岭2

(1.芜湖市产品质量监督检验所，安徽芜湖 241007；2.芜湖市计量测试研究所，安徽芜湖 241000)

摘要：座椅是汽车安全性的重要零部件，是对乘坐人员直接接触实施保护的重要总成件。主要是阐述了座椅开发流程和对座椅安全性的一些思考，包括运用人机工程学改进安全性设计、座椅悬挂装置安全性改进、座椅高头枕支撑柱设计改进等方面，对提高整车安全与乘坐舒适性具有一定借鉴意义。

关键词：汽车座椅；安全性；改进

0引言

近年来汽车安全已经成为了汽车设计、制造和使用者最为关注的核心问题，汽车安全性设计与发展可以说从汽车诞生起就伴随着汽车工业应运而生。随着我国C-NCAP(新车评价规程)的实施，人们越来越关心汽车碰撞试验成绩，汽车设计制造者提升了汽车座椅安全性设计与改进用来更好地保护人体安全。作为汽车整车安全的重要组成部分的汽车座椅，是对乘坐人员直接接触实施保护的重要总成件，文中主要阐述了座椅开发流程和对座椅安全性的改进设计，以提高整车安全与乘坐舒适性。

1汽车座椅安全性开发流程

随着汽车最高时速越来越快，汽车安全问题越来越受到设计者的重视和发展，把安全性融入到整车项目开发设计的每个环节。整车开发流程一般分为G0～G10共11个阶段，其中G0、G1为项目概念阶段，G2为项目规划阶段，G3～G9为座椅开发实施阶段，G10为产品持续改进升级换代阶段。表1所示为座椅安全开发设计各阶段内容。

表1　整车项目设计开发阶段

目前国内外各大汽车座椅制造企业为了增强品牌的竞争力，都加大了对安全性的设计研究投入，座椅安全性设计正在渐渐地从座椅设计开发流程中独立出来形成研发设计分支学科，使安全性设计更好地融入到整个设计流程中，保护人的生命安全。

2汽车座椅安全性设计的改进

2.1运用人机工程学改进安全性设计

目前汽车座椅安全性已经成为设计的重要因素，在设计中要运用人机工程学的原理改进座椅的安全性，使座椅在C-NCAP碰撞测试中更好保护人体免受巨大的冲击碰撞是安全性设计的目的。这就要求在座椅安全性设计中要充分分析我国人体尺寸、质量、体型等参数，还要充分结合开发车型的空间参数来设计座椅空间外形构造，利用计算机MATLAB、ANSYS等软件技术对座椅安全性进行有限元碰撞测试强度分析，利用Design Verification对设计进行试验验证分析，这些都需要建立在人机工程学的基础上，需要大量的设计参数。在汽车座椅安全性改进设计中，应该把汽车、人员、座椅、安全性要求、舒适性指标,还有环境做为一个有机的整体，统筹设计才能摆脱目前汽车座椅查对独立设计的缺陷，这就要求人们在大量采集安全性原始数据、环境数据、特定车辆数据的基础上来对座椅安全性设计进行改进，有的放矢地提高C-NCAP碰撞测试的得分。图1所示为符合人机工程学的座椅设计图。

图1　座椅外形设计图

2.2座椅悬挂装置安全性改进

提升汽车座椅舒适性是安全性设计的重要方面，人长期驾驶汽车容易产生疲劳，容易造成安全事故，目前全球各大汽车座椅设计商在座椅安全性设计上都集中在应用新材料和新技术课题中，可以说都遇到了技术瓶颈，在舒适度、安全性上再想提高一个级别已经很难，这就要求新的安全结构的应用。目前气浮悬挂技术的应用可以使汽车座椅在舒适性和安全性上有很大提高。气浮悬挂技术最早应用在机械设备的设计制造中。气浮悬挂技术的原理就是应用压缩空气将座椅悬浮起来，能够根据座椅上人的重力平衡悬浮在设定高度，当人体变动位置或者汽车行驶振动时，供气系统会自动平衡悬浮气压，使座椅始终平稳平衡在设定的高度和角度位置上，当人体突然变动位置，座椅气动装置会缓冲能量，在规定时间内使座椅再达到气压平衡点。气浮悬挂技术应用具有气缸低摩擦、活塞自动调节、压缩过程无污染、安全舒适等优点。气浮悬挂座椅在座垫下方座椅骨架上设置4个气浮气缸平衡悬挂装置，图2所示为气浮悬挂低摩擦气缸结构图。

图2　气浮悬挂低摩擦气缸结构图

2.3座椅高头枕支撑柱设计改进

车顶溃缩变形挤压导致人员伤亡，比如新闻报道2015年3月28日在上海，一辆装有玻璃大货车刹车，导致车上玻璃倾覆，压到旁边一辆小轿车，造成车内3人死亡。此事件也是由于车顶因重物挤压变形致人伤亡，所以以后的汽车座椅设计会采用高头枕支撑作用设计，或者是在头枕后侧加装支撑点设计，用来在车顶溃缩变形过程中起到支撑缓冲压力的作用，增加人员生存空间和生存概率。

高头枕设计就是把头枕的高度设计得比人体头部要高出一部分，高出的一部分主要是为了增加头枕对汽车车顶变形支撑力，头枕上下方向的锁止强度要高，因为在汽车车顶变形中瞬间压力很大，头枕必须能起到缓冲能量作用。在头枕设计改进中在纵向设计应用高强度钢板材料，起到支撑作用。

3结束语

汽车座椅安全性设计改进研究中还有主动式安全头枕的设计、座椅骨架设计、座椅新型材料的应用及座椅环抱式设计等，座椅安全性设计还需要大量的试验数据验证，在推向市场后也需要汽车质量检测机构做抽样检测。座椅安全性设计改进已经成为整车安全性提高的重要得分点。

参考文献:

【1】李惠彬.汽车设计中的人机工程学[M].北京：机械工业出版社，2014:190-228.

【2】张金换，杜汇良，马春生.汽车碰撞安全性设计[M].北京：清华大学出版社，2010:32-185.

【3】钱宇彬，胡宁.现代汽车安全技术[M].上海：上海交通大学出版社，2006:88-96.

Safety Reviews of Car Seat

YUAN Zheng1，WANG Deling2

(1. Wuhu Institute of Product Quality Supervision，Wuhu Anhui 241007,China;2.Wuhu Institute of Measurement and Testing, Wuhu Anhui 241000,China)

Abstract:The automotive chair is the most important parts of overall automobile safety, which provides protection to passengers directly by direct contact. The seat development process was introduced and some ideas about the safety of the seat were expounded,including application of man-machine engineering science, safety improvement of suspension device of the chairs, and improvement of support column of higher piller of the chairs.It is significant to improve the vehicle safety and ride comfort.

Keywords:Car seat; Safety; Improvement

收稿日期：2015-09-16

作者简介：袁铮，男，本科，专业方向为材料科学与工程。E-mail:147427486@qq.com。

中图分类号:U463.836

文献标志码：A

文章编号：1674-1986(2016)01-087-02