汽车座椅和悬架系统舒适性结构优化设计探讨

郭灏 江伟 包从望 邹静

汽车座椅和悬架系统舒适性结构优化设计探讨

郭 灏 江 伟 包从望 邹 静

（六盘水师范学院矿业与土木工程学院，贵州 六盘水 553004）

【摘 要】汽车座椅与悬架系统的舒适性已经被社会广泛关注，在本次研究中，将从对于影响舒适性和结构优化的角度，对汽车座椅与悬架系统的结构设计问题进行了阐述。

【关键词】汽车座椅;悬架系统;舒适性;结构优化

中图分类号： U463.33;U463.836文献标识码： A文章编号： 2095-2457（2019）08-0020-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.08.007

Structure Optimization Design of Comfort for Car Seat and Automobile Suspension System

GUO Hao JIANG Wei BAO Cong-wang ZOU Jing

（Liupanshui Normal University，School of Mining and Civil Engineering，Guizhou Liupanshui 553004，China）

【Abstract】The driving comfort of car seat and automobile suspension system has become a very significant point in our society.In this research，through the point of view of affecting comfort and structure optimization design，the structure optimization design of automobile seat and suspension system were discussed in details.

【Key words】Car seat;Suspension system;Comfort;Structure optimization

0 前言

随着人们生活水平的提高，汽车作为一种常见的代步工具已经走入到人们生活中，并且受现代汽车制作工艺的影响，人们对汽车的舒适度、实用性等提出了较高的要求，而汽车座椅与悬架系统是影响汽车舒适度的重要因素，直接決定了驾驶员的身体感觉，因此应该得到相关人员的重视。

1 汽车座椅舒适性结构优化

1.1 汽车座椅舒适度设计的基本要求

基于车辆行驶的座椅应该满足人体工程学的特征，因此其基本设计要求主要体现为：座椅的舒适性、座椅的静态舒适性、座椅的动态舒适性等。

1.2 座椅的布置设计

在本次的座椅结构设计中，遵照文献[1]研究所得出的参数与工作经验，确定了座椅的常规数据，相关资料为：

（1）座椅的行程。座椅行程在设定原则上，必须要充分覆盖95%医生的人体舒适线范围，座椅设计位置向前滑动距离LO1，200-240mm;座椅设计位置向后滑动距离L02，20-40mm;座椅设计位置向上滑动距离L03，20-40mm;座椅设计位置向下滑动距离L04，15-20mm

（2）座椅靠背的角度（A40）。根据人体舒适性的要求，本文将靠背的角度范围设置在25-30°之间。

（3）座椅与周边部件的设置。座椅与周边部件的布置也需要考虑人员舒适使用的要求，因此在座垫外轮廓与门护板的间隙设定中，考虑到座椅外侧不同形式的调节手柄对该间隙的设定存在差异，因此需要根据具体情况进行划分[2]。其中轮式手柄的间距最小为50mm，泵式与掀式手柄的最小间距为45mm。而在座垫外轮廓与中控台的间隙控制中，考虑到间隙过小会导致座椅内侧表面的安全带锁扣与中空台产生摩擦，进而出现噪声，会严重影响舒适度[3]。所以为了避免上述问题的发生，应该根据座椅的造型特征，提前预留15-20mm的间距，这样就可以避免出现噪音问题。

1.3 座椅的结构参数

出于对人体舒适度的考虑，本文认为座椅结构的舒适性受到多方面因素的影响，主要内容包括：（1）受人体到座椅骨架之间的距离影响，需要考虑乘客在乘坐时的舒适性

（2）而在座垫尺寸的控制中，侧翼角度（°）：过H点向前200mm垂直与滑轨的截面25～32;侧翼高度：过H点垂直于滑轨的截面30～38，过H点向前200mm垂直与滑轨的截面25～30;中间高度：过H点垂直于滑轨的截面320～325，过H点向前200mm垂直与滑轨的截面325～335;座垫宽度：过H点垂直于滑轨的截面480～520，过H点向前200mm垂直与滑轨的截面510～540。

（3）坐压分布情况会直接影响座椅的舒适度，因此在设计之前，需要优先定义好座椅的各种参数，在条件允许的情况下采用CAE仿真分析的方法，对座椅的坐压分布情况进行评价。若仿真分析结果发现了大范围的应力集中问题，则需要对发泡的舒适性进行调整，来减少后期修改的经济损失。

1.4 座椅骨架材料的选择

人体舒适度对汽车座椅的材质也提出了一定的要求，相关研究[4]指出，在当前汽车轻量化的发展趋势下，借助结构轻量化不仅可以降低汽车的整体重量，也能改善汽车的座椅舒适性，保证驾驶安全。目前在座椅材料的选择中，常见的材料主要包括：（1）铝合金材料。铝合金是目前常见的轻质材料，并且目前已经被广泛的应用在社会生产中，多数企业的实践经验也证明，铝合金材料可以更好的适应外部冲击，对于各种行车风险具有满意的抵抗能力。且在座椅设计中，通过使用铝合金材料能够减少硬质物质的使用，让设计人员更加灵活的设计发泡厚度与座垫参数，也可以提高人体舒适度。（2）高强度钢。与传统材质的钢相比，高强度钢具有质量轻、硬度高等优点，不仅可以显著降低整个车的重量，还可以满足人体对座椅舒适性的要求。