轿车座椅被动安全性分析

李晓海 张海涛 安德英

摘 要：随着当前人们对轿车的拥有量大大增加，人们对轿车的使用要求也愈来愈高，轿车的使用过程中，安全性是人们需要考虑的重要因素，只有真正的提升轿车的整体安全性，才能给驾驶人员的生命带来安全。本文主要从轿车座椅安全性功能以及被动安全性进行详细分析，希望能为座椅的安全性设计提供有益思路。

关键词：轿车座椅;被动安全性;设计思考

0 引言

轿车的座椅安全性设计是比较重要的，这是保障驾驶人员以及乘坐人员安全的重要保障，所以保障轿车座椅的安全设计显得愈来愈重要。车辆事故发生中，有很大一部分是在座椅的设计不合理以及质量没有得到有效控制而发生的，所以在座椅的安全性保障工作方面要加强重视。

1 轿车座椅安全性的分析

轿车中的座椅是轿车组成的重要构成，为能有效保障驾驶人员以及乘坐人员的安全，这就需要在座椅的安全性能保障方面加强重视。座椅的安全性有主动安全和被动安全之分，在发生碰撞事故过程中，座椅能降低乘坐者生命危险系数，减少冲击损伤，所以安全性在座椅支撑以及定位环节是要点，座椅骨架能给乘坐者带来刚性支撑，发生交通事故中承载车辆碰撞过程中产生冲击荷载，保障座椅的穩定性是比较重要的[1]。轿车座椅当中配备有SBR题型使用安全带的驾驶人员以及乘坐者安全，大多不系安全带的人员在SBR题型后工会主动系上安全带，这对保障人员的安全有着积极作用。座椅的骨架通常设计成防下潜的结构，和安全带进行配合应用，能有效避免发生突然制动的时候人员下滑现象，从而能够有效保障乘车人员安全。座椅的设计中从安全的角度出发，在发生后碰的时候，头枕吸收撞击产生能量能有效避免头部的惯性力对其颈椎造成不可逆损伤。只有保障轿车座椅的安全性，才能真正保障乘车人员的生命安全。

2 轿车座椅被动安全性设计和发展

2.1 轿车座椅被动安全性设计

轿车座椅被动安全性设计过程中，从安全防护的角度出发，在各环节的设计环节都需要加强质量的有效控制。其中在靠背强度以及安全性的设计过程中，要注重尾部碰撞保护，所以有不互通的靠背强度设计的概念，柔性吸能式的靠背，以及刚性的靠背设计，不同强度设计的概念和不同强度碰撞条件相结合形成，在各条件下保护效果的良好呈现，都需要从设计优化的角度出发，上世纪六十年代的几种典型强度水平座椅实验的设计，在产品座椅强度达到1000～2000N·m间的时候，速度变化在8～30km/h强度碰撞当中耗尽了所有吸能的能量，通常的座椅产品能够保障头部相对胸部运动减轻很小，能够防止多数情况下的中上。在强度超过设计范围的时候，座椅靠背强度无法起到有效保护的作用[2]。有种乘员动力学模型对靠背动载荷进行了计算，在假设的低速碰撞下靠背所承受的最大动态力矩也高于法规中的枪电镀限值。从理论层面来说，刚性靠背设计概念是无可非议的，能够在高强度的碰撞当中保障正常坐姿以及标准状态下的乘员安全。刚性靠背把加速度分布全身的时候，人员胸部承受35g以上加速度。设计当中如果事故的发生条件不具有代表性，设计中低强度尾部碰撞中发现，乘员身体沿靠背上滑以及靠背对乘员产生回弹等，这也是容易发生安全事故的。

轿车座椅被动安全性设计过程中从坐垫的结构安全的设计方面要充分重视，安全带等约束系统是和座椅系统紧密相关的，脱离了座椅系统就会失去作用，而座椅对安全带的保护有着至关重要的作用，决定碰撞中乘员垂直荷载性质以及程度，坐垫通常不同对乘员造成直接冲击上海，结构对乘员运动过程和约束力施加到乘员身体上方式和外部荷载绝对值大小有着很大影响[3]。结构对人体坐姿的影响主要体现在几个重要方面，颈椎倾角，极限是80°，胸部倾角，躯干基准线和x轴间夹角，期望在碰撞最终阶段，能使得α小于等于直角，只有水平运动α小于等于直角的姿势才能够保障肩部安全带合理作用在上胸部，其承载能力高于下胸部以及腹部。所以在设计过程中，这就需要从这些基础性的要求方面加强重视，做好坐垫的设计质量和安全。坐垫对骨盆反作用力重要的影响因素，不同硬度分布的坐垫对坐姿参数都会产生很大影响[4]。

轿车座椅被动安全性设计方面，从整体的安全性设计环节要加强重视，座椅整体结构安全性设计需要对约束系统效能影响和相关约束系统连接方式进行分析。尾部碰撞中由于车体吸能，碰撞中的乘员和车体发生向后相对运动，安全带能够带给人松弛，卷收器卷收弹簧的强度不足，不能在短时间中及时卷收器收回，所以在安全带上导向点装在柱上时候，后补的碰撞上导向点会相对乘员向上进行移动，这就容易造成肩带发生松弛的现象[5]。而在下固定点的安装中如果是安装在地板上也是容易发生松弛的状况，之后乘员身体就会从靠背回弹，和织带间冲击，集中的荷载就会对乘员造成伤害。而在整体座椅的设计主要对于安全带松弛的现象所提出的，设计中安全带三个固定点都是在座椅上的，不管是调整座椅前后位置和高度，或尾部在碰撞当中座椅相对车身后移过程中，安全带系统会随着运动能够为成员保障良好的约束条件，这样的设计在安全性能上是比较高的。

为能够保障轿车座椅被动安全的质量，这就需要对其安全性进行检测，通过静态强度和动态强度试验台的设备运用下，对座椅的安全性进行检测，通过液压驱动的方式运用下，油缸托架沿着丝杠进行上下移动，油缸对座椅各部位施加载荷，从而对座椅的被动安全性进行检测。

2.2 轿车座椅被动安全性发展

轿车座椅被动性的发展过程中，随着技术水平的不断提升，新的技术在座椅被动安全性设计当中加以应用，这对提升座椅设计的质量能够起到积极作用。未来的发展过程中，设计开发流程的改进是比较重要的，结合轿车座椅被动安全性改进，在设计开发流程中，通过仿真技术科学化运用，以及新结构技术的科学化运用，座椅前期设计开发当中将仿真分析软件加以科学化运用下，能够对轿车座椅有限元碰撞实施有效分析，这样就能为轿车座椅的改进提供直接的参数，从高效性以及快速性和低成本方面进行设计改进，从整体上提高座椅设计的安全性能。

轿车座椅被动安全性的发展过程中，新的结构技术的应用下，对座椅的设计安全的保障水平也能有效提升，座椅开发当中，通过新技术的应用，如主动安全式头枕以及疲劳驾驶座椅振动提醒等这些都能有助于保障座椅的设计安全。也可通过主动防潜的结构科学化运用，能够在安全的性能上大大提升，这对保障轿车的座椅安全也能起到积极作用。而在固定防潜结构的实际运用下，位置低防潜效果不佳，位置高对驾驶的舒适性产生影响，主动防潜结构运用下能进行移动，从而这对保障座椅的设计安全质量起到促进作用。

3 结语

综上而言，处在当前的经济发展背景下，人们对轿车的驾驶安全愈来愈注重，保障轿车座椅的安全才能保障乘员的生命安全，所以在座椅的安全性设计方面，这就需要从不同的角度出发，注重结合实际的需求进行优化，从不同的角度出发保障座椅设计的整体安全，为能提升整体设计质量打下坚实基础。通过上文中对座椅的安全性作用以及相应设计和发展的理论探究，能够进一步地认识到座椅设计安全的重要性，为实际设计工作的开展起到了积极作用，能够为实际设计工作的质量控制以及要点的把控打下理论基础。

参考文献：

[1]漆志川.汽车座椅钢骨架轻量化及被动安全研究[J].世界有色金属，2018（09）：200+202.

[2]张帆，薛强，程大伟，等.基于颈椎动力学响应的座椅被动安全性研究[J].天津科技大学学报，2019，31（01）：68-72.

[3]苏忠根，龙江启，周斯加.增程式纯电动汽车后碰撞安全性仿真和试验研究[J].中国机械工程，2019，24（07）：964-970.

[4]冯需，杨宏刚，王燕.汽车驾驶座椅人-机系统安全性设计[J].汽车与安全，2018（06）：54-56.

[5]黄世霖，李一兵，张金换，等.汽车被动安全性试验研究[J].汽车工程，2018（04）：193-199.