座椅是车辆中和乘员最直接接触的零件,舒适的座椅能增加乘员驾驶的愉悦程度,降低长时间驾驶的疲劳,不舒适的座椅不仅会影响驾驶的安全性,更会影响客户对车的购买意愿。所以除了汽车的动力操控性,减震性能等,座椅的舒适性是整车厂需要关注的重要技术指标。
座椅舒适性是非常复杂和难判断的一个指标,它受着多方面因素的影响和作用。不同的人对舒适性有不同的评价,而不同的车辆配置、社会分工、性别和国籍也会对于舒适性的评价有所差异。
影响座椅静态舒适性的几个主要因素
1.乘坐空间
如图1所示,乘坐空间主要包括头部空间A(前排)和B(后排)、肩部空间、膝部空间L48-2、腿部空间L34(前排)和L51-2(后排)以及坐高等。乘坐空间会影响驾乘人员的视野、坐姿乃至心情。在有限的空间内提供足够的乘坐空间才能保证乘坐的舒适性。
图1假人布置图
2.座椅的轮廓面(STO—Seat Trim Outline)
座椅的外轮廓面不仅要满足视觉效果要求,更要考虑乘坐的舒适性。座椅中间区域的宽度、侧翼的高度、肩部和腿部的离去点、腰部支撑位置、坐垫的角度和长度,以及吊紧槽的位置等均会对座椅的舒适性产生影响。通过在前期对关键尺寸的布置,可以大幅减少后期的工作量。
3.座椅的结构
座椅的骨架设计,MTM(身体到座椅内骨架硬点的距离)会影响舒适性。由于人体不同位置敏感程度的不同,我们严格定义不同区域的MTM的要求。而对于操作按钮也布置在舒适性要求的区域内(见图2)。
图2 人机操作按钮布置区域
4.座椅的材料
发泡的硬度和厚度,面料的材质都会对座椅的舒适性有影响。发泡的软硬直接决定对人体的支撑,过软或者过硬都会引起不适。对于侧向支撑不足的座椅,也会考虑使用双硬度发泡。
在用织物面料或是皮革,能够影响座椅的横向支撑;而面料的用量直接影响座椅的外观;面料及其附件能够影响面套的耐久性,从而影响汽车座椅的舒适性;面料类型影响乘客体表冷热感受方面的舒适性;如果吊紧位置距离人体太近将直接影响乘客的舒适性(例如,在坐骨下吊紧比在臀部吊紧要好);面套的张紧度和复合层的材料也会影响H点(人体模型的大腿和躯干的铰接点)的位置。
舒适性标准断面开发
在众多影响因素中,座椅轮廓面的设计尤为重要,因为它不仅可以保证人体
的坐姿,也会间接决定MTM、发泡硬度等因素。所以,为了保证座椅的STO面可以满足舒适性的要求,在项目开发前期,就对座椅轮廓面开发提出了要求。
标准断面的开发要考虑以下几方面内容:
1.座椅骨架
座椅骨架是开发断面的基础,它的基本参数决定了座椅形面大致的尺寸和比
例关系。骨架的宽度、高度和侧板的高度等都间接影响座椅的轮廓。而座椅的尺寸也会受到骨架的限制。
2.压陷量
座椅的压陷量会直接反映出座椅的软硬。前期断面的定义会直接决定乘坐的
软硬感觉。通常,在项目前期,会通过主观评审确定主要竞争车型,确定客户对于座椅软硬程度的喜好,同时结合车型的定位,定义出相应的压陷量。并通过压陷量曲线反映出来(见图3)。
图3 压陷位置加载前后曲线图
在断面上,压陷量数据主要体现在中截面上,我们定义压陷量是座垫的表面到D点的距离(见图4)。通常来说,压陷量越大,座椅乘坐的感觉越软;压陷量越小,座椅乘坐的感觉越硬。座椅的轮廓面一旦锁定,压陷量就会锁定。如果后期对于座椅软硬有抱怨,也只能在一定的范围内进行微调,否则会影响H点的位置,即假人在整车中的位置。
所以,前期在理论上就尽量满足客户的期望,可以减少后期的更改,降低重新开模具的风险,进而节约了开发时间和开发成本。
图4 压陷量H-32
3.座椅的配置
面套的复合层厚度,座椅上是否有加热、通风、腰部和腿部支等功能,也会影响对于
断面的设计。比如,对于带腿部支撑的座椅,其离去点应设计的偏小,这样可以即满足5%的女性的需求,不会觉得顶小腿,又可以满足95%的客户的坐垫的长度;而对于有腰部支撑的座椅,在断面的设计上不使腰部的支撑过于突出。而对于有加热、通风的座椅,因为会影响乘客对软硬的感知,所以会相应的调整压陷量的大小。
4.安全性
对于头枕来说,在设计时应优先考虑满足安全要求,但是也要同时考虑到舒适性。通常来说,头枕离头越近,对乘员的颈部保护越好;离头越远,乘坐的舒适性越好。所以在前期设计中需要找一个平衡点,在尽量保证舒适性的前提下满足安全性的要求。
5.人体在整车环境内的坐姿
不同的姿态,座椅对人体的支撑也是不同的。同样的形面下,不同的躯干、大腿角度(见图5)会对人体的支撑产生不同的效果。
图5 大腿角度A57,躯干角度A40
6.整车的风格和定位
车型的市场定位和整体的内饰风格也会影响客户对于舒适性的期望。比如,对于运动型座椅,整个座椅的包覆感要更好,发泡的硬度也会相对较硬;而对于舒适性的座椅,则支撑略少,发泡也会略软。经过权衡以上多方面因素,我们会得到一般舒适性标准断面(见图6)。
图6 标准断面
结论
在舒适性开发过程中,座椅包络面对于舒适性的影响是至关重要的。通过舒适性标准断面的开发,可以尽量的得到最贴近舒适性的座椅形面。不仅可以缩短开发时间,更可以节约开发成本。
当然,目前对于不同的车型会有不同的舒适性标准断面,研究还不够系统,在未来的研究中,会将标准断面更加平台化,增强其适用性,进而可以更好的满足客户的需求。
获取更多评论