基于标准断面的座椅舒适性开发设计

作者：AI汽车制造业文章来源：AI汽车制造业发布时间：2015-09-14

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　　椅能增加乘员驾驶的愉悦程度，降低长时间驾驶的疲劳，而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、操控性和减振性能等，座椅的舒适性也是整车厂需要关注的另一项重要技术指标。

　　座椅舒适性是非常复杂和难以判断的一个指标，它受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、不同体型和性别对舒适性的评价也有所差异。

　　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）以及坐垫高度等。乘坐空间会影响驾乘人员的视野、坐姿甚至心情。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的要求，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，而用于调节操作的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，可以考虑使用双硬度发泡作为补充。

　　织物面料和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的大致尺寸和比例关系。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。

图4 压陷量H-32

　　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，降低重新设计模具的风险，进而节约了开发时间和开发成本。

　　3.座椅的配置

　　面套的复合层厚度，座椅上是否有加热、通风、腰部和腿部职称等功能，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，这样既可以满足多数女性的需求，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，在尽量保证安全性的前提下满足舒适要求。

　　5.人体在整车环境内的坐姿

　　根据不同的姿态，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。