汽车座椅舒适度及安全性研究

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【摘要】在汽车中，汽车座椅设计涉及很多学问，其中舒适度和安全性的设计是最重要的两点。提高安全性的作用不言而喻。提高汽车座椅的舒适度，对于降低驾驶疲劳、使驾驶者的心情愉悦、减少安全事故的发生具有重要作用。这也是目前汽车座椅设计的一个重点。

【关键词】汽车座椅；舒适度；安全性；研究

中图分类号： TU714 文献标识码： A

前言

文章对汽车座椅的安全性和舒适性进行了介绍和阐述，并结合自身实践经验和相关理论知识，对汽车座椅的安全性、舒适性设计进行了探讨。

二、汽车座椅安全性研究

1.汽车安全座椅的种类及特点

（一）滑移式汽车安全座椅

在汽车座椅底座处沿车身纵向设置滑槽，在汽车发生碰撞时实现驾乘人员随汽车座椅一起向前或向后滑移适当距离，以减少人员在惯性力下与汽车转向盘、仪表板等发生挤压的危害。这类安全座椅制造和使用都很简单，但其仍旧属于被动安全范畴，滑移距离不易于控制，对后排人员安全威胁较大。

（二）后倾式汽车安全座椅

后倾式汽车安全座椅的基本思路是，在汽车发生正面碰撞时，在一定条件下使得座上人员随座椅后仰，以避让危害。这类安全座椅对后排人员威胁较小，但如何将人员固定于座椅上，如何实现后仰，如何锁止等问题都是不容易解决的难题。

（三）综合式汽车安全座椅

综合式汽车安全座椅是指将滑移式安全座椅和后倾式安全座椅的特点综合利用的汽车安全座椅。一种能在汽车相撞时实现自动弹射后退、靠背旋转及时避让车头部对人擅挤的汽车安全座椅。综合式安全座椅可以较充分地利用座椅的特殊位置，以提高汽车的安全性能，但其在技术上比滑移式和后倾式要求都要高出许多。

2.汽车座椅在汽车安全中的作用

汽车交通安全问题可从交通秩序和汽车本身安全性两方面来解决。仅靠改善交通秩序是不够的，提高汽车本身安全性能也非常重要。提高汽车安全性的方式有很多种，包括在转向机构安装吸能装置、安装安全气囊、配备防撞报警系统、配备汽车安全座椅等方法。

（一）吸能装置的安装使得转向机构的设计与制造难度大大增加，制造成本增加，而且要在一定程度上放弃转向操纵的可靠性。

（二）安全气囊必须与安全带配套使用，在气囊膨开的空间内不能有任何东西，如果在乘员和气囊中间有什么物件，气囊就可能无法正常打开，或者可能会将此物件打到乘员身上，导致严重伤害甚至死亡；安全气囊为一次性产品，即气囊只要引爆就不能塞回去再使用，引爆后须回厂更换新气囊。

（三）防撞报警系统能够提示驾驶员危险的存在，但不能自动采取保护措施，对于酒后驾驶、疲劳驾驶等情况无法起到其预期作用。

（四）汽车座椅作为汽车必备的一部分，对于汽车安全还有巨大的可开发空间，汽车安全座椅在提高汽车安全性能方面的作用日益凸显。

三、汽车座椅舒适度研究

1.汽车座椅舒适性设计的重要性

关于人机工程学在汽车座椅设计中的应用，其可行性可以分为概念化阶段、具体化阶段、周详设计阶段及检验校核阶段等多阶段进行设计。

1）概念化阶段：整体设计的理念和宗旨，是保证今后具体设计得以顺利进行的前提条件。对座椅设计概念化进行设定的过程，涉及座椅相关的功能、构造和材料以及形状等问题。

2）具体化阶段：按照在概念化阶段设定的设计方案，解决座椅的构造、功能和精致感问题并创造出其基本形状；

3）周详设计阶段：重点放在符合整体的外观和核心架构的设计上。产品的外观、座椅的造型以及稳定的构造应该既反映其精湛设计，又能实现人们对舒适性的要求，这就是汽车座椅设计的重点。

2.座椅舒适度研究

（一）座椅舒适度的指标．

根据人机工程学原理，为保证座椅的舒适度，针对静态舒适度，设计中应遵循以下原则：①座椅尺寸用设计时的假人进行校验；②座椅应可调节，能使驾乘者变换姿势，并最大范围满足乘坐要求；③座椅应能使乘坐者保持舒适坐姿，靠背结构和尺寸应给腰部充分的支撑，使脊柱接近于正常弯曲状态。

上述各项指标应通过不同的方法，根据人机工程学原理来设计和评价。其中座椅的几何相关特性应符合人体测量学特征。如座宽对应人的臀宽，它的设计应符合身材高大的人，适宜采用较大百分位的女性测量值为设计依据；靠背的尺寸与坐高及肩宽有关，舒适的靠背形状与人体脊柱曲率有关等。压力分布特征要符合人体坐姿：根据人体脊椎骨受力特征，座垫上合理的压力分布应是坐骨处最大，并向四周递减，大腿部位压力最小；靠背处腰椎部应有强大的支撑，沿此向外逐渐减小；另外，左右两边压力应当对称分布。

座椅舒适度的影响因素

座椅舒适性主要包括静态舒适性、动态舒适性(又称振动舒适性)以及操作舒适性三方面内容。静态舒适性是指座椅在静止状态下提供给人体的舒适特性，主要与座椅尺寸参数、材质、调节特性等有关；动态舒适性是指汽车在行驶状态下通过座椅骨架以及座垫将振动传递到人体后给人的舒适特性；操作舒适性主要是指在驾驶过程中驾驶员操作的舒适特性。汽车座椅主要由座垫、靠背、头枕和调节装置等组成，座椅整体舒适性取决于对这些组成部分的局部舒适感觉以及座椅整体的散热排湿、减振性能等。

座椅的几何尺寸是影响座椅舒适度的因素，但研究发现这并非唯一最主要的影响因素。许多文献都提及腰部支撑的重要作用。腰托的形状和位置，对于是否能使人保持良好坐姿，减少人体疲劳具有重要作用。从人机工程学的角度来讲，腰部是体现座椅功能的关键部位。因此，座椅的腰托是影响舒适性的关键因素。腰托的安装位置在座椅靠背结构设计中十分重要。乘员正常入座时，人体身躯与大腿的连接点一胯点(hippoint)简称H点，H点的位置是决定驾驶员操作方便、乘坐舒适性相关的车内尺寸的基准，此外座椅的调节特性对座椅的舒适度影响很大，已成为座椅舒适度设计中重点考虑的因素。压力分布是导致不舒适的最主要的生物力学因素，通过界面压力对座椅舒适度进行评价是一种重要客观、有效的方法。

3.座椅的舒适性设计

通过以上对座椅静态舒适性、动态舒适性的分析，对我们座椅的设计提供了很多舒适性方面的要求，我们要得到乘坐舒适的座椅，应该要从以下几个方面去考虑：

①确保座椅的H点，与其设计位置的偏差在规定的范围内。

②座椅外形尺寸设计在合适的范围内，以满足人机工程学的要求。

③通过调整泡绵、座椅面套等座椅零部件材料的相关性能来获得合理的体压分布。

④选用增加舒适性能的座椅结构及部件，如座垫采用悬架系统，座垫和靠背用弹簧结构来吸收振动，增加腰部支撑机构，选用透气、透湿性能好的座椅面套材料等。

⑤减小座椅的共振频率，降低对人体最有影响的高频区，降低共振时的振动传递率，与汽车的其它减振系统相匹配，降低乘员10Hz附近的振动传动率。

⑥在设计验证时，对座椅舒适性进行主观性评价试验。通过选取不同身高、体重人员来对表格中各项进行评分，以验证座椅的舒适性。

四、结束语

汽车座椅设计时安全性、舒适性需要要考虑多方面的因素；因此，设计时，应该把握好二者的平衡点，才能做出最优的设计。

参考文献：

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[2]孟翔.王宏明.基于ADAMS的汽车座椅冲击强度研究[J].机械设计与制造，2012,(11)：167.

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[4]郭鸿瑞.汽车主动安全新技术及其发展趋势[J].汽车实用技术,2010(05).