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座椅基础知识 1 一 座椅综述二 座椅组成及结构性能2 1 座椅的功能2 2 座椅的分类2 3 座椅的结构三 座椅的开发及周期与流程介绍3 1座椅的开发3 2座椅和电器相关3 3座椅的执行标准3 4 座椅的试验3 5 座椅图纸问题3 6 座椅的失效模式 内容大纲 2 座椅在整车内饰中 无论从功能上还是从体积上 它都占有很重要的地位 对汽车座椅的设计制造要求一般为以下几点 1 使驾驶员和乘员的疲劳限制在最小程度 2 作为支持人体的部件 应该安全而且触感好 3 座椅是整车结构中成本较高的部件 所以应注意采用经济的结构 4 座椅占去了大部分车内空间 所以应该有令人满意的美术效果 5 座椅的形状和尺寸应与设计的定额乘员相符 一 座椅综述 在某些特殊场合 为了便于进出 或是留出放行李的空间 要求座椅可以折叠或是旋转 所以汽车座椅对于乘员应有良好的坐姿和体压分布 设计与制造应简单而成本低 外形美观 触感好等 此外 整车中 座椅的布置应使方向盘和其他操纵机构和乘员的空间 视野 头部间隙 腿部间隙等之间的关系能适应各种不同身材的人 座椅应有良好的振动特性 由于它要承受人的各种动作的反应 因此必须有足够的强度和刚度 而且它的设计应在车发生撞击时保证安全等等 3 2 1 座椅的功能汽车座椅和其他家用 公用座椅的基本功能是一样的 只不过在车这一特定的环境下附加了许多额外的功能 现在就其在车中的功能简单介绍一下 汽车座椅可前后 上下调节 靠背角度前倾 后倾 座椅可360度旋转 后座椅可以折叠 翻转 头枕可以上下 前后调节 还可以装备DVD显示屏 方便后排的乘客观看 二 座椅组成及结构性能 4 2 2 座椅的分类汽车座椅可以分为很多种 一般汽车前排座椅必须要求有头枕 而后排座椅的头枕可以选择安装 同时 也可以选择座椅是否具备扶手结构 通常来说 前排座椅可以前后 高度 角度调节而中后排座椅的座垫可以前后移动 翻折或旋转 后排座椅的方向可以向前 向后或是侧向 这些都根据整车的风格 目标市场 使用要求来设计 二 座椅组成及结构性能 5 座椅按功能分 座椅按功能分 6 附加功能有 1 座椅上装配电加热垫 全车可装备四套电加热垫 坐垫和靠背都可加热 而且可以做到前后排乘员根据自己的需要分开控制是否需要加热 还可控制加热到适合个人的温度 2 前排驾驶员座椅带腰托 有手动和电动之分 3 头枕带DVD显示屏 4 左右前座椅均带侧安全气囊 更加先进的是在前座椅上配备写字台 笔记本电脑 脚蹬等 例如 B11车座椅的最高配置是 左前座椅八向电动可调 带手动腰托 右前座椅四向手动可调 左右前座椅均带两向的DVD头枕 带电加热垫 侧安全气囊 真皮面料 后排座椅为整体式座椅 带电加热垫 真皮面料 靠背上带中间扶手箱和双杯托 而且可以打开后盖 附加功能 7 2 2 2 按结构形式来分汽车座椅按照结构形式来分可分为靠背折叠式座椅 分离式座椅 长条座椅以及独立座椅等几种 靠背折叠座椅 靠背折叠座椅的坐垫可以是整体的或是分开的 靠背可以折叠 这个功能用来增大后排行李箱的空间 使大而长的行李可以放入车中 分离式座椅 分离式座椅区别于其它类型的座椅 在于分离座椅可以使每个乘员独立的调节座椅 如前后调节 翻转 而不影响其它乘员 分离式座椅可以是40 60 可以是50 50 根据整车的风格定义 长条座椅 长条座椅的坐垫为整体的单个长形的 而靠背可以是分离的或整体的 分离式的靠背可以独立折叠方便后排乘员的进出 独立座椅 独立座椅只供单人使用 一些独立式的座椅可以旋转90度 360度 按结构形式来分 8 2 3 座椅的结构座椅按其组成大致可分为骨架 泡沫 面套 附件等四大部分 2 3 1 座椅骨架座椅的骨架结构需要承受所有的静态和动态负载 它是座椅中最主要的部分 为泡沫提供支撑 护板 座椅附件以及其它支撑都直接或间接连接在座椅骨架上 座椅的骨架结构一般存在有三种型式 拉伸的管状结构 这种结构成本较低 质量较轻 冲压的板状结构 这种结构也比较常见 它的成本较高但是相对于管状结构它更容易控制制造尺寸 线状结构 用于对系统强度要求不高的座椅 座椅骨架上通常要安装座椅调节装置以及角调器等 座椅骨架的形状还必须考虑安转支架的位置 此外 座椅的骨架还必须考虑到负载后的疲劳强度 以及碰撞事故后 车内乘员和内饰件发生二次碰撞后 座椅必须能保证乘员的安全 座椅的结构 9 2 3 2 缓冲部分 泡沫 缓冲部分通常使用泡沫 泡沫是座椅的重要的组成部分 它起到了支撑 减震和缓冲的作用 对乘员的乘坐舒适性有很大的影响 座椅弹簧 最常见的是Z型弹簧 也叫S型弹簧 是决定座椅的静弹性特性和动弹性特性最重要的因素 缓冲部分 泡沫 10 结构示意图 11 座椅的调节机构也是座椅一个组成部分 座椅的滑轨就是最常见的调节机构之一 它同时也提供了座椅和整车底板的连接 座椅的调整机构可以使乘员按照自己的使用要求来调整座椅 常见的有两向 四向 六向 八向等等 包含了座椅的前后调节 坐垫的上下调节 或是将坐垫的前后端独立的上下调节 靠背的角度调节 座椅结构 12 2 3 4 角调器座椅的角调器可以使座椅的靠背沿着固定的轴线角度旋转 角调器有以下几种分类 2 3 4 1 单锁止角调器和双锁止角调器单边锁止的角调器重量轻 成本低 但是疲劳和强度等性能显然不比双锁止的角调器 现在较大排量车的座椅都采用双锁止的角调器 性能优于单锁止的角调器 但双锁止角调器两边锁止必须同步 2 3 4 2 电动和手动角调器有电驱动和手动操作之分 2 3 5 头枕用于限制乘员头部相对于其躯干后移 以减轻在发生碰撞事故时颈椎可能受到的损伤程度的装置 座椅的头枕通常可以分为整体式 可拆式和分体式三种 2 3 5 1 整体式头枕由靠背上端部分形成的头枕 仅能用工具将其从座椅或车身结构上拆下来 或利用将座椅外罩全部或部分拆下来的方法将其拆下来 2 3 5 2 可拆式头枕采用插入或固定的方式与座椅靠背相连且可以与座椅分开的头枕 2 3 5 3 分体式头枕采用插入或固定的方式与车身结构相连且完全与座椅分开的头枕 座椅结构 13 RECLINER角调 14 骨架 15 2 3 6 座椅扶手座椅的扶手通常也可以分为三种 2 3 6 1 独立式的座椅扶手有独立的支撑 不和座椅靠背连接 通常是不可调的 2 3 6 2 整体式的座椅扶手和座椅构成一整体 使用时将它翻转 不用时可以折叠 之后和靠背的表面齐平 2 3 6 3 侧面固定的座椅扶手固定在座椅靠背的侧面通常可以调节 2 3 7 塑料护板塑料护板用来构成座椅的外形部分 遮住座椅的内部骨架机构 2 3 8 面料座椅的面料是指包覆在座椅外层的织物或真皮 人造革的面套 这些不同风格 不同颜色 不同纹理面料通过裁剪和缝制 做成面套后包覆在座椅上 使得座椅体现出具有特征的外观和良好的触感 2 3 9 其他附件在座椅的制作过程中 还有许多不能忽视的附件 例如座椅用嵌条 它用来保护面料的缝口 同时防止缝口的歪斜和改善图案效果 这些附件同样起着重要的作用 座椅结构 16 TRACK power电动滑轨 17 SAB侧气囊 18 2020 1 9 19 Lumber腰托 20 Lumber腰托 21 Massage按摩器 22 heatmat加热垫 23 座椅结构 24 座椅结构 25 3 1座椅的开发一款新座椅的开发周期大致需要18个月 3 1 1座椅前期开发需要考虑的问题 座椅的H点 前座椅与B柱 副仪表板之间的距离要求 座椅的基本要求 色牢度 阻燃性 气味性 高低温 颜色纹理 外观要求 PPAP提交等级 有没有附加的功能等 3 1 1 1 头部空间尺寸一般假人头部最小间隙前排为50 后排为30 3 1 1 2 座椅设计靠背角将合适假人正确放置在座椅上 假人躯干线与过H点垂直于XY平面的直线在汽车纵向中心面上的夹角 一般测量过H点且平行于座椅靠背骨架的面与过H点且平行于YZ平面的面之间的夹角 通常为25 三 座椅的开发及周期与流程 26 3 1 1 3 前后排座椅之间的腿部空间前排座椅调整到最后位置并呈舒适驾驶姿态的靠背角度 使用95 假人 后座人体小腿与前排座椅靠背背面相平齐 脚布置在前座下面 考虑后座乘员的活动空间 膝部与靠背面间留有一定间隙 约为30 小型车身也可以没有此间隙 小腿与靠背面相贴的布置 一般需要在前座下留有足够的搁脚的空间 前座靠背的压缩量一般为20 3 1 1 4 座椅坐垫 侧护板 靠背与周边零部件的配合 与门护板之间的间隙车门扶手一般高于座椅H点190 203 在坐垫前后调节的过程中以及操作座椅调节机构的过程中 外型面 包括坐垫 靠背泡沫 侧护板等和门护板之间的距离至少50 与副仪表板之间的间隙一般距离为要求为座椅在前后移动以及靠背角度调节的过程中 任意位置 不与副仪表板发生干涉 座椅的外型面到中通道的距离最少为5 与B柱护板之间的间隙座椅在前后移动以及靠背角度调节的过程中 外型面与B柱护板的间隙为40 60 上述的数值都是经验值 具体可以根据不同等级的车 座椅前期开发需要考虑的问题 27 3 1 1 5 内部尺寸所谓的内部尺寸指的是座椅系统本身的部件之间的配合 它主要有包含有泡沫与塑料件 塑料件与金属骨架 泡沫与金属骨架等等 座椅的靠背可以调节 需要有合适的运动空间 同样需要美观 靠背和坐垫泡沫之间不留有间隙 相互嵌入 通常这个尺寸为10 15mm 内部尺寸 28 同时 随着目前座椅功能的增多 部分豪华座椅上配置了DVD显示屏 带DVD显示屏的座椅头枕要满足GB11550头枕性能试验要求 头枕屏上端到头枕顶端的距离最小必须为45mm 头枕屏下端到头枕底面的距离最小必须为20mm 座椅侧气囊也是我们常见的豪华配置 座椅侧安全气囊的安装位置一般在H点以上240 490mm区域内 安装方式可与气囊制造商协商确定 3 1 1 6 座椅的运动座椅要满足不同身材的人乘坐 要实现更多功能 体现舒适性 现在的汽车对中后排的座椅要求越来越高 不仅仅局限于简单的前后调节 座椅的靠背可以角度调节 坐垫可以高度调节 可以折叠 翻转 可以旋转等等 这些都对我们的座椅设计提出了更高的要求 3 1 23C认证资料整车3C认证的表格 表1 表2 如下图 试验所出的报告中能正确的反映出车型 便于报公告 下表以某车型座椅为例 内部尺寸 29 座椅及头枕 30 座椅面料 31 3 2座椅和电器相关若座椅是电动可调的 并且带电加热垫 那么在开发初期要确定电机和电加热垫相关参数 若还有其他附加电器元件 如侧安全气囊 DVD显示屏 安全带等 需要确定接插件型号 以及负载功率要求 3 3座椅的执行标准在中国汽车的48项强检中 座椅必须做以下两项强检试验 车座椅系统强度要求及试验方法 GB15083 2006 其中还包括 汽车安全带安装固定点 GB14167 93 车座椅头枕性能要求和试验方法 GB11550 1995 同时 我们也需要关注欧洲和美国的相关法规 座椅和电器相关 32 座椅相关标准 33 座椅相关标准 34 3 4 座椅的试验每种车型的座椅都具有不同的形式 所以座椅的试验通常是根据标准来制定相应的试验大纲 此外有三个必须重视的座椅的试验 座椅的H点的测试 静压感 姿势 体压分布 触感等 动压感 上下 左右 前后方向的振动特性等 3 5 座椅图纸问题图纸上需要重点标注外形尺寸 功能尺寸 装配尺寸 H点坐标 线束布置图 电器原理图等 3 6 座椅的失效模式 前座椅靠背扭曲 前座椅晃动量大 前座椅与副仪表板干涉 装安全带锁扣的螺柱螺纹不正确 后座椅装配时 不便于装配 座椅跑完三万公里路试后 面料起皱 左前座椅异响 座椅的试验 35 汽车座椅H点 指三维H点装置的躯干线和大腿中心线的交点 是用三维H点装置测得的 此装置应选用适当腿长的数据 并安装在制造厂规定的座椅的正常驾驶或乘坐姿势时的最后位置 汽车座椅H点由三维H点装置上的H点标记钮测得 装置描述和结构 H点装置是用加强塑料和金属构成的分离的背板和座板 模拟了人体的躯干和大腿 小腿杆件的长度可调 在相当与成年男子尺寸第50百分位和第95百分位处 大腿杆和小腿杆均有定位销 有两个水平仪用于装置空间定位 代表人体各部分质量的重块可施加在相应各部分中心位置 使座椅承受一个相当于成年男子平均质量的重力而产生变形