基于進出耐久測試的座椅舒適性衰減特性研究

李金柱 周斌

摘 要：座椅是汽車中重要的一部分，而泡沫又是影響座椅舒適性的重要因素，通過耐久試驗，測試泡沫的衰減特性，并探究該特性對座椅舒適性的影響。

關鍵詞：座椅；泡沫；進出耐久；舒適性

中圖分類號：U463.8 文獻標識碼：B 文章編號：1671-7988（2018）17-70-03

Abstract： The seat is an important part of the car， and foam is an important factor that affects the comfort of the seat. Through the endurance test， the Attenuation characteristics of the foam are tested， and the influence of this characteristic on the comfort of the seat is explored.

Keywords： Seat； Foam； entry-exit seat durability test； Ride Quality

CLC NO.： U463.8 Document Code： B Article ID： 1671-7988（2018）17-70-03

前言

汽車座椅作為車身內飾件中重要部件之一，直接關系到成員的乘坐舒適性和安全性。如今，人們對于座椅的乘坐舒適性關注度日益增強。汽車座椅在設計時更多的考慮到設計狀態下座椅的靜態舒適性，而在車輛使用過程中，隨著乘員進出座椅及正常乘坐后，座椅發泡的物理特性及造型等發生變化，可能與設計狀態變化較大，難以滿足設計狀態舒適性的要求。

1 泡沫發泡的特點

海綿發泡是以化學材料異氰酸酯和聚醚作原料，添加部分發泡劑、催化劑、等多種助劑，先通過專用的設備將其不同材料混合均勻，再經高壓噴涂，發泡而成的高分子聚合物。TDI和MDI同為聚氨酯的主要原料，但因結構、性能差別，細分用途大不相同[1]。

隨著座椅與乘員接觸次數的增加，泡沫的厚度會相應變化，硬度的損耗可能有兩方面引起，一是泡沫在反復擊打過程中儲存的內部熱量使鏈段發生重排降低了硬度；二是在過程中由于泡孔脆性大發生破壞使得硬度降低。

2 泡沫疲勞性能測試

泡沫聚合物材料已經有數十年的開發歷史。 對于需要長時間在壓力下反復振動的汽車座墊，疲勞性能是測試其耐用性的重要指標，也是各個汽車OEM要求的一項重要物理性能指標[2]。其評價方法主要有厚度損失和硬度損失，不同廠家的疲勞方法和測試項目略有不同，但基本與ISO 3385和ASTM D3574的方法類似[3]。

人體進出耐久測試，也叫座椅導入/導出試驗，用來模擬人體進出座椅的一個過程，試驗一般五個位置為一個循環，織物面料、人造革面料和真皮面料的循環次數均為10000次[4]。試驗期間不允許產生噪音。試驗后，座墊不允許斷裂，座墊表面縫線沒有斷裂，面套和座墊泡沫不應破損。對于真皮面料，允許顏色層有破損，但真皮不允許凸起。對于人造革面料，允許顏色涂層有磨損，但主體結構不允許磨損。

3 試驗測試結果對比分析

選擇9款不同的座椅作為研究對象，進行人體進出耐久測試，對于座墊以測試之前加載600N的壓陷量作為基準，分別測量循環5000、10000、15000、20000耐久試驗后，加載600N的壓陷量；對于側翼則是以20N的壓陷量為基準，分別測量循環5000、10000、15000、20000耐久試驗后，加載20N的壓陷量。

從圖1（a）到（i）對比可以發現，側翼的變化規律較復雜，但總體上隨著循環試驗次數的增加，壓陷量越來越大。隨著試驗次數的增加，泡沫側翼的支撐效果變差。

從圖2（a）到（i）對比可以發現，一方面隨著循環試驗次數的增加，壓陷量越來越大；另一方面除了圖（3）（9），整體上都呈現斜率越來越低的現象。這主要是由于隨著試驗次數的增加，泡沫的脆性變大，硬度降低，另外隨著試驗次數的增加，泡孔遭到不同程度的破壞，會導致泡孔空間變小。當泡沫的泡孔完全被破壞后，會導致座椅的減震效果嚴重下降，座椅的乘坐舒適性變差。

4 結論

本研究在通過9組座椅的進出耐久測試后，測試相應的壓陷硬度，結果表明，隨著試驗次數的增加，座椅的壓陷量

變大，會導致座椅的支撐和減震效果變差，影響乘客的乘坐舒適性。

參考文獻

[1] 劉岸. MDI和TDI的替代分析[J]. 環球聚氨酯， 2007（11）：16-18.1.

[2] Casati， Herrington， Broos， et a1. Automotive Seating Foams： Imnro -ving Their Comfort andDurability Performance[C].Polyurethanes Expo'98，1998.417-431.

[3] 吳吳，王燕.軟質泡沫聚合材料動態疲勞性能測試的發展現狀[J].中國塑料.2004，18（4）：90-93.

[4] 鐘柳華，孟正華，練朝春.汽車座椅設計與制造[M].國防工業出版社， 2015.