轎車座椅被動安全性分析

李曉海 張海濤 安德英

摘 要：隨著當前人們對轎車的擁有量大大增加，人們對轎車的使用要求也愈來愈高，轎車的使用過程中，安全性是人們需要考慮的重要因素，只有真正的提升轎車的整體安全性，才能給駕駛人員的生命帶來安全。本文主要從轎車座椅安全性功能以及被動安全性進行詳細分析，希望能為座椅的安全性設計提供有益思路。

關鍵詞：轎車座椅;被動安全性;設計思考

0 引言

轎車的座椅安全性設計是比較重要的，這是保障駕駛人員以及乘坐人員安全的重要保障，所以保障轎車座椅的安全設計顯得愈來愈重要。車輛事故發生中，有很大一部分是在座椅的設計不合理以及質量沒有得到有效控制而發生的，所以在座椅的安全性保障工作方面要加強重視。

1 轎車座椅安全性的分析

轎車中的座椅是轎車組成的重要構成，為能有效保障駕駛人員以及乘坐人員的安全，這就需要在座椅的安全性能保障方面加強重視。座椅的安全性有主動安全和被動安全之分，在發生碰撞事故過程中，座椅能降低乘坐者生命危險系數，減少沖擊損傷，所以安全性在座椅支撐以及定位環節是要點，座椅骨架能給乘坐者帶來剛性支撐，發生交通事故中承載車輛碰撞過程中產生沖擊荷載，保障座椅的穩定性是比較重要的[1]。轎車座椅當中配備有SBR題型使用安全帶的駕駛人員以及乘坐者安全，大多不系安全帶的人員在SBR題型后工會主動系上安全帶，這對保障人員的安全有著積極作用。座椅的骨架通常設計成防下潛的結構，和安全帶進行配合應用，能有效避免發生突然制動的時候人員下滑現象，從而能夠有效保障乘車人員安全。座椅的設計中從安全的角度出發，在發生后碰的時候，頭枕吸收撞擊產生能量能有效避免頭部的慣性力對其頸椎造成不可逆損傷。只有保障轎車座椅的安全性，才能真正保障乘車人員的生命安全。

2 轎車座椅被動安全性設計和發展

2.1 轎車座椅被動安全性設計

轎車座椅被動安全性設計過程中，從安全防護的角度出發，在各環節的設計環節都需要加強質量的有效控制。其中在靠背強度以及安全性的設計過程中，要注重尾部碰撞保護，所以有不互通的靠背強度設計的概念，柔性吸能式的靠背，以及剛性的靠背設計，不同強度設計的概念和不同強度碰撞條件相結合形成，在各條件下保護效果的良好呈現，都需要從設計優化的角度出發，上世紀六十年代的幾種典型強度水平座椅實驗的設計，在產品座椅強度達到1000～2000N·m間的時候，速度變化在8～30km/h強度碰撞當中耗盡了所有吸能的能量，通常的座椅產品能夠保障頭部相對胸部運動減輕很小，能夠防止多數情況下的中上。在強度超過設計范圍的時候，座椅靠背強度無法起到有效保護的作用[2]。有種乘員動力學模型對靠背動載荷進行了計算，在假設的低速碰撞下靠背所承受的最大動態力矩也高于法規中的槍電鍍限值。從理論層面來說，剛性靠背設計概念是無可非議的，能夠在高強度的碰撞當中保障正常坐姿以及標準狀態下的乘員安全。剛性靠背把加速度分布全身的時候，人員胸部承受35g以上加速度。設計當中如果事故的發生條件不具有代表性，設計中低強度尾部碰撞中發現，乘員身體沿靠背上滑以及靠背對乘員產生回彈等，這也是容易發生安全事故的。

轎車座椅被動安全性設計過程中從坐墊的結構安全的設計方面要充分重視，安全帶等約束系統是和座椅系統緊密相關的，脫離了座椅系統就會失去作用，而座椅對安全帶的保護有著至關重要的作用，決定碰撞中乘員垂直荷載性質以及程度，坐墊通常不同對乘員造成直接沖擊上海，結構對乘員運動過程和約束力施加到乘員身體上方式和外部荷載絕對值大小有著很大影響[3]。結構對人體坐姿的影響主要體現在幾個重要方面，頸椎傾角，極限是80°，胸部傾角，軀干基準線和x軸間夾角，期望在碰撞最終階段，能使得α小于等于直角，只有水平運動α小于等于直角的姿勢才能夠保障肩部安全帶合理作用在上胸部，其承載能力高于下胸部以及腹部。所以在設計過程中，這就需要從這些基礎性的要求方面加強重視，做好坐墊的設計質量和安全。坐墊對骨盆反作用力重要的影響因素，不同硬度分布的坐墊對坐姿參數都會產生很大影響[4]。

轎車座椅被動安全性設計方面，從整體的安全性設計環節要加強重視，座椅整體結構安全性設計需要對約束系統效能影響和相關約束系統連接方式進行分析。尾部碰撞中由于車體吸能，碰撞中的乘員和車體發生向后相對運動，安全帶能夠帶給人松弛，卷收器卷收彈簧的強度不足，不能在短時間中及時卷收器收回，所以在安全帶上導向點裝在柱上時候，后補的碰撞上導向點會相對乘員向上進行移動，這就容易造成肩帶發生松弛的現象[5]。而在下固定點的安裝中如果是安裝在地板上也是容易發生松弛的狀況，之后乘員身體就會從靠背回彈，和織帶間沖擊，集中的荷載就會對乘員造成傷害。而在整體座椅的設計主要對于安全帶松弛的現象所提出的，設計中安全帶三個固定點都是在座椅上的，不管是調整座椅前后位置和高度，或尾部在碰撞當中座椅相對車身后移過程中，安全帶系統會隨著運動能夠為成員保障良好的約束條件，這樣的設計在安全性能上是比較高的。

為能夠保障轎車座椅被動安全的質量，這就需要對其安全性進行檢測，通過靜態強度和動態強度試驗臺的設備運用下，對座椅的安全性進行檢測，通過液壓驅動的方式運用下，油缸托架沿著絲杠進行上下移動，油缸對座椅各部位施加載荷，從而對座椅的被動安全性進行檢測。

2.2 轎車座椅被動安全性發展

轎車座椅被動性的發展過程中，隨著技術水平的不斷提升，新的技術在座椅被動安全性設計當中加以應用，這對提升座椅設計的質量能夠起到積極作用。未來的發展過程中，設計開發流程的改進是比較重要的，結合轎車座椅被動安全性改進，在設計開發流程中，通過仿真技術科學化運用，以及新結構技術的科學化運用，座椅前期設計開發當中將仿真分析軟件加以科學化運用下，能夠對轎車座椅有限元碰撞實施有效分析，這樣就能為轎車座椅的改進提供直接的參數，從高效性以及快速性和低成本方面進行設計改進，從整體上提高座椅設計的安全性能。

轎車座椅被動安全性的發展過程中，新的結構技術的應用下，對座椅的設計安全的保障水平也能有效提升，座椅開發當中，通過新技術的應用，如主動安全式頭枕以及疲勞駕駛座椅振動提醒等這些都能有助于保障座椅的設計安全。也可通過主動防潛的結構科學化運用，能夠在安全的性能上大大提升，這對保障轎車的座椅安全也能起到積極作用。而在固定防潛結構的實際運用下，位置低防潛效果不佳，位置高對駕駛的舒適性產生影響，主動防潛結構運用下能進行移動，從而這對保障座椅的設計安全質量起到促進作用。

3 結語

綜上而言，處在當前的經濟發展背景下，人們對轎車的駕駛安全愈來愈注重，保障轎車座椅的安全才能保障乘員的生命安全，所以在座椅的安全性設計方面，這就需要從不同的角度出發，注重結合實際的需求進行優化，從不同的角度出發保障座椅設計的整體安全，為能提升整體設計質量打下堅實基礎。通過上文中對座椅的安全性作用以及相應設計和發展的理論探究，能夠進一步地認識到座椅設計安全的重要性，為實際設計工作的開展起到了積極作用，能夠為實際設計工作的質量控制以及要點的把控打下理論基礎。

參考文獻：

[1]漆志川.汽車座椅鋼骨架輕量化及被動安全研究[J].世界有色金屬，2018（09）：200+202.

[2]張帆，薛強，程大偉，等.基于頸椎動力學響應的座椅被動安全性研究[J].天津科技大學學報，2019，31（01）：68-72.

[3]蘇忠根，龍江啟，周斯加.增程式純電動汽車后碰撞安全性仿真和試驗研究[J].中國機械工程，2019，24（07）：964-970.

[4]馮需，楊宏剛，王燕.汽車駕駛座椅人-機系統安全性設計[J].汽車與安全，2018（06）：54-56.

[5]黃世霖，李一兵，張金換，等.汽車被動安全性試驗研究[J].汽車工程，2018（04）：193-199.