寬體輕客后排座椅骨架平臺化與模塊化設計

張正杰 王鵬程 劉江 高楠楠

（上海汽車股份有限公司商用車技術中心）

國內寬體輕客市場的迅速發展以及客戶要求的日趨增高，使得如何在客戶需求最大化的基礎上提高設計效率、降低開發成本成為汽車座椅設計開發領域最重要的研究課題之一。文章基于某寬體輕客后排座椅一系列平臺化與模塊化設計開發案例，從骨架之間的兼容性、強度、功能、成本及應用管理等角度入手，對比普通開發流程，闡述了平臺化設計要點、模塊化搭建思路及其應用。

1 背景

目前，汽車市場發展迅速，隨著市場競爭的加劇，對零部件管理和開發的要求越來越高，一些產量較高的乘用車企業慢慢開始關注零部件的平臺化設計，并取得一定成果。相比于乘用車座椅，商用車座椅具有品種多、批量小、單車座椅數量多、座椅布置狀態多及周邊條件復雜等特點，因此座椅平臺化與模塊化設計實現起來更加困難，目前很少有商用車類主機廠或座椅供應商進行后排座椅平臺化與模塊化的研究。

隨著寬體輕客的發展，座椅產量需求不斷增加，座椅總成種類及二級件的種類也日益增多，座椅正面臨著產能不足、物流成本不斷增加、座椅在主機廠總裝困難，以及由此引發的主機廠因座椅供貨困難和總裝排序困難而頻繁停線等一系列問題。因此，對座椅骨架進行平臺化與模塊化結構設計也開始變得越來越重要。

2 寬體輕客后排座椅骨架平臺化與模塊化的設計理念

2.1 寬體輕客后排座椅骨架平臺化與模塊化的需求

寬體輕客后排座椅骨架平臺化與模塊化的需求主要分為2類：

1）批量化生產需求：寬體輕客后排座椅設計缺乏統一的規劃，其特點是品種多、批量小、變異多，模具和工裝不共用，在生產線和廠房不能增加的情況下，需要頻繁更換焊接工裝和模具，生產效率低下，經常出現產能瓶頸。

寬體輕客后排座椅實現平臺化與模塊化設計后，可減少開發費用和試制試驗費用，減少座椅總成和二級部件種類，共用相關模具和焊接工裝，簡化生產物流及生產線規劃，降低工裝、模具及生產線等一次性投入，大幅度提高生產效率，實現寬體輕客后排座椅骨架的批量化生產需求。

2）法規提升設計需求：隨著汽車的發展，有關座椅的法規要求越來越高，特別是GB 14167[1]和GB 7258實施后，寬體輕客后排座椅標配三點式安全帶已成為必須滿足的開發要求；為適應座椅在車身不同位置的安裝需求，開發定義將三點式安全帶集成在座椅上；同時考慮GB 13057[2]有關動態吸能和GB 13094有關座椅尺寸及逃生窗最低數量的需求，寬體輕客后排座椅一般設計成可前后調節。

2.2 寬體輕客后排座椅骨架平臺化與模塊化的設計原則

寬體輕客后排座椅骨架平臺化與模塊化設計的核心原則為：1）座椅要具有相同功能及法規需求；2）相同座位數的座椅外型尺寸要一致；3）座椅在車身地板上的安裝點尺寸標準化；4）座椅功能件外形尺寸及其邊界標準化和共用化；5）盡可能共用模具和工裝，或較小程度地修改模具和工裝，標準化產品生產裝配和制造工藝流程；6）座椅功能具有可擴展性，可根據市場需求適當配置各種舒適性的部件。

3 寬體輕客后排座椅骨架模塊化產品構建

寬體輕客后排座椅骨架模塊化產品構建思路為將座椅分割成多個模塊，如圖1所示。單人座椅、雙人座椅及3人座椅均由這些模塊組合而成，一般常見的模塊還包括加強板及其他輔助模塊，這些模塊可根據性能及成本要求設計不同的產品，同一模塊的不同產品接口必須相同，才能確保其兼容性。

圖1 寬體輕客座椅骨架模塊設計構想

通過增減靠背和座椅腿數量以及調整坐墊寬度（如圖2所示），實現單人座椅、雙人座椅、3人座椅甚至4人座椅的轉換。

圖2 寬體輕客柔性調節的坐墊骨架模塊

4 寬體輕客后排座椅骨架平臺化構想

4.1 寬體輕客后排座椅骨架平臺化規劃

根據座椅功能需求及成本要求，把座椅分為低配、中低配、中高配及高配座椅，座椅強度滿足法規要求是座椅設計開發中最為關鍵也是最基本的條件。以中低配座椅（集成三點式安全帶、靠背可調）為基準，如圖3所示，低配座椅配備兩點式安全帶，取消部分加強板及安全帶安裝支架，更換強度等級更低的調角器；中高配座椅增加滑軌功能件，增加座椅前后滑動功能；高配座椅在中低配座椅的基礎上增加側翻功能。

圖3 寬體輕客座椅骨架平臺化構想

4.2 寬體輕客后排座椅骨架平臺化運用

寬體輕客的特點是車身變異多，根據軸距區分為短軸、長軸及加長軸車身，根據移門區分為有移門車身和無移門車身，根據車頂區分為超低頂、低頂、中頂及高頂車身，種類繁多；安裝在車身上的座椅排布更是復雜多變，寬體輕客后排座椅骨架的平臺化刻不容緩。為減少座椅總成數量，需將座椅安裝點進行標準化定義：雙人座椅及單人座椅的安裝點X向跨度（A）要統一，座位數相同的座椅安裝點Y向寬度（B，C）要統一，如圖4所示。

圖4 寬體輕客座椅骨架安裝點標準化定義

根據市場有關座椅座位數的定義以及法規有關座椅間距的開發要求，確定座椅排布，并根據座椅的安裝需求，合理開發相應的車身安裝點，使不同車型具有相同的單人座椅、雙人座椅以及尾排側翻座椅骨架，實現座椅骨架平臺化需求。圖5示出座椅骨架平臺化的應用。

圖5 寬體輕客座椅骨架平臺化應用

5 結論

汽車座椅作為法規件，其骨架結構設計影響到乘客的安全性，因此需要花費大量的時間進行結構設計及驗證。通過對寬體輕客后排座椅骨架平臺化及模塊化的研究，可減小項目風險，縮短開發周期，為企業節省了大量的人力物力資源、實現了座椅開發的增效降成本，同時豐富了國內寬體輕客座椅骨架平臺化與模塊化方面的研究，為相關人員進行寬體輕客后排座椅骨架設計提供了必要的設計經驗，并節省了大量產品設計時間，從而可用于進行產品質量提升工作。