淺談汽車座椅設(shè)計(jì)

黃海 何新源 蔣琳

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的對美好生活的追求日益提高。汽車作為人們商務(wù)接待、休閑娛樂的重要工具，其安全、舒適及動力等性能越來越受人們關(guān)注。其中座椅屬于人們最接觸時(shí)間最長的零件，也是最直接保護(hù)乘員的零件。各國法規(guī)均嚴(yán)格規(guī)范其安全性能，駕乘人員更是十分關(guān)心其乘坐舒適性。本文主要闡述汽車座椅的造型設(shè)計(jì)要素及其發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：汽車座椅 設(shè)計(jì) 要素

中圖分類號：U461 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）01（b）-0106-02

1 汽車座椅造型設(shè)計(jì)要素

汽車座椅由頭枕、靠背、座墊、調(diào)節(jié)裝置、安全保護(hù)裝置和座椅骨架等幾部分組成。為了達(dá)到滿足法規(guī)的安全性能，座椅側(cè)保護(hù)氣囊、頭枕等需要滿足嚴(yán)格的設(shè)計(jì)要求，既可獲得令人滿意的舒適性，更可要滿足95%的人體的脊椎舒適曲線要求。

1.1 頭枕設(shè)計(jì)

頭枕主要有3點(diǎn)作用：支撐頭部、保護(hù)乘員的頭部與頸部、緩解頸部疲勞。汽車駕駛中，如果遇到緊急制動或發(fā)生追尾時(shí)，頭枕可以緩沖頭部受到的強(qiáng)大沖擊力，起到保護(hù)頭部安全的作用。同時(shí)頭枕還可以給長途駕駛的乘客提供支撐，緩解乘員的疲勞，達(dá)到放松的目的。合理安裝頭枕的位置非常重要，頭枕應(yīng)安裝在與耳朵上邊平齊之處，對于可調(diào)式座椅頭枕，頭枕調(diào)節(jié)應(yīng)輕便靈活，鎖止可靠。以2017年上海車展出現(xiàn)的重磅車型上汽通用別克全新GL8為例，其第二排座椅的頭枕設(shè)計(jì)上非常考究。蝴蝶翼造型的頭枕對人頭部包裹考慮得很全面，其具有上下、前后，側(cè)翼角度等六項(xiàng)調(diào)節(jié)功能，男女老少均可按需調(diào)整到最舒適的位置。其中前后調(diào)節(jié)，采用的是類似角度調(diào)節(jié)形式，可以盡可能貼合乘客頸椎，發(fā)生碰撞時(shí)，保障安全。當(dāng)乘員需要在車上小憩時(shí)，將兩側(cè)蝴蝶翼向前折起，能很好地托住頭部。這些設(shè)計(jì)，廣受大眾的認(rèn)可和喜愛。

1.2 靠背設(shè)計(jì)

靠背的設(shè)計(jì)主要包含強(qiáng)度設(shè)計(jì)和造型設(shè)計(jì)。貼合人體脊椎曲線的座椅靠背，可以給乘員的肩部與背部提供支撐，從而使乘員背部與肩部出于放松狀態(tài)。人體工程學(xué)研究表明，靠背傾角對人體的腰椎及背部有很大的影響，經(jīng)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)當(dāng)靠背與負(fù)X向夾角達(dá)到110°時(shí)，椎間盤的壓力明顯減小。故在靠背設(shè)計(jì)初期盡可能定義靠背傾角可調(diào)節(jié)且調(diào)節(jié)幅度盡可能大，盡量滿足95%的人體對舒適度的要求。奔馳S級，后排座椅靠背的最大傾角為43.5°，靠背舒適度在同類產(chǎn)品中表現(xiàn)最好。

1.3 調(diào)節(jié)裝置設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)座椅前后、上下、靠背角度調(diào)節(jié)等功能，需要在輕松觸及區(qū)域布置座椅調(diào)節(jié)裝置。座椅調(diào)節(jié)裝置分為手動調(diào)節(jié)、電動調(diào)節(jié)及啟動調(diào)節(jié)3種方式。手動調(diào)節(jié)方式即乘員通過搖動座椅手柄實(shí)現(xiàn)座椅前后滑動、座椅垂直上下調(diào)節(jié)、靠背角度前后旋轉(zhuǎn)等功能。電動調(diào)節(jié)通過內(nèi)置電機(jī)，乘員通過撥動按鈕而實(shí)現(xiàn)座椅調(diào)節(jié)功能，而氣動調(diào)節(jié)方式與電動調(diào)節(jié)類似，只是把電機(jī)替換成氣控彈簧裝置。設(shè)計(jì)中，尤其主駕駛員座椅，應(yīng)具備前后、上下、靠背角度調(diào)節(jié)等6項(xiàng)功能，以滿足不同身高、不同體型駕駛員舒適駕駛的需求。高度調(diào)整的范圍應(yīng)根據(jù)人機(jī)工程學(xué)原理，以能滿足大部分人群的使用要求為目標(biāo)進(jìn)行確定，一般調(diào)整范圍為0～100mm。滑道是調(diào)整座椅在車廂縱向水平位置前后位移的機(jī)構(gòu)，有單鎖止滑道和雙鎖止滑道之分，滑道的選用一般根據(jù)鎖止強(qiáng)度確定。例如：當(dāng)安全帶固定點(diǎn)不在座椅上時(shí)，一般選用單鎖止滑道；當(dāng)安全帶固定點(diǎn)在座椅上時(shí)，選用雙鎖止滑道或加強(qiáng)雙鎖止滑道。滑道位移的尺寸即座椅前后調(diào)整的距離需根據(jù)相應(yīng)人體尺寸和人機(jī)工程學(xué)原理確定，一般前后調(diào)整距離為（0～±100）mm。以前面提到的車型奔馳S級為例，在后排左側(cè)主位上，可以通過車門上的座椅調(diào)節(jié)按鈕對前排副駕駛座椅進(jìn)一步前移40mm，四連桿系統(tǒng)帶來了額外37mm空間，為后排側(cè)乘客提供擱腳架，讓后排座椅有非常大的傾斜空間，形成非常舒適的座艙。

1.4 座墊設(shè)計(jì)

座墊設(shè)計(jì)的要點(diǎn)為座墊深度和座墊側(cè)翼傾角設(shè)計(jì)，保證乘員臀部舒適的支撐。在設(shè)計(jì)上需考慮人機(jī)工程學(xué)要求，座墊深度過長時(shí)，會造成人體軀干相對前移，腰部得不到良好的支撐，引起疲勞；座墊深度過短時(shí)，會因大腿得不到良好的支撐舒適性欠佳。所以，一般座墊的深度應(yīng)按臀部至大腿表面全長的3/4設(shè)計(jì)，一般取400～480mm。座墊的傾角應(yīng)兼顧安全性和舒適性，一般為2°～10°。座墊的設(shè)計(jì)除了座墊深度和側(cè)翼傾角外，還需考慮座墊的材料，軟硬適中、質(zhì)地厚實(shí)的發(fā)泡及面料可以提升座椅安全性與舒適性。一個好的設(shè)計(jì)和材料結(jié)合起來，座椅給人的感覺是非常舒適、典雅且又不失時(shí)尚與高貴。

2 汽車座椅造型設(shè)計(jì)趨勢

2.1 造型簡潔化

座椅造型簡潔話更多體現(xiàn)在座椅零件分件與面料色彩設(shè)計(jì)上。主流合資汽車品牌的概念車均有體現(xiàn)此概念，或座墊與靠背巧妙一體式設(shè)計(jì)，或頭枕與靠背一體式設(shè)計(jì)，塑造一種更加輕薄并具懸浮感的設(shè)計(jì)風(fēng)格，更具科技感與未來感。色彩與面料方面選用上越來越趨于清新明快，偏家具風(fēng)格，營造一種溫馨的家庭氛圍。如奔馳AII概念車以及日產(chǎn)Terraga概念車的座椅造型設(shè)計(jì)簡潔大方，滿滿的科技感與未來感。

2.2 功能多樣化

為了滿足人們?nèi)找嬖鲩L的對美好生活的追求，汽車廠商開始在座椅設(shè)計(jì)商融入越來越豐富的舒適性與安全配置，打造舒適、高端、奢華的駕乘體驗(yàn)。這一系列設(shè)計(jì)中包含：靠背可調(diào)170°、帶側(cè)翼的四向睡眠頭枕，獨(dú)立式扶手、杯托、小桌板、內(nèi)置iPad支架、220V電源、手機(jī)無線充電、座墊通風(fēng)及加熱、靠背按摩裝置、腰托以及四向電動腿托等。在汽車座椅設(shè)計(jì)上科學(xué)技術(shù)不斷融入，功能多樣化順應(yīng)時(shí)代的潮流，符合當(dāng)代消費(fèi)群體的需求。如凱迪拉克Escala 概念車座椅靠背后端增加了顯示屏，方便后排乘客能獲取更多的娛樂以及導(dǎo)航信息顯示功能。如圖1奔馳Luxury in Motion概念車座椅可前后左右多角度滑移，這讓內(nèi)飾的布局更加的多樣化，同時(shí)也強(qiáng)化了乘客之間的交流與互動，讓整個駕駛的過程更加富有趣味性。

3 結(jié)語

汽車座椅作為汽車內(nèi)部件的重要部分，無論是乘員還是駕駛員，汽車座椅都與他們最直接地接觸且接觸的時(shí)間最長。隨著汽車工業(yè)快速發(fā)展，人們對汽車座椅的要求也越來越高，為了進(jìn)一步提升產(chǎn)品核心競爭力，汽車生產(chǎn)企業(yè)也在不斷加大對汽車座椅的研發(fā)，廣大優(yōu)秀的汽車設(shè)計(jì)師在汽車座椅的設(shè)計(jì)上也不斷地探索與創(chuàng)新。生產(chǎn)企業(yè)在座椅的結(jié)構(gòu)上、工藝上及材料上都不斷提升，順應(yīng)新時(shí)代的汽車技術(shù)滿足安全、舒適、美觀及環(huán)保的設(shè)計(jì)發(fā)展潮流。

參考文獻(xiàn)

[1] 肖艷榮.座椅舒適度與人體工程學(xué)[J].鐵道車輛，1997，35（5）：32.

[2] 武一民，閻世竟.從安全性談汽車座椅系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)[J].汽車研究與開發(fā)，1997（3）：26-27.

[3] 牛云彤.坐位作業(yè)腰部負(fù)荷與疲勞的研究[D].北京醫(yī)科大學(xué)，1995.