第三章__汽车设计__座椅设计___上海工程

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1、一、一、座椅的静态特性座椅的静态特性是指座椅的结构型式、几何参数、人体接触座垫和靠背的体压分布以及由此而形成的受载轮廓等技术参数对乘坐舒适性的关系特性。保证舒适性的设计内容;从坐姿生理学角度，应保证腰曲弧线正常 ；从坐姿生物力学角度，应保证肢体免受异常力的作用。(二)、座椅的体压分布与受载轮廓 人体质量作用在座椅座垫和靠背上的压力分布称为体压分布。两点支撑肩靠为胸曲部分的肩胛骨提供凭靠，称为“肩靠”。其位置相当于第五至第六节胸椎之间的高度。腰垫下面一点是为腰曲部分提供凭靠，称为“腰垫”，它对保持正常腰曲弧形和保护易损的腰椎具有决定性的作用。支承设置在第45腰椎之间的高度上，形成腰垫。在高于座垫

2、表面120240mm处设置有外形与腰曲相符的腰支承。正确的腰垫形状应该使腰曲弧线微微前凸。驾驶员座椅、乘客座椅各有侧重l 至于靠背的倾角，它和两点支承是相互依存的，但由于使用要求不同而各有侧重。l 驾驶员座椅则应着重于腰垫设计。对于以直坐工作为主时人体背部几乎接触不到靠背，两点支承只剩下腰垫能起到支承作用。此时，腰垫不仅在直坐工作时起到支承作用，从而保护腰椎，缓和腰曲拉伸，而且在需要休息而向后舒展上体时，由于有腰垫的合理支承，述能起到迅速恢复工作时所受到的腰曲变形的作用。l 对乘客椅来说，肩靠起主要作用。以乘坐休息为主的座椅，应着重保证舒适的乘坐姿势，此时靠背与座垫之间的倾角以115较为合适(

3、当然，座垫与水平面也需有一定夹角)，两点支承则以肩靠起主导作用。1、对驾驶员座椅的设计 (1)座高 座高是指座垫上表面至汽车地板的距离。在选择座高尺寸时，要保证就坐时人体的小腿略高于座垫前端表面，且保证双脚能自如地踏在地板上，可以自由地前伸后屈，这样下肢就能着力于整个脚掌。座垫上表面至地板的距离一般取300450mm较合适。 (2)座深 座深是指座垫前缘到靠背表面并平行于座垫平面的尺寸。该尺寸的长短对乘坐舒适性有重要影响。座深太浅，会因为大腿下没有足够的支承面而感到不舒适；座深太大，座垫前端会压迫大腿，使血液流通不畅。座深一般取380460mm，最好可调。 (3)座宽 为使驾驶员或乘员能调整坐

4、姿，设计时，在考虑车宽限制的条件下， 座宽适当大于臀宽，一般取450500mm。 (4)靠背宽 为了不破坏座椅的造型，一般把靠背宽设计成与座垫一样宽，但应大于臀宽，常取500mm左右，同时将靠背设计成上窄下宽的形状。 (5)座垫角度及靠背与座垫的夹角 为了保证驾驶员在驾驶时身体不向前滑动， 座垫表面应设计成向后倾斜25 。座垫与靠背的夹角常在100 115 范围内选取。对于货车和公共汽车，座垫与靠背的夹角；约90 105 范围内；轿车通常取100 一120 。2、乘客座椅的设计要求对乘客座椅的设计要求，主要在于应能满足乘坐时的舒适性与安全性。1、座椅的高度要保证双脚能自如地踩在地板上，双腿要能

5、自如地前伸后屈；2、座椅深度不宜过大，并应与座椅高度成反比；3、座垫弹簧不宜过软，要使大部分人体质量支撑在坐骨部分；座垫与水平面之间应有一定倾角，前缘应带有圆弧，4、靠背与座垫之间要有合适的角度，保证肩部和腰部有稳妥的凭靠；空载轮廓应符合两点支承的要求。5、靠背倾角是为了保证必要的体腿夹角，当靠背支承条件较好时，倾角可小些；长途乘坐时则宜大些。同时，倾角应随座椅高度增加而适当减小。倾角调节范围为665。当脊椎与垂直面的夹角超过25后，应设置头枕。座垫与靠背断面轮廓 座垫倾角是为了防止臀部向前滑动。该角度也应随座椅高度的增加而适当减小。座垫有效深度的选取，既要使腰曲部分能贴合腰垫，又要能使乘员膝

6、盖下面留有空间，使小腿能方便地前伸或后屈。有些座垫的左右两边做成稍凸起，或者使座垫两侧刚度较大，中间刚度低， 目的是当汽车高速行驶时，防止乘员侧摆。 靠背两侧也应有些凸起，以提高凭靠的稳定性。凸起部分的刚度稍大，与中间密度小的泡沫塑料浇注为一体。二、座椅的动态特性座椅的动态特性是指:座椅对从汽车的车轮、悬架、车身等振动系统传来的冲击和振动所能起到的缓冲作用和消振的特性。把“路面一汽车一人”作为一个整体系统来考虑，研究由道路状态所产生的原始振动和传到人体的实际振动之间，在频率和振幅方面的差别以及在心理和生理上的感觉反应。垂直和水平振动时人的疲劳界限 （ISO2631/1-1985人体承受全身振动的评价）由图可知，人对振动的反应特点主要表现为：1)忍受垂直振动的能力大于忍受水平振动的能力。因此，除要考虑垂直振动外，还应注意水平振动的影响2)随着受振时间的增加，忍受振动的能力下降。3)在不同振动频率下，人的忍受能力不同。人最敏感的频率范围为：对于垂直振动是48Hz；对于水平振动，在2Hz以下。4)在相同的持续时间内， 在28Hz以下，水平振动允许的振动加速度的均方根值小于垂直振动的相应值，在28Hz以上，情况则相反。