浅谈汽车座椅设计

黄海 何新源 蒋琳

摘 要：随着经济的发展，人们的对美好生活的追求日益提高。汽车作为人们商务接待、休闲娱乐的重要工具，其安全、舒适及动力等性能越来越受人们关注。其中座椅属于人们最接触时间最长的零件，也是最直接保护乘员的零件。各国法规均严格规范其安全性能，驾乘人员更是十分关心其乘坐舒适性。本文主要阐述汽车座椅的造型设计要素及其发展趋势。

关键词：汽车座椅 设计 要素

中图分类号：U461 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）01（b）-0106-02

1 汽车座椅造型设计要素

汽车座椅由头枕、靠背、座垫、调节装置、安全保护装置和座椅骨架等几部分组成。为了达到满足法规的安全性能，座椅侧保护气囊、头枕等需要满足严格的设计要求，既可获得令人满意的舒适性，更可要满足95%的人体的脊椎舒适曲线要求。

1.1 头枕设计

头枕主要有3点作用：支撑头部、保护乘员的头部与颈部、缓解颈部疲劳。汽车驾驶中，如果遇到紧急制动或发生追尾时，头枕可以缓冲头部受到的强大冲击力，起到保护头部安全的作用。同时头枕还可以给长途驾驶的乘客提供支撑，缓解乘员的疲劳，达到放松的目的。合理安装头枕的位置非常重要，头枕应安装在与耳朵上边平齐之处，对于可调式座椅头枕，头枕调节应轻便灵活，锁止可靠。以2017年上海车展出现的重磅车型上汽通用别克全新GL8为例，其第二排座椅的头枕设计上非常考究。蝴蝶翼造型的头枕对人头部包裹考虑得很全面，其具有上下、前后，侧翼角度等六项调节功能，男女老少均可按需调整到最舒适的位置。其中前后调节，采用的是类似角度调节形式，可以尽可能贴合乘客颈椎，发生碰撞时，保障安全。当乘员需要在车上小憩时，将两侧蝴蝶翼向前折起，能很好地托住头部。这些设计，广受大众的认可和喜爱。

1.2 靠背设计

靠背的设计主要包含强度设计和造型设计。贴合人体脊椎曲线的座椅靠背，可以给乘员的肩部与背部提供支撑，从而使乘员背部与肩部出于放松状态。人体工程学研究表明，靠背倾角对人体的腰椎及背部有很大的影响，经实践发现当靠背与负X向夹角达到110°时，椎间盘的压力明显减小。故在靠背设计初期尽可能定义靠背倾角可调节且调节幅度尽可能大，尽量满足95%的人体对舒适度的要求。奔驰S级，后排座椅靠背的最大倾角为43.5°，靠背舒适度在同类产品中表现最好。

1.3 调节装置设计

为了实现座椅前后、上下、靠背角度调节等功能，需要在轻松触及区域布置座椅调节装置。座椅调节装置分为手动调节、电动调节及启动调节3种方式。手动调节方式即乘员通过摇动座椅手柄实现座椅前后滑动、座椅垂直上下调节、靠背角度前后旋转等功能。电动调节通过内置电机，乘员通过拨动按钮而实现座椅调节功能，而气动调节方式与电动调节类似，只是把电机替换成气控弹簧装置。设计中，尤其主驾驶员座椅，应具备前后、上下、靠背角度调节等6项功能，以满足不同身高、不同体型驾驶员舒适驾驶的需求。高度调整的范围应根据人机工程学原理，以能满足大部分人群的使用要求为目标进行确定，一般调整范围为0～100mm。滑道是调整座椅在车厢纵向水平位置前后位移的机构，有单锁止滑道和双锁止滑道之分，滑道的选用一般根据锁止强度确定。例如：当安全带固定点不在座椅上时，一般选用单锁止滑道；当安全带固定点在座椅上时，选用双锁止滑道或加强双锁止滑道。滑道位移的尺寸即座椅前后调整的距离需根据相应人体尺寸和人机工程学原理确定，一般前后调整距离为（0～±100）mm。以前面提到的车型奔驰S级为例，在后排左侧主位上，可以通过车门上的座椅调节按钮对前排副驾驶座椅进一步前移40mm，四连杆系统带来了额外37mm空间，为后排侧乘客提供搁脚架，让后排座椅有非常大的倾斜空间，形成非常舒适的座舱。

1.4 座垫设计

座垫设计的要点为座垫深度和座垫侧翼倾角设计，保证乘员臀部舒适的支撑。在设计上需考虑人机工程学要求，座垫深度过长时，会造成人体躯干相对前移，腰部得不到良好的支撑，引起疲劳；座垫深度过短时，会因大腿得不到良好的支撑舒适性欠佳。所以，一般座垫的深度应按臀部至大腿表面全长的3/4设计，一般取400～480mm。座垫的倾角应兼顾安全性和舒适性，一般为2°～10°。座垫的设计除了座垫深度和侧翼倾角外，还需考虑座垫的材料，软硬适中、质地厚实的发泡及面料可以提升座椅安全性与舒适性。一个好的设计和材料结合起来，座椅给人的感觉是非常舒适、典雅且又不失时尚与高贵。

2 汽车座椅造型设计趋势

2.1 造型简洁化

座椅造型简洁话更多体现在座椅零件分件与面料色彩设计上。主流合资汽车品牌的概念车均有体现此概念，或座垫与靠背巧妙一体式设计，或头枕与靠背一体式设计，塑造一种更加轻薄并具悬浮感的设计风格，更具科技感与未来感。色彩与面料方面选用上越来越趋于清新明快，偏家具风格，营造一种温馨的家庭氛围。如奔驰AII概念车以及日产Terraga概念车的座椅造型设计简洁大方，满满的科技感与未来感。

2.2 功能多样化

为了满足人们日益增长的对美好生活的追求，汽车厂商开始在座椅设计商融入越来越丰富的舒适性与安全配置，打造舒适、高端、奢华的驾乘体验。这一系列设计中包含：靠背可调170°、带侧翼的四向睡眠头枕，独立式扶手、杯托、小桌板、内置iPad支架、220V电源、手机无线充电、座垫通风及加热、靠背按摩装置、腰托以及四向电动腿托等。在汽车座椅设计上科学技术不断融入，功能多样化顺应时代的潮流，符合当代消费群体的需求。如凯迪拉克Escala 概念车座椅靠背后端增加了显示屏，方便后排乘客能获取更多的娱乐以及导航信息显示功能。如图1奔驰Luxury in Motion概念车座椅可前后左右多角度滑移，这让内饰的布局更加的多样化，同时也强化了乘客之间的交流与互动，让整个驾驶的过程更加富有趣味性。

3 结语

汽车座椅作为汽车内部件的重要部分，无论是乘员还是驾驶员，汽车座椅都与他们最直接地接触且接触的时间最长。随着汽车工业快速发展，人们对汽车座椅的要求也越来越高，为了进一步提升产品核心竞争力，汽车生产企业也在不断加大对汽车座椅的研发，广大优秀的汽车设计师在汽车座椅的设计上也不断地探索与创新。生产企业在座椅的结构上、工艺上及材料上都不断提升，顺应新时代的汽车技术满足安全、舒适、美观及环保的设计发展潮流。

参考文献

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[2] 武一民，阎世竟.从安全性谈汽车座椅系统参数设计[J].汽车研究與开发，1997（3）：26-27.

[3] 牛云彤.坐位作业腰部负荷与疲劳的研究[D].北京医科大学，1995.