基于进出耐久测试的座椅舒适性衰减特性研究

李金柱 周斌

摘 要：座椅是汽车中重要的一部分，而泡沫又是影响座椅舒适性的重要因素，通过耐久试验，测试泡沫的衰减特性，并探究该特性对座椅舒适性的影响。

关键词：座椅；泡沫；进出耐久；舒适性

中图分类号：U463.8 文献标识码：B 文章编号：1671-7988（2018）17-70-03

Abstract： The seat is an important part of the car， and foam is an important factor that affects the comfort of the seat. Through the endurance test， the Attenuation characteristics of the foam are tested， and the influence of this characteristic on the comfort of the seat is explored.

Keywords： Seat； Foam； entry-exit seat durability test； Ride Quality

CLC NO.： U463.8 Document Code： B Article ID： 1671-7988（2018）17-70-03

前言

汽车座椅作为车身内饰件中重要部件之一，直接关系到成员的乘坐舒适性和安全性。如今，人们对于座椅的乘坐舒适性关注度日益增强。汽车座椅在设计时更多的考虑到设计状态下座椅的静态舒适性，而在车辆使用过程中，随着乘员进出座椅及正常乘坐后，座椅发泡的物理特性及造型等发生变化，可能与设计状态变化较大，难以满足设计状态舒适性的要求。

1 泡沫发泡的特点

海绵发泡是以化学材料异氰酸酯和聚醚作原料，添加部分发泡剂、催化剂、等多种助剂，先通过专用的设备将其不同材料混合均匀，再经高压喷涂，发泡而成的高分子聚合物。TDI和MDI同为聚氨酯的主要原料，但因结构、性能差别，细分用途大不相同[1]。

随着座椅与乘员接触次数的增加，泡沫的厚度会相应变化，硬度的损耗可能有两方面引起，一是泡沫在反复击打过程中储存的内部热量使链段发生重排降低了硬度；二是在过程中由于泡孔脆性大发生破坏使得硬度降低。

2 泡沫疲劳性能测试

泡沫聚合物材料已经有数十年的开发历史。 对于需要长时间在压力下反复振动的汽车座垫，疲劳性能是测试其耐用性的重要指标，也是各个汽车OEM要求的一项重要物理性能指标[2]。其评价方法主要有厚度损失和硬度损失，不同厂家的疲劳方法和测试项目略有不同，但基本与ISO 3385和ASTM D3574的方法类似[3]。

人体进出耐久测试，也叫座椅导入/导出试验，用来模拟人体进出座椅的一个过程，试验一般五个位置为一个循环，织物面料、人造革面料和真皮面料的循环次数均为10000次[4]。试验期间不允许产生噪音。试验后，座垫不允许断裂，座垫表面缝线没有断裂，面套和座垫泡沫不应破损。对于真皮面料，允许颜色层有破损，但真皮不允许凸起。对于人造革面料，允许颜色涂层有磨损，但主体结构不允许磨损。

3 试验测试结果对比分析

选择9款不同的座椅作为研究对象，进行人体进出耐久测试，对于座垫以测试之前加载600N的压陷量作为基准，分别测量循环5000、10000、15000、20000耐久试验后，加载600N的压陷量；对于侧翼则是以20N的压陷量为基准，分别测量循环5000、10000、15000、20000耐久试验后，加载20N的压陷量。

从图1（a）到（i）对比可以发现，侧翼的变化规律较复杂，但总体上随着循环试验次数的增加，压陷量越来越大。随着试验次数的增加，泡沫侧翼的支撑效果变差。

从图2（a）到（i）对比可以发现，一方面随着循环试验次数的增加，压陷量越来越大；另一方面除了图（3）（9），整体上都呈现斜率越来越低的现象。这主要是由于随着试验次数的增加，泡沫的脆性变大，硬度降低，另外随着试验次数的增加，泡孔遭到不同程度的破坏，会导致泡孔空间变小。当泡沫的泡孔完全被破坏后，会导致座椅的减震效果严重下降，座椅的乘坐舒适性变差。

4 结论

本研究在通过9组座椅的进出耐久测试后，测试相应的压陷硬度，结果表明，随着试验次数的增加，座椅的压陷量

变大，会导致座椅的支撑和减震效果变差，影响乘客的乘坐舒适性。

参考文献

[1] 刘岸. MDI和TDI的替代分析[J]. 环球聚氨酯， 2007（11）：16-18.1.

[2] Casati， Herrington， Broos， et a1. Automotive Seating Foams： Imnro -ving Their Comfort andDurability Performance[C].Polyurethanes Expo'98，1998.417-431.

[3] 吳吴，王燕.软质泡沫聚合材料动态疲劳性能测试的发展现状[J].中国塑料.2004，18（4）：90-93.

[4] 钟柳华，孟正华，练朝春.汽车座椅设计与制造[M].国防工业出版社， 2015.