汽车座椅和悬架系统舒适性结构优化设计探讨

高攀

摘  要：汽车是现代人们出行过程中常用的一种交通工具，人们不仅对汽车安全性有着较高要求，而且也对汽车舒适度也提出了更高的要求。汽车座椅和悬架系统对汽车舒适度造成直接影响，因此，在汽车生产期间，应当在达到对汽车座椅需要的基础上，对汽车座椅和悬架系统进行合理分析，提高舒适度，从而使车辆能够满足人们的应用需求。

关键词：汽车座椅  悬架系统  结构优化  舒适度

中图分类号：U463.83           文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2020）07（c）-0107-03

Abstract： Automobile is a common means of transportation in modern people's travel process. People not only have higher requirements for automobile safety， but also for automobile comfort. The car seat and suspension system have a direct impact on the car comfort. Therefore， during the car production， the car seat and suspension system should be analyzed reasonably based on the introduction of the requirements that the car seat needs to meet to improve the comfort， so that the car can meet the application needs of people.

Key Words： Car seat; Suspension system; Structure optimization; Comfort

座椅和悬架系统是汽车在行驶期间的主要承重结构，其设计如果不合理，不仅会对车辆的性能与质量造成影响，而且也会对汽车行驶期间的舒适度造成直接影响，可见，要依据汽车实际情况，做好优化分析工作。

1  汽车座椅需要达到的要求

汽车座椅作为汽车中的一项重要结构，其要满足下列要求：

（1）汽车内的座椅布置必须合理，尤其是汽车内驾驶员的座椅必须处于最佳位置，为驾驶员提供舒适的驾驶环境。

（2）对于汽车座椅外形要进行详细分析，保证其外形可以满足人体的需求，在确保座椅舒适的基础上，对外观进行设计，提高座椅外观的美观性，使其可以满足人们的应用需求和审美需求。

（3）座椅要具有足够强度，并且整体结构要保持紧凑，通过紧凑的结构，可以降低座椅材料使用量，这一方面可以减少座椅重量，另一方面也可以降低生产成本[1]。

2  优化汽车座椅舒适性结构

2.1 座椅靠背角度

对于汽车座椅靠背角度的设计要考虑人体舒适性，针对靠背角度应对将其设置在25°～30°之间，大量经验表明，将汽车座椅靠背角度设置在该范围内，人们乘坐起来最舒适。

2.2 设置座椅与周边部件

汽车座椅与周边布置也是汽车生产过程中一项重要内容，实际布置期间要考虑人员在乘坐时对于舒适度的需求。因此，在设定座垫外轮与门户板的间隙时，考虑到座椅外侧采用的调节手柄的形式不同，间隙设定也存在一定差别，因此，要对实际情况进行详细分析，依据分析结果，进行准确划分，完成划分作业。从以往的汽车生产经验来看，汽车如果采用的为轮式手柄，间距最小要达到50mm，如果采用的為掀式与泵式手柄，最小间距要达到45mm。在汽车座椅设计期间，座垫外轮廓与中控台之间的间隙大小进行控制时，由于间隙过小会导致汽车座椅在实际应用期间，内侧表面存在安全带锁扣，其会与中控台发生摩擦，这种摩擦的存在不仅会产生噪音，影响汽车座椅在应用期间的舒适度，另一方面也会产生安全隐患[2]。由此可见，在进行汽车座椅设计时，为了避免上述问题的出现，要依据汽车座椅的形状特点，预留约18mm间距，进而避免产生噪音，影响舒适度。

2.3 选择汽车座椅骨架材料

汽车座椅材质也会对人体在汽车中的舒适度造成产生直接影响，大量研究结果表明，目前我国汽车在生产期间不断朝着轻量化方向发展，针对汽车的整体结构来说，对汽车结构进行轻量化，一方面可以降低汽车的整体重量，另一方面也可以使汽车座椅在应用过程中的舒适性能够得到进一步改善，这不仅能够保证人在驾驶车辆期间的舒适度，而且确保车辆驾驶的安全性，减少交通事故发生。从现阶段我国汽车生产行业的整体发展情况来看，汽车座椅材料选择期间，常用的材料主要有以下几种。

（1）铝合金材料。

铝合金是目前我国汽车座椅制造中最常用的一种轻质材料，而且铝合金材料也得到了广泛应用，多数汽车制造企业的汽车生产经验也充分表明，铝合金材料作为汽车座椅材料，其能够适应来自外部的冲击，对汽车在行驶期间的各项风险进行预防，降低安全事故的发生几率[3]。在设计汽车座椅时，对铝合金金属材料进行应用，可以大幅度减少各种不同物质的应用量，设计人员可以依据汽车的实际情况，灵活对发泡厚度与座垫参数进行设计，做好相应的调整工作，进而使人在汽车座椅上的舒适度能够得到进一步提高。

（2）高强度钢材。

高强度钢材与传统材质相比，前者在实际应用期间具有强度高、质量轻等多项优点，在汽车座椅设计时对其进行应用，可以大幅度降低车辆的整体重量，而且能够满足人们对汽车座椅在舒适度方面的需求。相关工作人员在实际工作期间，在设计汽车座椅时，要对座椅的舒适度进行全面考虑，对汽车座椅的各项性能指标进行全面分析，对汽车座椅材料进行适当选择，从而为确保汽车座椅在应用期间的舒适度奠定坚实基础。

2.4 座椅结构参数

以人体舒适度为基础，认为影响其舒适性的因素很多，主要有人体到座椅骨架间的影响，这方面一定要将乘客在乘坐时的舒适性加以考虑。在座垫尺寸控制时，考虑以下内容，见表1。

3  设计汽车悬架装置舒适性

3.1 汽车悬架装置技术

汽车悬架结构指的是汽车车身与车轮间完成传力连接的一项装置，汽车在实际行驶期间，车辆在行驶过程中会受到路面支撑力以及侧向力等各种力的影响，这些作用力以及相应的力矩都作用在车轮上，各项作用力会通过车身与车轮之间采用的传动装置同时都作用在汽车车身上，这也使汽车在行驶期间会形成牵引力，这一牵引力对于车辆行驶能够起到一定的促进作用，确保车辆稳定行驶，降低安全事故发生几率。在上述情况下，为了确保汽车在行驶期间的安全性，保证车辆能够正常运行，汽车悬架作为汽车中传导结构，其在汽车中能够实现对各种不同作用力的传导，同时，也可以对路面上力量的改变情况加以缓冲，汽车在行驶期间的缓冲情况会对车辆在行驶过程中的舒适度造成直接影响，这也是设计人员需要特别注意的一项内容。通过对现阶段汽车悬架装置技术进行分析不难发现，空气悬架是汽车设计中常用的一种先进技术，从本质上来说，其就是振动弹簧系统，利用空气弹簧代替金属轮旋弹簧，大量实践经验表明，通过对这种改进技术进行应用，能够对空气弹簧的压力与空气量进行适当调整，持续对空气弹簧刚度进行改进，进而提高汽车悬架装置在应用期间的舒适度。

3.2 悬架结构分析

汽车常见的悬架结构包括盖板、气囊、活塞座等，汽车中的弹簧会充满压缩空气，压缩空气是汽车在运行期间弹簧具体运行作业开展的基础，如果汽车在行驶期间，弹簧被压缩，这一情况的发生，会导致气囊在应用期间会出现不规则挠区形变，弹簧对阀组件进行控制时，组件能够完成对空气弹簧内部气体压力的控制，因此，其被合理地安装在车桥与车架间。

汽车行驶期间，荷载参数不断变大，这会使汽车中的弹簧持续被压缩，这会使车桥和车架发生改变，受高度控制阀影响，此时，汽车中的控制臂会朝上移动，这会打开弹簧与储气筒间的封闭气道，进而使空气流向空气弹簧的速度加快，空气流动会使弹簧内部压力不断变大，使弹簧受力作用影响发生伸张。以上变化的存在，会使车架与车桥距离会变大，汽车中的控制臂会朝着平稳位置方向移动，储气筒气道会被关闭，弹簧在应用期间承受的荷载会降低，此时，会导致控制阀发生反向动作，汽车气囊中的空气会被释放，对缓冲等各项设备进行应用，达到缓冲目的。

4  结语

汽车座椅和悬架系统是汽车中的两项重要结构，其设计情况会对汽车在应用期间的整体舒适度造成影响，因此，要在对汽车整体结构情况进行详细分析基础上，提高汽车座椅和悬架系统舒适度，满足应用需求。

参考文献

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[4] 郭灏，江伟，包从望，等.汽车座椅和悬架系统舒适性结构优化设计探讨[J].科技视界，2019，266（8）：26-27.

[5] 赵强，张娜.车辆主动座椅悬架的天棚反步控制器设计[J].声与振动控制，2018（4）：12-17.

[6] 刘杉，孙琪，侯力文，等.基于加速粒子群算法的车辆座椅悬架最优控制研究[J].噪声与振动控制，2018，38（3）：49-54，59.