基于進(jìn)出耐久測(cè)試的座椅舒適性衰減特性研究

李金柱 周斌

摘 要：座椅是汽車(chē)中重要的一部分，而泡沫又是影響座椅舒適性的重要因素，通過(guò)耐久試驗(yàn)，測(cè)試泡沫的衰減特性，并探究該特性對(duì)座椅舒適性的影響。

關(guān)鍵詞：座椅；泡沫；進(jìn)出耐久；舒適性

中圖分類(lèi)號(hào)：U463.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：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

汽車(chē)座椅作為車(chē)身內(nèi)飾件中重要部件之一，直接關(guān)系到成員的乘坐舒適性和安全性。如今，人們對(duì)于座椅的乘坐舒適性關(guān)注度日益增強(qiáng)。汽車(chē)座椅在設(shè)計(jì)時(shí)更多的考慮到設(shè)計(jì)狀態(tài)下座椅的靜態(tài)舒適性，而在車(chē)輛使用過(guò)程中，隨著乘員進(jìn)出座椅及正常乘坐后，座椅發(fā)泡的物理特性及造型等發(fā)生變化，可能與設(shè)計(jì)狀態(tài)變化較大，難以滿足設(shè)計(jì)狀態(tài)舒適性的要求。

1 泡沫發(fā)泡的特點(diǎn)

海綿發(fā)泡是以化學(xué)材料異氰酸酯和聚醚作原料，添加部分發(fā)泡劑、催化劑、等多種助劑，先通過(guò)專用的設(shè)備將其不同材料混合均勻，再經(jīng)高壓噴涂，發(fā)泡而成的高分子聚合物。TDI和MDI同為聚氨酯的主要原料，但因結(jié)構(gòu)、性能差別，細(xì)分用途大不相同[1]。

隨著座椅與乘員接觸次數(shù)的增加，泡沫的厚度會(huì)相應(yīng)變化，硬度的損耗可能有兩方面引起，一是泡沫在反復(fù)擊打過(guò)程中儲(chǔ)存的內(nèi)部熱量使鏈段發(fā)生重排降低了硬度；二是在過(guò)程中由于泡孔脆性大發(fā)生破壞使得硬度降低。

2 泡沫疲勞性能測(cè)試

泡沫聚合物材料已經(jīng)有數(shù)十年的開(kāi)發(fā)歷史。 對(duì)于需要長(zhǎng)時(shí)間在壓力下反復(fù)振動(dòng)的汽車(chē)座墊，疲勞性能是測(cè)試其耐用性的重要指標(biāo)，也是各個(gè)汽車(chē)OEM要求的一項(xiàng)重要物理性能指標(biāo)[2]。其評(píng)價(jià)方法主要有厚度損失和硬度損失，不同廠家的疲勞方法和測(cè)試項(xiàng)目略有不同，但基本與ISO 3385和ASTM D3574的方法類(lèi)似[3]。

人體進(jìn)出耐久測(cè)試，也叫座椅導(dǎo)入/導(dǎo)出試驗(yàn)，用來(lái)模擬人體進(jìn)出座椅的一個(gè)過(guò)程，試驗(yàn)一般五個(gè)位置為一個(gè)循環(huán)，織物面料、人造革面料和真皮面料的循環(huán)次數(shù)均為10000次[4]。試驗(yàn)期間不允許產(chǎn)生噪音。試驗(yàn)后，座墊不允許斷裂，座墊表面縫線沒(méi)有斷裂，面套和座墊泡沫不應(yīng)破損。對(duì)于真皮面料，允許顏色層有破損，但真皮不允許凸起。對(duì)于人造革面料，允許顏色涂層有磨損，但主體結(jié)構(gòu)不允許磨損。

3 試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果對(duì)比分析

選擇9款不同的座椅作為研究對(duì)象，進(jìn)行人體進(jìn)出耐久測(cè)試，對(duì)于座墊以測(cè)試之前加載600N的壓陷量作為基準(zhǔn)，分別測(cè)量循環(huán)5000、10000、15000、20000耐久試驗(yàn)后，加載600N的壓陷量；對(duì)于側(cè)翼則是以20N的壓陷量為基準(zhǔn)，分別測(cè)量循環(huán)5000、10000、15000、20000耐久試驗(yàn)后，加載20N的壓陷量。

從圖1（a）到（i）對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，側(cè)翼的變化規(guī)律較復(fù)雜，但總體上隨著循環(huán)試驗(yàn)次數(shù)的增加，壓陷量越來(lái)越大。隨著試驗(yàn)次數(shù)的增加，泡沫側(cè)翼的支撐效果變差。

從圖2（a）到（i）對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，一方面隨著循環(huán)試驗(yàn)次數(shù)的增加，壓陷量越來(lái)越大；另一方面除了圖（3）（9），整體上都呈現(xiàn)斜率越來(lái)越低的現(xiàn)象。這主要是由于隨著試驗(yàn)次數(shù)的增加，泡沫的脆性變大，硬度降低，另外隨著試驗(yàn)次數(shù)的增加，泡孔遭到不同程度的破壞，會(huì)導(dǎo)致泡孔空間變小。當(dāng)泡沫的泡孔完全被破壞后，會(huì)導(dǎo)致座椅的減震效果嚴(yán)重下降，座椅的乘坐舒適性變差。

4 結(jié)論

本研究在通過(guò)9組座椅的進(jìn)出耐久測(cè)試后，測(cè)試相應(yīng)的壓陷硬度，結(jié)果表明，隨著試驗(yàn)次數(shù)的增加，座椅的壓陷量

變大，會(huì)導(dǎo)致座椅的支撐和減震效果變差，影響乘客的乘坐舒適性。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉岸. MDI和TDI的替代分析[J]. 環(huán)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] 吳吳，王燕.軟質(zhì)泡沫聚合材料動(dòng)態(tài)疲勞性能測(cè)試的發(fā)展現(xiàn)狀[J].中國(guó)塑料.2004，18（4）：90-93.

[4] 鐘柳華，孟正華，練朝春.汽車(chē)座椅設(shè)計(jì)與制造[M].國(guó)防工業(yè)出版社， 2015.