汽車座椅關(guān)鍵零部件及主要控制點剖析

張甫均

摘要：“汽車座椅”是車輛的重要組成部分，供駕乘人員乘車時乘坐，是汽車的必備配置。汽車安全分為主動安全和被動安全，座椅是被動安全的守護(hù)者，應(yīng)保證駕乘人員的人身安全，在國內(nèi)生產(chǎn)和銷售的座椅的安全性能應(yīng)滿足中國強制認(rèn)證、座椅相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和整車的法律法規(guī)要求，在國外銷售的車輛，還應(yīng)滿足相應(yīng)國家的強制認(rèn)證要求。為了滿足這些要求，座椅的關(guān)鍵零部件起相當(dāng)重要的作用，管控好座椅的零部件的質(zhì)量，整椅能滿足相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，整椅的質(zhì)量是整車質(zhì)量的保障之一。

關(guān)鍵詞：汽車座椅;關(guān)鍵零部件;結(jié)構(gòu);控制點

中圖分類號：U463.99? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）15-0035-04

1? 背景

“汽車座椅”是車輛的重要組成部分，供駕乘人員乘車時乘坐，是汽車的必備配置。強制性產(chǎn)品認(rèn)證目錄包含座椅及頭枕的認(rèn)證[5]，座椅要滿足整車碰撞試驗要求，應(yīng)當(dāng)先滿足座椅強制標(biāo)準(zhǔn)GB15083-2019、GB11550-2009、GB8410-2006、GB14167-2013的試驗要求，再申請CCC認(rèn)證，座椅通過CCC認(rèn)證后整車再申請CCC認(rèn)證并上公告后才能上市銷售。整車要滿足的強制性標(biāo)準(zhǔn)包括《機動車運行安全技術(shù)條件》（GB7258）、《乘用車輛正面碰撞乘員保護(hù)》（GB11551），座椅的關(guān)鍵零部件符合質(zhì)量要求為整車滿足的強制性標(biāo)準(zhǔn)打下基礎(chǔ)。

汽車座椅一方面要滿足國家強制標(biāo)準(zhǔn)的要求，另一方面還要滿足整車廠的安全要求，比如安全氣囊對乘員的保護(hù)、座墊上安全帶提醒裝置的功能等雖然沒有上升到國家強制標(biāo)準(zhǔn)目錄中，但它們都是被動安全的重要組成部分。這些裝置都是座椅的關(guān)鍵零部件。

如果座椅的安全性實驗不能滿足國家強制標(biāo)準(zhǔn)的要求，必然導(dǎo)致企業(yè)的不良質(zhì)量成本增加，如果批量不良品流入客戶端導(dǎo)致召回，召回的處理成本也很高，所以管理和控制好座椅的關(guān)鍵零部件質(zhì)控點相當(dāng)重要。

2? 汽車座椅的關(guān)鍵零部件

《GB/T 15089-2001機動車輛及掛車分類》中將汽車分為L、M、N、O、G五大類，其中M類至少有四個車輪并且用于載客的機動車輛，M1類車是指座位數(shù)不超過九座的載客車輛，包括駕駛員座位。本文所指的汽車指的“汽車”是M1類汽車。座椅是指供成年人乘坐且有完整面套并與車輛聯(lián)接為一體的乘坐設(shè)施。它包括單獨的座椅或長條座椅[1]。

座椅的結(jié)構(gòu)應(yīng)至少包含以下部件：

2.1 座椅總成

圖1為座椅總成剖面示意圖;圖1中的面套和泡沫都是由有機物組成，有害物質(zhì)的含量超標(biāo)是對人身健康潛在的安全風(fēng)險，有害物質(zhì)是指的鉛、汞、鎘、鉻、多溴聯(lián)苯、多溴聯(lián)苯醚;其阻燃性能在汽車內(nèi)飾材料的燃燒特性GB8410-2006[4]中有明確的規(guī)定。

2.2 靠背骨架總成

圖2 為靠背骨架總成+調(diào)角器總成;靠背骨架一般由合金鋼板或鋼管沖壓成形，經(jīng)過焊接的方式形成總成。

2.3 調(diào)角器總成

圖3 為靠背角度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，座椅的靠背角度調(diào)節(jié)器，是調(diào)節(jié)機構(gòu)，影響強度的安全部件，其核心件為行星齒輪組，由合金鋼板精沖而成，通過熱處理提高其硬度和耐磨強度，有鎖止機構(gòu)。

2.4 座墊骨架總成

圖4 為座墊骨架總成+滑軌總成;座框骨架是影響強度的安全部件，一般由合金鋼板或鋼管沖壓成形，經(jīng)過焊接的方式形成總成，通過螺栓與滑軌總成連接。

2.5 滑軌總成

圖5為滑軌總成+安全帶鎖扣;滑軌是移位機構(gòu)，影響強度的安全部件，一般由合金鋼板沖壓成形，滑軌總成主要由棘爪、滾珠、上、下軌組成，通過腳板與車身相連接。棘爪與上下軌的窗口形成滑軌的鎖止機構(gòu)。

2.6 安全氣囊總成

圖6為安全氣囊總成，安全氣囊是緩沖裝置，是被動安全的主要防護(hù)零部件，客戶要求的關(guān)鍵安全部件，一般由氣體發(fā)生器、氣囊、控制裝置等組成。

2.7 頭枕總成

圖7為頭枕總成+頭枕導(dǎo)管示意圖，頭枕是鎖止裝置，關(guān)鍵的安全部件主要分為兩大類，一是不可調(diào)式，如整體式頭枕、分體式頭枕。另一種是可調(diào)式即可拆式頭枕?？烧{(diào)式的汽車頭枕中又分為手動可調(diào)式和主動可調(diào)式，手動可調(diào)式只能做高度的單向調(diào)節(jié)，而主動可調(diào)式則可以在二維方向作自動調(diào)節(jié)。頭枕的類型有4類，如下所述：

2.7.1 手動整體式頭枕-不可調(diào)式

整體式頭枕：由靠背上部形成的頭枕，僅能用工具將其從座椅或車身結(jié)構(gòu)上拆下來，或利用將座椅外罩全部或部份拆下來的方法才能將其拆下來，高度不可以調(diào)整，如圖8所示的頭枕。用于部分低成本的小轎車、客車等。

通過一垂直于距R點540mm的基準(zhǔn)線的平面來定義頭枕和座椅靠背之間的邊界。如圖8所示540mm以上的區(qū)域即為整體式頭枕區(qū)域。[3]

2.7.2 手動可拆式頭枕-可調(diào)式

采用插入或固定的方式與座椅靠背相連且可以與座椅分開的頭枕，小轎車廣泛采用可拆式頭枕，可拆式頭枕又可分為檔位可調(diào)式（可調(diào)式頭枕有多個檔位滿足不同身高的人群）和不可調(diào)式（只有一個檔位），如圖9所示。

2.7.3 分體式頭枕-不可調(diào)式

采用插入或固定的方式與車身結(jié)構(gòu)相連且完全與座椅分開的頭枕，在小轎車上較少使用。

2.7.4 主動可調(diào)式-可以在二維方向作自動調(diào)節(jié)

如圖10所示。

3? 汽車座椅的結(jié)構(gòu)要求

M1類車所有座椅的每個移位裝置和調(diào)節(jié)裝置都應(yīng)具有能自動鎖止功能。如果座椅中的舒適性裝置在發(fā)生撞車事故時不會給車內(nèi)乘員帶來額外傷害，則不需要采用鎖止裝置，如扶手、腰托等。折疊座椅應(yīng)具有自動鎖止功能。在座椅上主要的調(diào)節(jié)裝置有頭枕、靠背角度調(diào)節(jié)裝置、腰部支撐等，移位裝置有滑軌、高度調(diào)節(jié)器等。[1]

移位裝置，其解鎖機構(gòu)應(yīng)置于座椅外側(cè)靠近車門處，方便后排乘員調(diào)節(jié)[1]。

座椅背部的表面不允許有任何可能會增加乘員傷害的凸起或尖棱[1]。

3.1 危險凸起或鋒利邊緣的要求

座椅后部零件的表面不應(yīng)有危險的凸起或可能增加傷害乘員的鋒利邊緣。如圖11、圖12、圖13所示，如果座椅后部表面曲率半徑在區(qū)域1不小于2.5mm;區(qū)域2表面曲率半徑小于5.0mm大于2.5mm;區(qū)域3表面曲率半徑為3.2mm，它們應(yīng)當(dāng)通過規(guī)定的吸能測試。此外，這些表面必須填補，以避免直接接觸頭部與座椅框架結(jié)構(gòu)[1]。

3.2 兒童座椅固定點要求

所有M1類車輛（含2排及以上的座椅）應(yīng)配置至少2個兒童座椅位置，至少有2個兒童座椅位置同時應(yīng)裝備兒童座椅固定點系統(tǒng)和兒童座椅上拉帶固定點。至少有1個位于第二排座椅上，如果兒童座椅固定系統(tǒng)安裝在配備了氣囊的前排乘坐位置，應(yīng)安裝氣囊的抑制開關(guān)。[2]

3.3 安全帶錨點要求

所有M1類車輛應(yīng)當(dāng)配置3點式安全帶，前排座椅座椅安全帶固定點應(yīng)該有2點在車身上，1點在座椅骨架上，中排座椅的外側(cè)安全帶固定點1點在座椅骨架上，2點在車身上，中間座椅的安全帶上固定點布置在座椅上;后排座椅的外側(cè)安全帶固定點可以2點在車身上，1點在座椅骨架上，也可以1點在車身上，2點在骨架上，中間座椅的安全帶固上定點可以布置在座椅上也可以布置在車身上（如圖14）。[2]

4? 汽車座椅質(zhì)量的主要控制點

4.1 材料

材料是保證關(guān)鍵零部件強度的關(guān)鍵點，材料的成份、厚度、加工工藝在產(chǎn)業(yè)鏈的源頭加以控制和管理，在設(shè)計階段選擇正確的材料牌號和規(guī)格，有機物材料縱橫向燃燒速度不大于100mm/min[4]，大多數(shù)整車廠為了提高安全系數(shù)，會將標(biāo)準(zhǔn)提高到燃燒速度不大于80mm/min。

來料檢驗材料的成分、規(guī)格、批次質(zhì)量報告;儲存過程中管控材料的批次，先進(jìn)先出，生產(chǎn)過程中領(lǐng)用正確的材料并作好批次追溯記錄。

4.2 零部件結(jié)構(gòu)

零部件結(jié)構(gòu)形狀是承受力的重要部份，在設(shè)計時考慮機加工過程中的應(yīng)力集中，適當(dāng)?shù)脑黾覴角，還要考慮可制造性及成本，結(jié)構(gòu)盡量簡化。

4.3 加工工藝技術(shù)

零部件的加工工藝直接影響座椅的強度、經(jīng)濟性和精致工藝，比如骨架之間的連接，根據(jù)結(jié)構(gòu)特點和強度要求，可以選擇焊接、螺栓連接、鉚接。

螺栓連接扭力根據(jù)螺栓規(guī)格來確定，根據(jù)連接部位的重要性來選擇防松方案，比如涂防松膠、加止退墊片等。

如圖15所示，滑軌腳板鉚接直徑為>Φ13.5mm，厚度為>3.5mm，若該尺寸不合格可能會影響座椅安全帶固定點強度。

焊接分為點焊、CO2保護(hù)焊、激光焊、釬焊、塞焊等，焊接的電流、時間、定位工裝相當(dāng)重要;鉚接工藝分為壓鉚和旋鉚，鉚接的行程、壓力是重要控制點，螺栓分為標(biāo)準(zhǔn)件和非標(biāo)準(zhǔn)件，螺栓連接的工具選擇、扭力、角度控制也很重要。氣囊區(qū)面套的縫紉質(zhì)量直接影響氣囊是否爆破或爆破時間，控制縫紉的底線強度、針距、針數(shù)、張力，氣囊爆破區(qū)域的長度，氣囊爆破區(qū)域不允許返工等。

5? 總結(jié)

以上分析了座椅質(zhì)量管理的背景，剖析了座椅有哪些關(guān)鍵零部件及其作用、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對座椅結(jié)構(gòu)的要求和汽車座椅的主要控制點，座椅制造商在設(shè)計時對這些主要控制點在圖紙中明確標(biāo)注相應(yīng)的符號，制訂相應(yīng)的工藝文件對控制點細(xì)化要求，最后在質(zhì)量控制文件中明確檢查的頻率、檢查內(nèi)容、結(jié)果的判斷標(biāo)準(zhǔn)。按要求做好每個環(huán)節(jié)的控制，汽車座椅的強度滿足相關(guān)法規(guī)要求，以減少企業(yè)的成本提高效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB15083-2019，汽車座椅、座椅固定裝置及頭枕強度要求和試驗方法[S].北京：中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局 中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會，2019：10[201910].

[2]GB14167-2013，汽車安全帶安裝固定點、ISOFIX固定點系統(tǒng)及上固定點[S].北京：中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局 中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會，2013：5[201305].

[3]GB11550-2009，汽車座椅頭枕強度要求和試驗方法[S]北京：中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會，2009：9[200909].

[4]GB8410-2006，汽車內(nèi)飾材料的燃燒特性[S].北京：中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局 中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會，2006：1[200601].

[5]強制性產(chǎn)品認(rèn)證目錄[S].北京：中國國家認(rèn)證認(rèn)可監(jiān)督管理委員會官網(wǎng)，2019：8[201908].