汽車后排座椅結(jié)構(gòu)安全性設(shè)計(jì)與優(yōu)化探析

顧芮瑋

摘 要：隨著當(dāng)今城市化建設(shè)的不斷深入以及科技日新月異的發(fā)展，人們的生活水平和消費(fèi)水平的不斷提高，均表現(xiàn)在衣食住行上面。而作為其中一個(gè)方面的“行”，汽車作為重要的交通工具之一，越來(lái)越受到人們的大力追捧。隨著汽車的日益普及，汽車在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，也帶來(lái)不少的負(fù)面影響，如大氣污染，噪聲污染，能源利用等問(wèn)題。而作為最重要的安全問(wèn)題正逐漸被眾多國(guó)家和消費(fèi)者所重視，人們所注重的方面為汽車的后排座椅結(jié)構(gòu)。汽車的后排座椅結(jié)構(gòu)作為汽車的內(nèi)部飾件之一，它安全性能的好壞對(duì)駕乘人員的安全十分重要。當(dāng)安全性能逐步受到重視，對(duì)安全性的檢查也越來(lái)越高。對(duì)我國(guó)來(lái)說(shuō)，有關(guān)座椅的安全法規(guī)便通過(guò)綜合考慮汽車的座椅動(dòng)態(tài)以及強(qiáng)度性能，以此來(lái)保證駕乘人員的安全。下面將對(duì)汽車的后排座椅結(jié)構(gòu)安全性設(shè)計(jì)與優(yōu)化方案的探討，來(lái)提出相關(guān)的解決措施，并為未來(lái)汽車的發(fā)展提供思路。

關(guān)鍵詞：后排座椅；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；安全性能；優(yōu)化方案

我國(guó)對(duì)汽車安全性能法規(guī)的制定起于上世紀(jì)90年代初期，關(guān)于安全性可區(qū)分為主動(dòng)安全性和被動(dòng)安全性。主動(dòng)安全性的目的是預(yù)防交通事故的發(fā)生，以此使人員免受災(zāi)難。通過(guò)在汽車上安置主動(dòng)避開(kāi)危險(xiǎn)的能力。如防抱死系統(tǒng)（ABS）、高位剎車燈的配備、前后霧燈等，均為主動(dòng)安全的發(fā)展。[1]而由主動(dòng)轉(zhuǎn)向?yàn)楸粍?dòng)，是伴隨汽車的發(fā)展帶來(lái)的。被動(dòng)安全性的目的在于事故發(fā)生后，如何減輕人員的傷亡。汽車后排座椅的安全性能包括防止事故發(fā)生以及事故發(fā)生后如何最大限度的減輕對(duì)駕乘人員造成的傷害。關(guān)于后排座椅的安全性也可以分為主動(dòng)安全性和被動(dòng)安全性進(jìn)行設(shè)計(jì)分析。下面將就汽車后排座椅的安全性分為主動(dòng)安全和被動(dòng)安全進(jìn)行探討。

1 汽車后排座椅的主動(dòng)安全性設(shè)計(jì)的探討

座椅就其位置可分為前排座椅、中排座椅和后排座椅。一般的家用汽車僅含前排后排座位，相對(duì)的商務(wù)汽車便有所例外，增加了中排座椅。隨著家用私家車使用量的迅猛增長(zhǎng)，為防止交通事故在私家汽車上發(fā)生，應(yīng)針對(duì)家用汽車的安全性漏洞加以分析，以此緩解逐年增長(zhǎng)交通事故的發(fā)生頻率。根據(jù)相關(guān)的調(diào)查顯示，家庭汽車座椅后排的乘員多為女性以及兒童等弱勢(shì)群體，自然受到傷害的風(fēng)險(xiǎn)更高一些，所以后排的座椅安全性要得到充分考慮。家庭的汽車后排座椅的主動(dòng)安全性是指座椅通過(guò)供給操作者和乘車人員一個(gè)良好的駕駛環(huán)境和乘車環(huán)境，以此避免事故的發(fā)生。關(guān)于座椅主動(dòng)設(shè)計(jì)的作用包括緩解駕駛?cè)藛T的疲勞，讓駕駛?cè)藛T能夠全身心的操縱汽車的行使。在對(duì)汽車內(nèi)部飾件的設(shè)計(jì)過(guò)程中，任何細(xì)枝末節(jié)都需要被考慮到。例如座椅的尺寸、坐墊以及布局，靠背的壓力作用下的分布等，通過(guò)讓駕駛?cè)藛T身心愉快，來(lái)降低事故的發(fā)生頻率。

2 汽車后排座椅的被動(dòng)安全性設(shè)計(jì)的探討

關(guān)于汽車后排座椅的被動(dòng)安全性是用于在事故發(fā)生時(shí)如何能夠最大程度的減輕對(duì)駕乘人員傷害的條件下提出的。因此，被動(dòng)安全性的設(shè)計(jì)應(yīng)以發(fā)生事故作為前提，考慮到人員可能會(huì)受到哪個(gè)部位的傷害，或者如何讓他們?nèi)ケ荛_(kāi)傷害，或者在傷害中去逃生。對(duì)于汽車后排被動(dòng)安全性設(shè)計(jì)的探討可分為以下幾個(gè)方面：

（1）在發(fā)生事故的過(guò)程中，后排乘員生存空間本就狹小，應(yīng)阻擋其他如碎玻璃等有二次損傷的物體進(jìn)入以造成傷害；

（2）在發(fā)生事故的時(shí)候，應(yīng)保護(hù)乘員的重要部位，這就必須讓他們?cè)跒?zāi)難發(fā)生時(shí)能夠保持相應(yīng)的姿勢(shì)保護(hù)自身的重要器官，并在其他約束系統(tǒng)如安全氣囊，安全帶的協(xié)助下，減輕承受的傷害；

（3）關(guān)于座椅本身的研究，以使事故的發(fā)生對(duì)乘員的傷害就使事故后果對(duì)乘員的傷害降低到最低限度。座椅是汽車內(nèi)部重要的安全飾件，提高汽車安全性能的重要發(fā)展方向之一便是對(duì)汽車后排座椅進(jìn)行分析研究，通過(guò)提高汽車后排座椅的安全性能來(lái)提高汽車的安全性是至關(guān)重要的步驟。

3 關(guān)于汽車后排座椅的碰撞試驗(yàn)

對(duì)于汽車后排座椅的設(shè)計(jì)過(guò)程，應(yīng)在滿足其剛度、強(qiáng)度、穩(wěn)定性的情況下進(jìn)行，保證經(jīng)濟(jì)合算，成本低廉。滿足剛度、強(qiáng)度、穩(wěn)定性的同時(shí)，需要對(duì)汽車進(jìn)行正撞試驗(yàn)，以此來(lái)衡量汽車的安全性能。而對(duì)于后排座椅安全性能，是通過(guò)觀察座椅的變形程度來(lái)考核的。在試驗(yàn)過(guò)程中，用長(zhǎng)寬高均為3分米的立方體作為后座椅的行李箱，棱角的倒圓為2厘米，質(zhì)量18千克。把若干樣塊放在后排座椅的地板上。試驗(yàn)時(shí)，用規(guī)定的速度加速度向前碰撞。然后試驗(yàn)體將根據(jù)自身的慣性向前滑動(dòng)而作用于后排的靠背上，從而使其發(fā)生形變。然后衡量合格的依據(jù)是估量座椅靠背的硬度，一般硬度在大于50的情況下，便可認(rèn)為這些零件及時(shí)發(fā)生形變，但沒(méi)有超過(guò)規(guī)定的范圍內(nèi)，認(rèn)為座椅的強(qiáng)度符合要求。而對(duì)于前撞時(shí)座椅安全性的研究，通過(guò)座椅的靠背形變或者構(gòu)造來(lái)進(jìn)行分析。一般在乘坐汽車的后排座椅時(shí)，力量主要是由靠背的力量來(lái)支撐，因此對(duì)于靠背的結(jié)構(gòu)構(gòu)建尤為重要。以分體式的靠背座椅為例，分體式的靠背構(gòu)成主要由靠背主鋼管，中間支撐板，下支撐板，中間支架，靠背鎖支架，兩側(cè)安裝支架和安全帶固定裝置等構(gòu)成。[2]在碰撞過(guò)程中，靠背骨架下部被固定住，中間支架也由螺絲被緊固于車上，當(dāng)靠背的狀態(tài)處于鎖止?fàn)顟B(tài)是，座椅的整體相當(dāng)于鎖定在整個(gè)車身，而車身又固定在試驗(yàn)臺(tái)上。所以，碰撞的過(guò)程中，對(duì)座椅安全性能的要求便轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)靠背結(jié)構(gòu)和其他連接構(gòu)件的考核。[3]

4 關(guān)于汽車后排座椅的修正和改進(jìn)

關(guān)于汽車的安全性能，將直接作用于駕駛?cè)藛T和乘車人員的生命和財(cái)產(chǎn)安全。根據(jù)上面談及的內(nèi)容，可以得到關(guān)于汽車后排座椅修正和改進(jìn)的幾個(gè)方面。

（1）增加支撐板的強(qiáng)度，包括中間和下部的支撐板翻邊結(jié)構(gòu)，以加強(qiáng)零件對(duì)負(fù)載的承載能力；

（2）改用材料性能更佳的支撐板，好的材料應(yīng)具備剛度、強(qiáng)度、穩(wěn)定性都符合要求的優(yōu)勢(shì)；

（3）在支架的兩側(cè)均增加翻邊結(jié)構(gòu)，以加強(qiáng)支架對(duì)靠背主鋼管起到的作用。

5 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于汽車后排座椅的安全性能，在我國(guó)的重視程度得到顯著提高，它安全性能的好壞對(duì)駕乘人員的安全十分重要。如今，后排的座椅也增添了安全帶等被動(dòng)安全措施。相信在未來(lái)的汽車安全性研究方面，主動(dòng)性防護(hù)措施和被動(dòng)性的防護(hù)措施將受到足夠重視，并綜合考慮國(guó)內(nèi)外的動(dòng)態(tài)，從而保障駕乘人員的安全。

參考文獻(xiàn)

[1]顏先華.某微型乘用車后面碰撞結(jié)構(gòu)安全優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].公路與汽運(yùn)，2013，6：5-8.

[2]劉存山.基于正面碰撞安全性的PHEV乘員約束系統(tǒng)的優(yōu)化和實(shí)驗(yàn)[J].現(xiàn)代制造工程，2014，11：53-59.

[3]馬瑞雪，王欣，張科峰.移動(dòng)行李對(duì)后排座椅沖擊的仿真分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J].客車技術(shù)與研究，2014，1：1-3.