乘用车座椅的设计

3 乘用车座椅舒适性的设计与优化

变大的钢丝绕成的弹簧这种方案使得座椅的固有频率能在2~3Hz范围内随时变化，当激振频率?与其接近时，振幅增大，使弹簧的压缩增大，一旦压缩到一定程度，其座椅的刚度增大，使其以?n固有频率变化，错开激振频率。这种弹簧座椅制作成本低，缺点是其刚度是连续变化的，不能快速错开激振频率。

图4可变刚度C弹簧

⑵分层设置刚度不同的弹簧，如图5所示，一层是与座椅上、下座垫相连的。二层、三层是与座椅座垫底部相固定。当激振频率引起座椅小幅振动时，就遇到二层或三层弹簧，从而使得座椅的刚度跳跃式变化，使得座椅的固有频率在行驶过程中，呈离散状，避开激振频率，起到良好的减振效果。缺点是制造成本高，工艺复杂。

图5分层设置刚度不同弹簧

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3 乘用车座椅舒适性的设计与优化

如果将上述方案⑴放在图5的接触人的部位，方案⑵放在接触车身部位，两者融合在一起，那将更加完美，应是现代乘用车首选设计方案。

3.3.2两种方案车载试验曲线

将3.3.1中的两种设计方案的座椅进行车载试验（不同座椅角度的动态试验），座椅进行车载试验如图6，图7，图8。

图6车载试验台

图7座椅车载试验过程

图8座椅车试验尾图

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3 乘用车座椅舒适性的设计与优化

以普通某一品牌乘用车作为载体，在各频率段其传递率曲线如图9所不，图1、2、3分别表示3种设计方案。并选取6HZ作为计算，

图9激振频率与传递率曲线关系图

根据2.4乘坐舒适性数评估法由图9进行估算得：R3?R1?R2

R1：方案1的舒适度；R2：方案2的舒适度；R3：普通座椅的舒适度。

3.4座椅的人机工程分析

3.4.1坐姿的生理形态

在坐姿状态下，支持人体的主要结构是脊柱、骨盆、腿和脚等，根据(1.3~1.8m)人体的坐姿可知，最舒适的坐姿是臀部稍离靠背向前移,使上体略向上后倾斜，保持上体与大腿间角在90°~115°，同时,小腿向前伸,大腿与小腿、小腿与脚掌之间也应达到一定角度，如图11所示，

图10人体坐姿图

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3 乘用车座椅舒适性的设计与优化

图11为人体坐姿图（图10）的参数简图，

图11舒适的坐姿关节角度

否则会造成腰部酸痛、疲劳等不舒适的感觉.此时，腰椎、骶骨和椎间盘及软组织承受坐姿时上身大部分负荷，还要实现弯腰扭转等动作(图12)，对设计而言,这两部分最重要。

图12脊柱的形状及组成

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