各位朋友大家好,我是小白学说,今天想跟大家聊聊汽车座椅的坐垫悬簧的舒适性设计,请需要的小伙伴点赞收藏,也请多多关注我,我会为大家带来更多关于汽车座椅设计的相关知识。
坐垫悬簧作为汽车座椅必备的舒适性部件,它的舒适性设计尤为重要。坐垫悬簧多配置在前排座椅上,前端挂在坐垫骨架半盆上或者前横管上,后端挂在后横管上。本体材质多为弹簧钢,形状多为蛇形对称结构,或者蛇形顺次排列结构。主要提供发泡支撑、线束连接、面套挂接等作用。
随着中国汽车市场的高速发展,汽车消费已经日趋成熟,消费者对汽车的驾乘体验和内饰舒适性的要求也越来越高,座椅作为内饰的重要子系统,作为直接承载人体的零部件,对提升内饰品质、提高驾乘体验都起着重要作用。在现代汽车座椅设计中,舒适性设计已成为重要的研发方向,如何提高座椅舒适性尤为重要。提高汽车座椅的舒适性,对于降低驾驶员的疲劳、提高驾乘者的愉悦驾乘体验,对减少由于驾驶员疲劳和困乏而引起交通事故的发生具有积极用作。因此,舒适性部件的优化设计作为提高座椅舒适性的有效手段之一,对提高座椅舒适性有着积极意义。话不多说,下面直接上干货。
1、坐垫悬簧的结构
目前,市场上的坐垫悬簧主要采用如下结构形式,包括:钢丝连接+钢丝挂接,通过钢丝结构将几个单独的钢丝连接在一起;钢丝连接+塑料管包钢丝挂接,每根钢丝的前挂点和后挂点用塑料管包裹,并通过钢丝结构将几个单独的钢丝连接在一起;包塑连接+包塑结构挂接,对每根钢丝的前挂点和后挂点包塑,通过塑料结构将各个钢丝连接在一起。
钢丝连接+钢丝挂接
钢丝连接+塑料管包钢丝挂接
包塑连接+包塑结构挂接
综上,结合目前主流车型,坐垫悬簧多为两端挂接部分为包塑,各个钢丝间通过包塑结构进行连接。本文推荐坐垫悬簧的整体结构使用关于XZ平面的对称结构,可以使臀部两侧的触感一致,整体使用钢丝折弯结构,每根钢丝的两端都进行包塑,各根钢丝间使用注塑结构连接。
2、悬簧的材料
对标国内外各主流车型,推荐钢丝材料符合标准《EN 10270-1 机械弹簧用钢丝》或者相关性能要求标准对等的国家标准。推荐使用直径3mm的钢丝进行折弯。
3、悬簧的舒适性设计
舒适性包括外观的视觉感受、操作的便捷性、身体接触的感受、嗅觉感受、听觉感受等,是驾乘者对座椅舒适性的直观感受和重要体验。舒适性设计,将以这些方向为基础,进行结构和功能设计。坐垫悬簧可以结合身体接触感受和听觉感受两方面进行舒适性设计。推荐如下:
从听觉感受方面,由于坐垫悬簧主体为钢丝结构,且安装点处也都是金属结构,所以减少异响成为听觉舒适性的重要设计理念。综合考虑工艺可行性和重量轻量化的要求,推荐采用在钢丝两端进行包塑,包塑结构推荐为3mm厚的塑料结构形式,各根钢丝间通过塑料结构连接。前后挂接结构包塑,可以有效避免因为坐垫发泡和坐垫骨架在相对运动时,钢丝和前后横管、钢丝和半盆之间的金属间摩擦而产生的异响,提高了人体对声学的舒适性需求。
从身体接触方面,减少由于钢丝形变对H点的影响,增加对人体臀部的有效支撑为设计要点,来提高舒适性。坐垫悬簧的钢丝在XZ方向上,钢丝方向改变处推荐为接近过H点所在铅垂线。钢丝形变方向,在接近过H点处的铅垂线处改变,可以减小钢丝的弹性变形对H点的影响;同时,主体采用4根蛇形钢丝,增加坐垫悬簧和坐垫B面的有效接触面积,提高人体在驾乘时,坐垫悬簧间接对人体的有效支撑,提高舒适性。
同时,钢丝的形变趋势如果可以符合人体臀部的外形走势,这样可以使腿部的MTM值更均匀,使人体在驾乘时,不会因为坐垫悬簧的与腿部间的MTM值突变而感受到异物感或突兀感,提高了人体腿部和坐垫的接触触感,提高了舒适性。
此外,坐垫悬簧刚度也对舒适性有一定影响,推荐参照坐垫整体刚度,避免与人体产生共振,来选择坐垫悬簧刚度。人体垂直方向最敏感的频率范围是4-12Hz,由式 可知,坐垫的固有频率 ,且不易太小,造成挠度过大,在颠簸路况时,给人体带来更大的冲击,甚至长期处在此种路况下产生眩晕的感觉。
4、悬簧与发泡的匹配
悬簧和发泡的匹配推荐零贴的方式,即坐垫悬簧最上形面和发泡的B面贴合,防止两者之间存在间隙或者空洞,使人体在乘坐时感到不适;在前后挂接部分,扣除发泡和坐垫悬簧之间可能干涉的部分,防止因局部干涉,引起发泡局部压缩,使人体乘坐时感受到异物感。此外,坐垫悬簧也为线束和面套提供连接基础,悬簧的包塑结构推荐考虑线束的连接,做一些凸台、凹坑等结构;钢丝在X方向的折弯位置也需考虑面套的挂接位置等。
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