唐繼堯　韋鴻建

摘 要：汽車座椅是車輛駕駛艙以及乘員艙內(nèi)的重要零部件之一。其主要的基礎(chǔ)功能是支撐、定位以及保護(hù)駕駛員和乘客。優(yōu)秀的座椅設(shè)計(jì)能為駕駛員和乘坐人員提供舒適、安全、不易勞累的行車感覺。本文介紹了評(píng)價(jià)汽車座椅靜態(tài)舒適性的主觀、客觀方法，以及在新車型座椅開發(fā)過程中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：汽車 座椅舒適性 評(píng)價(jià)方法

1 前言

根據(jù)官方公布的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2020年我國的機(jī)動(dòng)車的保有量已經(jīng)達(dá)到了3.7億臺(tái)，這其中汽車的數(shù)量已經(jīng)達(dá)到了2.8億臺(tái)。2020年我國已經(jīng)全面進(jìn)入小康社會(huì)，人們的消費(fèi)水平也越來越高，汽車也已經(jīng)成為了每個(gè)家庭不可缺少的重要通勤工具。與此同時(shí)，人們對(duì)汽車動(dòng)、靜態(tài)性能的要求也進(jìn)一步提高。而汽車座椅是車輛的駕駛艙以及乘員艙內(nèi)的重要零部件之一。汽車座椅設(shè)計(jì)的目標(biāo)是為不同性別、身高、體重人群提供安全、便利、舒適的駕乘環(huán)境。科學(xué)的車輛座椅設(shè)計(jì)不單單可以有效地支撐與分配人體各軀干的重量，提供良好的座椅舒適性，還能夠緩解久坐對(duì)人體脊柱、腰部、背部、頸部等部位的影響。因此，越來越多的汽車主機(jī)廠和供應(yīng)商也投入了很多資源來加強(qiáng)汽車座椅的舒適性。汽車座椅的駕乘舒適度，主要包括了如下三方面的內(nèi)容：操作舒適度，靜態(tài)舒適感以及動(dòng)態(tài)舒適度。其中，汽車座椅的靜態(tài)舒適度是指汽車在原地靜止的場(chǎng)景下 座椅所可以為乘員帶來的舒適度特性，它主要和汽車座椅的物理形狀、尺寸參數(shù)、人機(jī)布置參數(shù)、面料、發(fā)泡材料、調(diào)節(jié)方式等相關(guān)。汽車座椅的靜態(tài)舒適性評(píng)價(jià)方法可分為主觀評(píng)價(jià)和客觀評(píng)價(jià)[1]。

2 座椅的靜態(tài)舒適性評(píng)價(jià)方法介紹

2.1 主觀評(píng)價(jià)方法

座椅靜態(tài)舒適性的主觀評(píng)價(jià)是指具有一定能力且經(jīng)過培訓(xùn)的測(cè)評(píng)人員以正常駕駛或乘坐姿勢(shì)坐在座椅上，根據(jù)實(shí)際乘車的體感以及觸感反應(yīng)，對(duì)座椅靜態(tài)舒適性進(jìn)行主觀測(cè)評(píng)，并且將測(cè)評(píng)結(jié)果根據(jù)綜合權(quán)衡以進(jìn)行量化。此方法可以相對(duì)較快地給出座椅靜態(tài)舒適性評(píng)價(jià)。首先，確定評(píng)價(jià)人員。評(píng)價(jià)人員需要滿足以下要求：

（1）評(píng)價(jià)人員每次參與的人數(shù)應(yīng)不少于3人，一般評(píng)價(jià)人員數(shù)量越多，評(píng)價(jià)結(jié)果的真實(shí)性就越高;

（2）評(píng)價(jià)人員身材應(yīng)該至少包含SAE 95%的男性人體、SAE 50%的男性人體、SAE 5%的女性人體，各類樣本占總數(shù)的三分之一;若無符合人員，應(yīng)盡量選擇身高體重與標(biāo)準(zhǔn)人體相近的評(píng)價(jià)人員進(jìn)行評(píng)價(jià);

（3）評(píng)價(jià)人員應(yīng)受過相關(guān)座椅感知質(zhì)量培訓(xùn)，了解對(duì)標(biāo)車座椅感知質(zhì)量狀態(tài)、目標(biāo)客戶期望、細(xì)分市場(chǎng)車輛和該細(xì)分市場(chǎng)行業(yè)趨勢(shì)等信息。

第二，確定評(píng)價(jià)的車輛以及評(píng)價(jià)的環(huán)境。評(píng)價(jià)的車輛以及評(píng)價(jià)的環(huán)境需要滿足下列要求：

（1）評(píng)價(jià)車輛：需要評(píng)價(jià)的車輛應(yīng)當(dāng)保持整潔干凈，輪胎氣壓達(dá)到規(guī)定要求，車輛的車身尺寸應(yīng)當(dāng)與設(shè)計(jì)規(guī)范一致，所有的操作件以及電器功能件都能夠正常使用。評(píng)價(jià)車輛臺(tái)數(shù)最少是1臺(tái)，也可以是多臺(tái)，建議不超過5臺(tái)。

（2）評(píng)價(jià)環(huán)境：對(duì)于評(píng)價(jià)的場(chǎng)地，要求有足夠的采光、獨(dú)立且安靜的環(huán)境、平坦的地面以及足夠的面積。

第三，確定座椅評(píng)價(jià)的主要項(xiàng)目。主要評(píng)價(jià)項(xiàng)目如下：

（1）坐墊：坐墊支撐性、側(cè)翼包裹感、坐墊傾角、離去點(diǎn);

（2）靠背：肩部貼合感、背部貼合感、腰部貼合感、側(cè)翼包裹感;

（3）頭枕：頭枕接觸面、頭枕角度。

第四，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。目前我們的主觀評(píng)價(jià)打分采用的是10分制，專業(yè)測(cè)評(píng)人員根據(jù)主觀感受對(duì)座椅舒適性來打分，如果打分的最小分度值設(shè)為1分，那么將無法體現(xiàn)出不同座椅在舒適性上比較微小的差異，因此我們又將1整分平均分成4個(gè)分?jǐn)?shù)檔，即最小分度值設(shè)置為0.25分：0分，0.25分，0.5分，0.75分。具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

2.2 客觀評(píng)價(jià)方法

汽車座椅靜態(tài)舒適性的客觀評(píng)價(jià)方法主要指的是人體壓力分布測(cè)試，即專業(yè)的評(píng)價(jià)人員以正常的駕駛或乘坐姿勢(shì)坐在鋪墊有體壓測(cè)試墊的座椅上進(jìn)行人體壓力測(cè)試，然后通過電腦軟件處理生成壓力曲線圖或壓力云圖。體壓測(cè)試墊的基本原理是墊子上均布著幾千個(gè)薄膜壓力傳感器，每一個(gè)壓力傳感器可以將此時(shí)這個(gè)位置所感知到的壓力數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為電信號(hào)，之后再通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器將所得到的電信號(hào)傳到工作電腦中，最后通過電腦軟件處理生成直觀可視化的體壓分布圖。

人體壓力在汽車座椅上的分布主要影響因素有：汽車座椅坐墊和靠背的物理形狀及剛度分布，還有駕駛員或乘客的乘坐姿勢(shì)。根據(jù)相關(guān)人機(jī)工程學(xué)以及主觀評(píng)價(jià)的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，人體在車輛座椅上相對(duì)舒適的條件應(yīng)該是：相對(duì)較大的接觸面積、座墊和靠背上身體壓力應(yīng)當(dāng)合理恰當(dāng)分布。體壓測(cè)試主要評(píng)測(cè)座椅的靠背和坐墊，靠背主要評(píng)測(cè)區(qū)域可分為：①腰部、②下背部、③上背部、④肩部。坐墊主要評(píng)測(cè)區(qū)域可分為：⑤左臀部、⑥右臀部、⑦左腿區(qū)、⑧右腿區(qū)、⑨左側(cè)翼、⑩右側(cè)翼。

座椅靠背主要作用是支撐人體的背部，而靠背應(yīng)該盡量充分和身體貼合，因此，靠背上的體壓分布測(cè)試主要關(guān)注各分區(qū)的接觸面積?？勘丑w壓測(cè)試各分區(qū)的接觸面積應(yīng)該足夠大，壓力分布均勻，無壓力集中或壓力評(píng)測(cè)區(qū)域缺失現(xiàn)象。座椅坐墊的主要功能是支承起人體臀部和雙腿， 而按照人機(jī)工程學(xué)研究成果，臀部區(qū)域是身體中最能承載壓力的部位之一，所以適宜于承壓，但是由于雙腿的下側(cè)部有主動(dòng)脈， 所以不適宜于承載比較重的壓力。從圖2中可以很明顯看出，駕駛員或乘客身體在坐墊上的壓力分布并不是完全均勻的，而是以臀部部分的壓力最高，之后再慢慢地向周圍擴(kuò)散至臀部的外圍區(qū)，直至在坐墊前端趨于最低值。因此，座椅坐墊上的體壓分布測(cè)試主要關(guān)注各分區(qū)的接觸面積、壓力分布以及接觸長(zhǎng)度。

3 實(shí)車驗(yàn)證

本次評(píng)測(cè)選取4輛同級(jí)別的SUV來進(jìn)行車輛座椅靜態(tài)舒適性的主觀評(píng)價(jià)和客觀評(píng)價(jià)。車輛分別為某項(xiàng)目車、競(jìng)品車1、競(jìng)品車2、競(jìng)品車3。為了保持結(jié)果一致性，以下主、客觀評(píng)價(jià)人體體型均選擇SAE 50%男性人體相近的評(píng)價(jià)人員來進(jìn)行評(píng)價(jià)。

主觀評(píng)價(jià)評(píng)分如表2所示。

客觀評(píng)價(jià)測(cè)試數(shù)據(jù)如表3、表4所示。

通過以上主觀評(píng)價(jià)評(píng)分可以看出，座椅靠背舒適性程度：競(jìng)品車1>競(jìng)品車2>競(jìng)品車3>項(xiàng)目車;座椅坐墊舒適性程度：競(jìng)品車1>競(jìng)品車2=競(jìng)品車3>項(xiàng)目車。而客觀測(cè)試所測(cè)出的數(shù)據(jù)基本與主觀評(píng)分結(jié)論基本一致。因此，評(píng)價(jià)汽車座椅舒適性將主觀評(píng)價(jià)和客觀評(píng)價(jià)測(cè)試相結(jié)合，才能對(duì)汽車座椅的乘坐舒適性進(jìn)行全面的評(píng)價(jià)，且方便實(shí)施工程設(shè)計(jì)改進(jìn)。

4 總結(jié)

本文介紹了評(píng)價(jià)汽車座椅靜態(tài)舒適性的主觀和客觀方法，通過對(duì)人體進(jìn)行壓分布測(cè)試并結(jié)合人體實(shí)際的主觀感受，基本上能夠評(píng)價(jià)汽車座椅靜態(tài)舒適性優(yōu)劣，并根據(jù)實(shí)際測(cè)量的客觀數(shù)據(jù)，為后續(xù)優(yōu)化座椅型面、材質(zhì)、尺寸等參數(shù)上提供了重要依據(jù)，在實(shí)際車型開發(fā)過程中具備一定的指導(dǎo)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉鵬. 汽車座椅體壓分布研究[J]. 汽車科技，2015，2：23-27.