王 健，朱廣棟，向洪博

淺析客車駕駛員座椅技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

王 健，朱廣棟，向洪博

（山東通盛汽車科技有限公司，山東 聊城 252000）

客車整車“新四化”的發(fā)展對駕駛員座椅提出新的要求，人們對更加安全、更加舒適、更加美觀駕駛員座椅的追求促進了客車駕駛員座椅的發(fā)展。首先通過闡述客車駕駛員座椅技術(shù)的發(fā)展歷程，介紹了客車駕駛員座椅與乘用車駕駛員座椅的不同點，總結(jié)了第二代空氣懸浮式減振駕駛員座椅相對于第一代機械減振、半空氣懸浮式減振座椅的優(yōu)點。其次通過對客車駕駛員座椅的市場需求特征、我國法律法規(guī)要求、應用場景等方面的分析，在安全性、舒適性、美觀性、功能性四個方面闡明了客車駕駛員座椅的技術(shù)現(xiàn)狀。最后提出了第三代客車駕駛員座椅的發(fā)展方向，即電動空氣懸浮減振座椅；展望了客車駕駛員座椅的發(fā)展趨勢，即更加安全、更加舒適、多功能、更加美觀、輕量化、人機交互。

客車駕駛員座椅；技術(shù)現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，私家車的普及，高鐵開通里程的增加，網(wǎng)約車的興起等不斷擠壓客車市場，近五年中國客車產(chǎn)量均保持在50萬輛左右，并呈逐年略有下降態(tài)勢，客車市場的消費日趨成熟[1]?？蛙囻{駛員座椅作為駕駛員與整車直接接觸的載體，駕駛員座椅好壞將直接影響到駕駛員的駕乘體驗和對整車的評價。因此，各客車主機廠、座椅廠均加大了駕駛員座椅開發(fā)升級力度。所以根據(jù)當今市場需求和對駕駛員座椅技術(shù)現(xiàn)狀進行分析，從而更好的把握客車駕駛員座椅的發(fā)展趨勢，以期促進客車駕駛員座椅的發(fā)展。

1 客車駕駛員座椅技術(shù)歷史發(fā)展

客車駕駛員座椅與乘用車駕駛員座椅在結(jié)構(gòu)形式上的主要區(qū)別是具有減振底座，座椅減振性能優(yōu)越?？蛙囻{駛員座椅從最初的無減振到第一代機械減振、半空氣懸浮式減振，再到現(xiàn)在的第二代空氣懸浮式減振，座椅的減振性能越來越優(yōu)越，調(diào)節(jié)方式越來越簡便。第二代駕駛員座椅較第一代駕駛員具有減振效果好，減振軟硬可調(diào)，方向調(diào)節(jié)功能豐富的優(yōu)點。方向調(diào)節(jié)可以實現(xiàn)十二向調(diào)節(jié)，在第一代八向調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上增加了座墊深度與座椅旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)。并可以配置氣袋腰托、側(cè)翼腰托、通風、加熱、按摩等功能。

2 客車駕駛員座椅技術(shù)現(xiàn)狀

目前，國內(nèi)各客車主機廠、座椅廠均非常注重駕駛員座椅的設(shè)計開發(fā)，大都配備了專業(yè)的座椅設(shè)計團隊，具備座椅逆向、正向開發(fā)能力；并加大了在座椅實驗器材上的投入，提升了座椅性能驗證能力；強調(diào)了市場需求的研究，不斷緊跟市場需求的變化。

日趨嚴厲的安全法規(guī)，人工成本與原材料價格整體上行壓力等諸多因素在一定程度上影響了客車駕駛員座椅的設(shè)計，但影響客車駕駛員座椅設(shè)計的關(guān)鍵因素始終是消費者的需求。根據(jù)市場調(diào)研發(fā)現(xiàn)，消費者對客車駕駛座的需求主要是可以提供足夠安全、駕乘舒適和造型美觀。

2.1 安全性

駕駛員是整車的具體操作者，駕駛員座椅的安全性不僅關(guān)系駕駛員自身的安全，而且關(guān)聯(lián)著整車乘客的安全，所以駕駛員座椅的安全性向來是客車座椅研究領(lǐng)域的重中之重?？蛙囻{駛員座椅安全性分為強度安全性能、燃燒安全性能、環(huán)保安全性能三個方面。

1.強度安全性能

國家強制性安全法規(guī)對座椅安全性能提供了基礎(chǔ)保障。《汽車座椅、座椅固定裝置及頭枕強度要求及實驗方法》（GB 15083—2019）要求在發(fā)生事故時座椅能保證駕駛員具有必要的生存空間，并能充分保護這個空間防止其它物體入侵[2]；《汽車安全帶安裝固定點、ISOFIX固定點系統(tǒng)及上拉固定點》（GB 14167—2013）要求在事故發(fā)生過程中，約束系統(tǒng)能充分發(fā)揮防護作用，約束駕駛員處在生存空間之中[3]；《汽車座椅頭枕性能要求及實驗方法》（GB 11550—2009）要求事故發(fā)生過程中，頭枕能夠托住駕駛員頭部，吸收碰撞鞭打的能量，減少對駕駛員頸椎的傷害[4]。座椅高度調(diào)節(jié)機構(gòu)、滑軌、調(diào)角器、背骨架等部件的強度是影響座椅強度的關(guān)鍵部件。

2.燃燒安全性能

座椅的阻燃性能能夠有效延緩火焰蔓延速度與有害氣體的產(chǎn)生速度，提供給駕駛員更多的寶貴逃生時間[5]?！犊蛙噧?nèi)飾材料的燃燒特性》（GB 38262—2019）規(guī)定了對客車內(nèi)飾材料的取樣、燃燒特性、氧指數(shù)、煙密度、煙毒性等要求[6]。交通行業(yè)推薦標準《營運客車內(nèi)飾材料阻燃特性》（JT/T 1095—2016）也已在營運客車領(lǐng)域廣泛應用，在檢測標準上JT/T 1095—2016的部分指標高于GB 38262—2019的要求[7]。蒙皮、泡棉、塑料件、橡膠件等是影響燃燒安全性能的關(guān)鍵部件。

3.環(huán)保安全性能

座椅的環(huán)保性可以擴大載客群體（如孕婦、兒童等氣味敏感群體），提升乘客乘坐體驗。環(huán)保方面暫無國家強制性法規(guī)，但不少主機廠為滿足顧客對健康的追求，增強產(chǎn)品競爭力，紛紛提出了各自的企業(yè)標準。分別從車內(nèi)材料污染物與膠粘劑污染物兩個方面進行了規(guī)范，對總揮發(fā)性有機化合物（Total Volatile Organic Compounds, TVOC）、苯、甲苯、二甲苯、甲醛、二氯乙烷等有害物質(zhì)規(guī)定了其上限值。粘接膠、泡棉、塑料件、蒙皮等是影響環(huán)保安全性能的關(guān)鍵部件，水性環(huán)保膠的應用有效提升了環(huán)保性能指標。

2.2 舒適性

對消費者而言，相對于受取樣、檢驗設(shè)備限制的安全性的驗證，舒適性可以通過切身駕乘驗證。所以消費者往往以駕乘舒適性的好壞為最終評判標準?？蛙囻{駛員座椅的舒適性分為靜態(tài)舒適性能、動態(tài)舒適性能和操作舒適性能三個方面。

1.靜態(tài)舒適性能

靜態(tài)舒適性能是指在靜止狀態(tài)下座椅的乘坐舒適程度。主要體現(xiàn)為使駕駛員保持良好的坐姿，脊椎保持自然彎曲狀態(tài)，體壓能夠合理分布。座椅幾何尺寸參數(shù)、計算機輔助造型（Computer Aided Styling, CAS）曲面、泡棉特性等是影響靜態(tài)舒適特性的主要因素，另外，材料觸感、視覺美感等因素也與之有關(guān)。雙密度海綿的應用有效提升了座椅的靜態(tài)舒適特性。

2.動態(tài)舒適性

動態(tài)舒適性是指在車輛行駛狀態(tài)下座椅的乘坐舒適程度。主要體現(xiàn)為隔離駕駛員，吸收車輛行駛過程中所產(chǎn)生的各種沖擊和振動激勵，最終使駕駛員身體振動強度處于人體所承受的舒適范圍中。座椅減振形式是影響座椅自身動態(tài)舒適性的關(guān)鍵因素，車輛懸掛系統(tǒng)以及車輛的噪聲等也會對動態(tài)舒適性產(chǎn)生影響[8]。

《傲慢與偏見》的文學藝術(shù)成果與社會文化價值可以說主要是通過作者細膩幽默的人物刻畫和場景描寫體現(xiàn)出來的，尤其是通過人物的交際對話與內(nèi)心獨白反應出當時的社會風貌和社會普遍心理狀態(tài)。因此，正確而又全面地把握文中人物交際對話的含義，對整部作品的研究有著重要的意義。

3.操作舒適性能

駕駛員座椅還需要滿足駕駛員的各種使用場景，如上下車的順暢，功能操縱便利、乘員的管理方便等?？諝鈶腋p振座椅通常配置快速充放氣功能，迅速避讓出活動空間，方便駕駛員快速上下車。調(diào)節(jié)手柄、按鈕布置在駕駛員目光可至、觸手可及的地方，并符合常人的操作習慣和操作力。安全帶輕便抽拉力在減輕駕駛員束縛感的同時，便于操作中控臺，方便對乘員的管理。

2.3 美觀性

駕駛員座椅的美觀性往往是整車風格和品牌形象的體現(xiàn)。在造型上多采用“功能決定形式，形式服從功能”的設(shè)計原則。通常以基本功能形態(tài)為主體，以大弧線造型為元素，加上色彩搭配、蒙皮質(zhì)感的襯托，表現(xiàn)出一種內(nèi)在安全感、舒適感、時尚感。在色彩搭配上蒙皮多采用質(zhì)樸穩(wěn)重的黑色與含蓄的灰色搭配，營造出優(yōu)雅寧靜的氛圍[9]。

2.4 功能性

基于不同客戶對經(jīng)濟型、豪華型座椅不同需求，駕駛員座椅在推向市場時，按照功能配置往往分為基礎(chǔ)配置和高等配置兩種狀態(tài)，由于駕駛員座椅是訂單式生產(chǎn)，可以在配置狀態(tài)上點選部分配件。客車駕駛員座椅的功能性分為基礎(chǔ)功能、功能擴展和功能可靠性三個方面。

1.基礎(chǔ)功能

《客車座椅》（QC/T 633—2009）要求座椅應具有座椅總成縱向調(diào)節(jié)、座椅總成垂直方向調(diào)節(jié)、靠背角調(diào)節(jié)功能[10]?？v向調(diào)節(jié)普遍采用滑軌的形式實現(xiàn)調(diào)節(jié)。垂直方向調(diào)節(jié)分為機械式調(diào)節(jié)和空氣彈簧式調(diào)節(jié)，機械式調(diào)節(jié)需要通過前后兩個調(diào)節(jié)手柄實現(xiàn)聯(lián)動的方式進行調(diào)節(jié)，較空氣彈簧調(diào)節(jié)單手柄調(diào)節(jié)繁瑣?？勘辰钦{(diào)節(jié)功能多采用雙核心件鎖止結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)。

功能擴展更多的是體現(xiàn)在乘坐舒適性和愉悅感上。通風功能可以消除駕駛員在座墊和靠背表面產(chǎn)生的熱量。加熱功能可以為座墊和靠背表面提供熱量。腰托功能可以提供靠背支撐。按摩功能可以緩解駕駛疲勞，在長途行車或駕駛員疲勞強度大時，具有這種功能的座椅就更加顯示出特有的優(yōu)越性。

3.功能可靠性

根據(jù)座椅基礎(chǔ)功能，功能可靠性主要包括縱向調(diào)節(jié)疲勞特性、靠背骨架總成耐久性、靠背調(diào)節(jié)器耐久性。隨著各主機廠在研發(fā)投入力度上的加大，大都具備了耐久性檢驗設(shè)備，具有了可靠性自檢能力。并在操縱力大小、晃動量、異響方面加大了研究力度，進一步提升了座椅品質(zhì)。

3 客車駕駛員座椅發(fā)展趨勢

隨著客車工業(yè)發(fā)展，特別是輔助駕駛、自動駕駛技術(shù)的推廣，座椅的安全性、舒適性需求將進一步提高。整車電動化進程又將進一步加速座椅的輕量化與電動智能化的進展?？蛙囆袠I(yè)頭部企業(yè)中通客車發(fā)布了客車駕駛員座椅的未來發(fā)展規(guī)劃，分為兩個階段，第一階段是電動空氣懸浮減振座椅，重點實現(xiàn)電動調(diào)節(jié)與肩部角度調(diào)節(jié)功能；第二階段是健康電動空氣懸浮減振座椅，重點實現(xiàn)座墊微動調(diào)節(jié)與座椅主動健康監(jiān)測功能。

3.1 更加安全

安全是客戶購車時首要關(guān)注因素，客車駕駛員座椅的安全設(shè)計必將向更加系統(tǒng)全面的方向發(fā)展。不斷在座椅的設(shè)計方法、新材料的應用和性能驗證技術(shù)等方面進行深入研究。軌道偏離提醒、防瞌睡振動馬達、座椅安全氣囊、高響應閾值安全帶、主動預緊安全帶等的應用推廣將助力座椅的安全更加全面。

3.2 更加舒適

面對空氣式懸浮減振系統(tǒng)被動減振的缺點，主動式減振系統(tǒng)將會是下一步提升舒適性的發(fā)展方向，如電動空氣式懸浮減振、座墊微動調(diào)節(jié)。電動空氣式懸浮減振座椅通過車輛高精地圖，提前感知路面信息，反饋給座椅后，座椅主動減振系統(tǒng)提前反應，主動調(diào)節(jié)出最合理的剛度和阻尼，減少座椅振動，從而提升舒適性。并在發(fā)生轉(zhuǎn)向時，主動對側(cè)翼氣囊腰托進行充放氣，為駕駛員提供更良好的側(cè)翼支撐[11]。座墊微動調(diào)節(jié)是通過采用控制模塊，經(jīng)過氣壓傳感器識別，控制軟硬度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，結(jié)合大氣壓差進行自動補氣，實現(xiàn)對軟充囊體的軟硬度進行控制。

3.3 多功能

隨著消費者對舒適性高、科技感高的座椅價格接受程度的逐漸上升，消費者往往強調(diào)功能的齊全。通風、加熱、按摩、腰托功能等功能逐漸成為標準配置。電動調(diào)節(jié)、座椅記憶、靠背肩部調(diào)節(jié)、安全帶高度調(diào)節(jié)、座椅健康及身體機能檢測等功能逐漸成為高等座椅的選裝配置。

3.4 更加美觀

駕駛員座椅作為車輛的重要內(nèi)飾件，也需要在外觀上給整車增光添彩。在造型上遵循大眾審美，在風格上與車輛相匹配，在外形上更加現(xiàn)代簡約、輕奢時尚。通過簡潔造型、蒙皮的色彩搭配塑造現(xiàn)代氣息，通過操控手柄屏顯化集成使座椅更具科技感。整體式頭枕、輕薄靠背設(shè)計將給人寬闊感，使座椅看起來更高、更大、更寬，最大程度為駕駛區(qū)營造出一種舒適的氛圍。

3.5 輕量化

鑒于整車節(jié)能與電動化的發(fā)展趨勢，賦予了座椅減重更迫切的需求。需要在拓撲優(yōu)化、新材料和新工藝方面不斷探索。隨著座椅產(chǎn)品的不斷成熟，通過技術(shù)人員的經(jīng)驗積累的方式進行座椅降重，在輕量化上的貢獻率將會越來越小，未來更多的是依靠分析軟件進行拓撲優(yōu)化降重。目前，已有部分零部件廠家運用高強度鋼、鋁鎂合金和碳纖維等輕量化材料，采用熱成型，輥壓成型、激光焊接等工藝進行座椅降重[12]。

3.6 人機交互

隨著消費者對個性化、差異化服務場景需求的不斷提高，用于人機交互的電子控制器件與機械件集成將呈直覺化、智能化、個性化發(fā)展趨勢。直覺化是座椅通過App或AR-HUD（增強現(xiàn)實抬頭顯示器）參與高級駕駛輔助系統(tǒng)（Advanced Driving Assistance System, ADAS）等方式實現(xiàn)控制方式由傳統(tǒng)的按鈕控制向界面控制轉(zhuǎn)變，屏幕將成為主流的顯示界面；并通過語音交互，手勢交互等實現(xiàn)更直觀的輸入與觸感反饋。智能化使汽車電子系統(tǒng)、智能界面和人機交互實現(xiàn)無縫融合，從人機單向交互、進化到感知-機器-人的自主交互。個性化是基于交互+感知+數(shù)據(jù)的新型交互技術(shù)發(fā)展，如聲紋識別，能夠智能檢測心率、呼吸頻率、體溫及健康狀況[13]。

4 結(jié)束語

隨著客車行業(yè)的發(fā)展，人們對客車駕駛員座椅的要求也越來越高，各座椅生產(chǎn)廠家均加大了駕駛員座椅的研發(fā)力度，在座椅結(jié)構(gòu)、工藝以及材料的應用上都有了新的突破，從而研發(fā)出能夠滿足未來市場需求的座椅。

[1] 岳廣瑞.未來汽車座椅的發(fā)展方向探析[J].科學技術(shù)創(chuàng)新,2019(1):179-180.

[2] 工業(yè)和信息化部.汽車座椅、座椅固定裝置及頭枕強度要求及實驗方法:GB 15083—2019[S].北京:中國標準出版社,2019.

[3] 工業(yè)和信息化部.汽車安全帶安裝固定點、ISOFIX固定點系統(tǒng)及上拉固定點:GB 14167—2013[S].北京:中國標準出版社,2014.

[4] 工業(yè)和信息化部.汽車座椅頭枕性能要求及實驗方法:GB 11550—2009[S].北京:中國標準出版社，2009.

[5] 李亞敏,李治科.關(guān)于汽車座椅阻燃內(nèi)飾面料及其工藝的研究進展[J].紡織科學與工程學報,2018,35(2): 123-126,39.

[6] 工業(yè)和信息化部.客車內(nèi)飾材料的燃燒特性:GB 38262—2019[S].北京:中國標準出版社,2019.

[7] 中國汽車標準化技術(shù)委員會.營運客車內(nèi)飾材料阻燃特性:JT/T 1095—2016[S].北京:人民交通出版社, 2017.

[8] 夏攀,樊敏鋒,黃煥麗.汽車座椅技術(shù)及發(fā)展[J].汽車實用技術(shù),2020,45(14):43-44,72.

[9] 李娟.高速列車乘客座椅“人—椅”接觸面的舒服度設(shè)計研究[D].成都:西南交通大學,2014.

[10] 工業(yè)和信息化部.客車座椅:QC/T 633—2009[S].北京:中國計劃出版社,2010.

[11] 王謙,丁曉紅.面向新能源汽車的座椅結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程,2020,58(9):58-62.

[12] 明君劍.汽車輕量化材料及制造工藝研究現(xiàn)狀[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備,2020,56(10):146-147.

[13] 羅穎博,馬宏宇.汽車內(nèi)飾設(shè)計的人機交互前沿技術(shù)及設(shè)計趨勢研究[J].設(shè)計,2019,32(13):38-40.

Analysis of the Current Situation and Development Trend of Bus Driver Seat Technology

WANG Jian, ZHU Guangdong, XIANG Hongbo

( Shandong Tongsun Automobile Technology Company Limited, Liaocheng 252000, China )

In order to promote the development of the bus driver seat, the development of the bus vehicle "new four" put forward new requirements for the driver seat, people pursuit safer, more comfortable, more beautiful driver seat. First of all, by elaborating the development history of bus driver seat technology, introducing the differences between bus driver seat and passenger car driver seat, summarizing the advantages of the second generation of air suspension vibration damping driver seat compared with the first generation of mechanical vibration damping, semi-air suspension vibration damping seat. Secondly, through the analysis of the market demand characteristics of bus driver seat, China's laws and regulations requirements, application scenarios, etc., the technical status of bus driver seat is clarified in four aspects: safety, comfort, aesthetics and functionality. Finally, the development direction of the third-generation bus driver seat is proposed, that is electric air suspension vibration-damping seat; the development trend of bus driver seat is foreseen,that is safer, more comfortable, multi-functional, more beautiful, lighter, and human-machine interaction.

Passenger bus driver's seat; Technology status; Development trend

U463.83+6

A

1671-7988(2022)24-205-04

U463.83+6

A

1671-7988(2022)24-205-04

10.16638/j.cnki.1671-7988.2022.024.038

王?。?987—），男，工程師，研究方向為客車座椅開發(fā)，E-mail:wangjian810@163.com。