汽车后排座椅结构安全性设计与优化探析

顾芮玮

摘 要：随着当今城市化建设的不断深入以及科技日新月异的发展，人们的生活水平和消费水平的不断提高，均表现在衣食住行上面。而作为其中一个方面的“行”，汽车作为重要的交通工具之一，越来越受到人们的大力追捧。随着汽车的日益普及，汽车在促进经济发展的同时，也带来不少的负面影响，如大气污染，噪声污染，能源利用等问题。而作为最重要的安全问题正逐渐被众多国家和消费者所重视，人们所注重的方面为汽车的后排座椅结构。汽车的后排座椅结构作为汽车的内部饰件之一，它安全性能的好坏对驾乘人员的安全十分重要。当安全性能逐步受到重视，对安全性的检查也越来越高。对我国来说，有关座椅的安全法规便通过综合考虑汽车的座椅动态以及强度性能，以此来保证驾乘人员的安全。下面将对汽车的后排座椅结构安全性设计与优化方案的探讨，来提出相关的解决措施，并为未来汽车的发展提供思路。

关键词：后排座椅；结构设计；安全性能；优化方案

我国对汽车安全性能法规的制定起于上世纪90年代初期，关于安全性可区分为主动安全性和被动安全性。主动安全性的目的是预防交通事故的发生，以此使人员免受灾难。通过在汽车上安置主动避开危险的能力。如防抱死系统（ABS）、高位刹车灯的配备、前后雾灯等，均为主动安全的发展。[1]而由主动转向为被动，是伴随汽车的发展带来的。被动安全性的目的在于事故发生后，如何减轻人员的伤亡。汽车后排座椅的安全性能包括防止事故发生以及事故发生后如何最大限度的减轻对驾乘人员造成的伤害。关于后排座椅的安全性也可以分为主动安全性和被动安全性进行设计分析。下面将就汽车后排座椅的安全性分为主动安全和被动安全进行探讨。

1 汽车后排座椅的主动安全性设计的探讨

座椅就其位置可分为前排座椅、中排座椅和后排座椅。一般的家用汽车仅含前排后排座位，相对的商务汽车便有所例外，增加了中排座椅。随着家用私家车使用量的迅猛增长，为防止交通事故在私家汽车上发生，应针对家用汽车的安全性漏洞加以分析，以此缓解逐年增长交通事故的发生频率。根据相关的调查显示，家庭汽车座椅后排的乘员多为女性以及儿童等弱势群体，自然受到伤害的风险更高一些，所以后排的座椅安全性要得到充分考虑。家庭的汽车后排座椅的主动安全性是指座椅通过供给操作者和乘车人员一个良好的驾驶环境和乘车环境，以此避免事故的发生。关于座椅主动设计的作用包括缓解驾驶人员的疲劳，让驾驶人员能够全身心的操纵汽车的行使。在对汽车内部饰件的设计过程中，任何细枝末节都需要被考虑到。例如座椅的尺寸、坐垫以及布局，靠背的压力作用下的分布等，通过让驾驶人员身心愉快，来降低事故的发生频率。

2 汽车后排座椅的被动安全性设计的探讨

关于汽车后排座椅的被动安全性是用于在事故发生时如何能够最大程度的减轻对驾乘人员伤害的条件下提出的。因此，被动安全性的设计应以发生事故作为前提，考虑到人员可能会受到哪个部位的伤害，或者如何让他们去避开伤害，或者在伤害中去逃生。对于汽车后排被动安全性设计的探讨可分为以下几个方面：

（1）在发生事故的过程中，后排乘员生存空间本就狭小，应阻挡其他如碎玻璃等有二次损伤的物体进入以造成伤害；

（2）在发生事故的时候，应保護乘员的重要部位，这就必须让他们在灾难发生时能够保持相应的姿势保护自身的重要器官，并在其他约束系统如安全气囊，安全带的协助下，减轻承受的伤害；

（3）关于座椅本身的研究，以使事故的发生对乘员的伤害就使事故后果对乘员的伤害降低到最低限度。座椅是汽车内部重要的安全饰件，提高汽车安全性能的重要发展方向之一便是对汽车后排座椅进行分析研究，通过提高汽车后排座椅的安全性能来提高汽车的安全性是至关重要的步骤。

3 关于汽车后排座椅的碰撞试验

对于汽车后排座椅的设计过程，应在满足其刚度、强度、稳定性的情况下进行，保证经济合算，成本低廉。满足刚度、强度、稳定性的同时，需要对汽车进行正撞试验，以此来衡量汽车的安全性能。而对于后排座椅安全性能，是通过观察座椅的变形程度来考核的。在试验过程中，用长宽高均为3分米的立方体作为后座椅的行李箱，棱角的倒圆为2厘米，质量18千克。把若干样块放在后排座椅的地板上。试验时，用规定的速度加速度向前碰撞。然后试验体将根据自身的惯性向前滑动而作用于后排的靠背上，从而使其发生形变。然后衡量合格的依据是估量座椅靠背的硬度，一般硬度在大于50的情况下，便可认为这些零件及时发生形变，但没有超过规定的范围内，认为座椅的强度符合要求。而对于前撞时座椅安全性的研究，通过座椅的靠背形变或者构造来进行分析。一般在乘坐汽车的后排座椅时，力量主要是由靠背的力量来支撑，因此对于靠背的结构构建尤为重要。以分体式的靠背座椅为例，分体式的靠背构成主要由靠背主钢管，中间支撑板，下支撑板，中间支架，靠背锁支架，两侧安装支架和安全带固定装置等构成。[2]在碰撞过程中，靠背骨架下部被固定住，中间支架也由螺丝被紧固于车上，当靠背的状态处于锁止状态是，座椅的整体相当于锁定在整个车身，而车身又固定在试验台上。所以，碰撞的过程中，对座椅安全性能的要求便转变为对靠背结构和其他连接构件的考核。[3]

4 关于汽车后排座椅的修正和改进

关于汽车的安全性能，将直接作用于驾驶人员和乘车人员的生命和财产安全。根据上面谈及的内容，可以得到关于汽车后排座椅修正和改进的几个方面。

（1）增加支撑板的强度，包括中间和下部的支撑板翻边结构，以加强零件对负载的承载能力；

（2）改用材料性能更佳的支撑板，好的材料应具备刚度、强度、稳定性都符合要求的优势；

（3）在支架的两侧均增加翻边结构，以加强支架对靠背主钢管起到的作用。

5 结束语

对于汽车后排座椅的安全性能，在我国的重视程度得到显著提高，它安全性能的好坏对驾乘人员的安全十分重要。如今，后排的座椅也增添了安全带等被动安全措施。相信在未来的汽车安全性研究方面，主动性防护措施和被动性的防护措施将受到足够重视，并综合考虑国内外的动态，从而保障驾乘人员的安全。

参考文献

[1]颜先华.某微型乘用车后面碰撞结构安全优化设计[J].公路与汽运，2013，6：5-8.

[2]刘存山.基于正面碰撞安全性的PHEV乘员约束系统的优化和实验[J].现代制造工程，2014，11：53-59.

[3]马瑞雪，王欣，张科峰.移动行李对后排座椅冲击的仿真分析与结构优化[J].客车技术与研究，2014，1：1-3.