浅析客车驾驶员座椅技术现状及发展趋势

王 健，朱广栋，向洪博

浅析客车驾驶员座椅技术现状及发展趋势

王 健，朱广栋，向洪博

（山东通盛汽车科技有限公司，山东 聊城 252000）

客车整车“新四化”的发展对驾驶员座椅提出新的要求，人们对更加安全、更加舒适、更加美观驾驶员座椅的追求促进了客车驾驶员座椅的发展。首先通过阐述客车驾驶员座椅技术的发展历程，介绍了客车驾驶员座椅与乘用车驾驶员座椅的不同点，总结了第二代空气悬浮式减振驾驶员座椅相对于第一代机械减振、半空气悬浮式减振座椅的优点。其次通过对客车驾驶员座椅的市场需求特征、我国法律法规要求、应用场景等方面的分析，在安全性、舒适性、美观性、功能性四个方面阐明了客车驾驶员座椅的技术现状。最后提出了第三代客车驾驶员座椅的发展方向，即电动空气悬浮减振座椅；展望了客车驾驶员座椅的发展趋势，即更加安全、更加舒适、多功能、更加美观、轻量化、人机交互。

客车驾驶员座椅；技术现状；发展趋势

随着社会经济的快速发展，私家车的普及，高铁开通里程的增加，网约车的兴起等不断挤压客车市场，近五年中国客车产量均保持在50万辆左右，并呈逐年略有下降态势，客车市场的消费日趋成熟[1]。客车驾驶员座椅作为驾驶员与整车直接接触的载体，驾驶员座椅好坏将直接影响到驾驶员的驾乘体验和对整车的评价。因此，各客车主机厂、座椅厂均加大了驾驶员座椅开发升级力度。所以根据当今市场需求和对驾驶员座椅技术现状进行分析，从而更好的把握客车驾驶员座椅的发展趋势，以期促进客车驾驶员座椅的发展。

1 客车驾驶员座椅技术历史发展

客车驾驶员座椅与乘用车驾驶员座椅在结构形式上的主要区别是具有减振底座，座椅减振性能优越。客车驾驶员座椅从最初的无减振到第一代机械减振、半空气悬浮式减振，再到现在的第二代空气悬浮式减振，座椅的减振性能越来越优越，调节方式越来越简便。第二代驾驶员座椅较第一代驾驶员具有减振效果好，减振软硬可调，方向调节功能丰富的优点。方向调节可以实现十二向调节，在第一代八向调节的基础上增加了座垫深度与座椅旋转调节。并可以配置气袋腰托、侧翼腰托、通风、加热、按摩等功能。

2 客车驾驶员座椅技术现状

目前，国内各客车主机厂、座椅厂均非常注重驾驶员座椅的设计开发，大都配备了专业的座椅设计团队，具备座椅逆向、正向开发能力；并加大了在座椅实验器材上的投入，提升了座椅性能验证能力；强调了市场需求的研究，不断紧跟市场需求的变化。

日趋严厉的安全法规，人工成本与原材料价格整体上行压力等诸多因素在一定程度上影响了客车驾驶员座椅的设计，但影响客车驾驶员座椅设计的关键因素始终是消费者的需求。根据市场调研发现，消费者对客车驾驶座的需求主要是可以提供足够安全、驾乘舒适和造型美观。

2.1 安全性

驾驶员是整车的具体操作者，驾驶员座椅的安全性不仅关系驾驶员自身的安全，而且关联着整车乘客的安全，所以驾驶员座椅的安全性向来是客车座椅研究领域的重中之重。客车驾驶员座椅安全性分为强度安全性能、燃烧安全性能、环保安全性能三个方面。

1.强度安全性能

国家强制性安全法规对座椅安全性能提供了基础保障。《汽车座椅、座椅固定装置及头枕强度要求及实验方法》（GB 15083—2019）要求在发生事故时座椅能保证驾驶员具有必要的生存空间，并能充分保护这个空间防止其它物体入侵[2]；《汽车安全带安装固定点、ISOFIX固定点系统及上拉固定点》（GB 14167—2013）要求在事故发生过程中，约束系统能充分发挥防护作用，约束驾驶员处在生存空间之中[3]；《汽车座椅头枕性能要求及实验方法》（GB 11550—2009）要求事故发生过程中，头枕能够托住驾驶员头部，吸收碰撞鞭打的能量，减少对驾驶员颈椎的伤害[4]。座椅高度调节机构、滑轨、调角器、背骨架等部件的强度是影响座椅强度的关键部件。

2.燃烧安全性能

座椅的阻燃性能能够有效延缓火焰蔓延速度与有害气体的产生速度，提供给驾驶员更多的宝贵逃生时间[5]。《客车内饰材料的燃烧特性》（GB 38262—2019）规定了对客车内饰材料的取样、燃烧特性、氧指数、烟密度、烟毒性等要求[6]。交通行业推荐标准《营运客车内饰材料阻燃特性》（JT/T 1095—2016）也已在营运客车领域广泛应用，在检测标准上JT/T 1095—2016的部分指标高于GB 38262—2019的要求[7]。蒙皮、泡棉、塑料件、橡胶件等是影响燃烧安全性能的关键部件。

3.环保安全性能

座椅的环保性可以扩大载客群体（如孕妇、儿童等气味敏感群体），提升乘客乘坐体验。环保方面暂无国家强制性法规，但不少主机厂为满足顾客对健康的追求，增强产品竞争力，纷纷提出了各自的企业标准。分别从车内材料污染物与胶粘剂污染物两个方面进行了规范，对总挥发性有机化合物（Total Volatile Organic Compounds, TVOC）、苯、甲苯、二甲苯、甲醛、二氯乙烷等有害物质规定了其上限值。粘接胶、泡棉、塑料件、蒙皮等是影响环保安全性能的关键部件，水性环保胶的应用有效提升了环保性能指标。

2.2 舒适性

对消费者而言，相对于受取样、检验设备限制的安全性的验证，舒适性可以通过切身驾乘验证。所以消费者往往以驾乘舒适性的好坏为最终评判标准。客车驾驶员座椅的舒适性分为静态舒适性能、动态舒适性能和操作舒适性能三个方面。

1.静态舒适性能

静态舒适性能是指在静止状态下座椅的乘坐舒适程度。主要体现为使驾驶员保持良好的坐姿，脊椎保持自然弯曲状态，体压能够合理分布。座椅几何尺寸参数、计算机辅助造型（Computer Aided Styling, CAS）曲面、泡棉特性等是影响静态舒适特性的主要因素，另外，材料触感、视觉美感等因素也与之有关。双密度海绵的应用有效提升了座椅的静态舒适特性。

2.动态舒适性

动态舒适性是指在车辆行驶状态下座椅的乘坐舒适程度。主要体现为隔离驾驶员，吸收车辆行驶过程中所产生的各种冲击和振动激励，最终使驾驶员身体振动强度处于人体所承受的舒适范围中。座椅减振形式是影响座椅自身动态舒适性的关键因素，车辆悬挂系统以及车辆的噪声等也会对动态舒适性产生影响[8]。

《傲慢与偏见》的文学艺术成果与社会文化价值可以说主要是通过作者细腻幽默的人物刻画和场景描写体现出来的，尤其是通过人物的交际对话与内心独白反应出当时的社会风貌和社会普遍心理状态。因此，正确而又全面地把握文中人物交际对话的含义，对整部作品的研究有着重要的意义。

3.操作舒适性能

驾驶员座椅还需要满足驾驶员的各种使用场景，如上下车的顺畅，功能操纵便利、乘员的管理方便等。空气悬浮减振座椅通常配置快速充放气功能，迅速避让出活动空间，方便驾驶员快速上下车。调节手柄、按钮布置在驾驶员目光可至、触手可及的地方，并符合常人的操作习惯和操作力。安全带轻便抽拉力在减轻驾驶员束缚感的同时，便于操作中控台，方便对乘员的管理。

2.3 美观性

驾驶员座椅的美观性往往是整车风格和品牌形象的体现。在造型上多采用“功能决定形式，形式服从功能”的设计原则。通常以基本功能形态为主体，以大弧线造型为元素，加上色彩搭配、蒙皮质感的衬托，表现出一种内在安全感、舒适感、时尚感。在色彩搭配上蒙皮多采用质朴稳重的黑色与含蓄的灰色搭配，营造出优雅宁静的氛围[9]。

2.4 功能性

基于不同客户对经济型、豪华型座椅不同需求，驾驶员座椅在推向市场时，按照功能配置往往分为基础配置和高等配置两种状态，由于驾驶员座椅是订单式生产，可以在配置状态上点选部分配件。客车驾驶员座椅的功能性分为基础功能、功能扩展和功能可靠性三个方面。

1.基础功能

《客车座椅》（QC/T 633—2009）要求座椅应具有座椅总成纵向调节、座椅总成垂直方向调节、靠背角调节功能[10]。纵向调节普遍采用滑轨的形式实现调节。垂直方向调节分为机械式调节和空气弹簧式调节，机械式调节需要通过前后两个调节手柄实现联动的方式进行调节，较空气弹簧调节单手柄调节繁琐。靠背角调节功能多采用双核心件锁止结构调节。

功能扩展更多的是体现在乘坐舒适性和愉悦感上。通风功能可以消除驾驶员在座垫和靠背表面产生的热量。加热功能可以为座垫和靠背表面提供热量。腰托功能可以提供靠背支撑。按摩功能可以缓解驾驶疲劳，在长途行车或驾驶员疲劳强度大时，具有这种功能的座椅就更加显示出特有的优越性。

3.功能可靠性

根据座椅基础功能，功能可靠性主要包括纵向调节疲劳特性、靠背骨架总成耐久性、靠背调节器耐久性。随着各主机厂在研发投入力度上的加大，大都具备了耐久性检验设备，具有了可靠性自检能力。并在操纵力大小、晃动量、异响方面加大了研究力度，进一步提升了座椅品质。

3 客车驾驶员座椅发展趋势

随着客车工业发展，特别是辅助驾驶、自动驾驶技术的推广，座椅的安全性、舒适性需求将进一步提高。整车电动化进程又将进一步加速座椅的轻量化与电动智能化的进展。客车行业头部企业中通客车发布了客车驾驶员座椅的未来发展规划，分为两个阶段，第一阶段是电动空气悬浮减振座椅，重点实现电动调节与肩部角度调节功能；第二阶段是健康电动空气悬浮减振座椅，重点实现座垫微动调节与座椅主动健康监测功能。

3.1 更加安全

安全是客户购车时首要关注因素，客车驾驶员座椅的安全设计必将向更加系统全面的方向发展。不断在座椅的设计方法、新材料的应用和性能验证技术等方面进行深入研究。轨道偏离提醒、防瞌睡振动马达、座椅安全气囊、高响应阈值安全带、主动预紧安全带等的应用推广将助力座椅的安全更加全面。

3.2 更加舒适

面对空气式悬浮减振系统被动减振的缺点，主动式减振系统将会是下一步提升舒适性的发展方向，如电动空气式悬浮减振、座垫微动调节。电动空气式悬浮减振座椅通过车辆高精地图，提前感知路面信息，反馈给座椅后，座椅主动减振系统提前反应，主动调节出最合理的刚度和阻尼，减少座椅振动，从而提升舒适性。并在发生转向时，主动对侧翼气囊腰托进行充放气，为驾驶员提供更良好的侧翼支撑[11]。座垫微动调节是通过采用控制模块，经过气压传感器识别，控制软硬度调节系统，结合大气压差进行自动补气，实现对软充囊体的软硬度进行控制。

3.3 多功能

随着消费者对舒适性高、科技感高的座椅价格接受程度的逐渐上升，消费者往往强调功能的齐全。通风、加热、按摩、腰托功能等功能逐渐成为标准配置。电动调节、座椅记忆、靠背肩部调节、安全带高度调节、座椅健康及身体机能检测等功能逐渐成为高等座椅的选装配置。

3.4 更加美观

驾驶员座椅作为车辆的重要内饰件，也需要在外观上给整车增光添彩。在造型上遵循大众审美，在风格上与车辆相匹配，在外形上更加现代简约、轻奢时尚。通过简洁造型、蒙皮的色彩搭配塑造现代气息，通过操控手柄屏显化集成使座椅更具科技感。整体式头枕、轻薄靠背设计将给人宽阔感，使座椅看起来更高、更大、更宽，最大程度为驾驶区营造出一种舒适的氛围。

3.5 轻量化

鉴于整车节能与电动化的发展趋势，赋予了座椅减重更迫切的需求。需要在拓扑优化、新材料和新工艺方面不断探索。随着座椅产品的不断成熟，通过技术人员的经验积累的方式进行座椅降重，在轻量化上的贡献率将会越来越小，未来更多的是依靠分析软件进行拓扑优化降重。目前，已有部分零部件厂家运用高强度钢、铝镁合金和碳纤维等轻量化材料，采用热成型，辊压成型、激光焊接等工艺进行座椅降重[12]。

3.6 人机交互

随着消费者对个性化、差异化服务场景需求的不断提高，用于人机交互的电子控制器件与机械件集成将呈直觉化、智能化、个性化发展趋势。直觉化是座椅通过App或AR-HUD（增强现实抬头显示器）参与高级驾驶辅助系统（Advanced Driving Assistance System, ADAS）等方式实现控制方式由传统的按钮控制向界面控制转变，屏幕将成为主流的显示界面；并通过语音交互，手势交互等实现更直观的输入与触感反馈。智能化使汽车电子系统、智能界面和人机交互实现无缝融合，从人机单向交互、进化到感知-机器-人的自主交互。个性化是基于交互+感知+数据的新型交互技术发展，如声纹识别，能够智能检测心率、呼吸频率、体温及健康状况[13]。

4 结束语

随着客车行业的发展，人们对客车驾驶员座椅的要求也越来越高，各座椅生产厂家均加大了驾驶员座椅的研发力度，在座椅结构、工艺以及材料的应用上都有了新的突破，从而研发出能够满足未来市场需求的座椅。

[1] 岳广瑞.未来汽车座椅的发展方向探析[J].科学技术创新,2019(1):179-180.

[2] 工业和信息化部.汽车座椅、座椅固定装置及头枕强度要求及实验方法:GB 15083—2019[S].北京:中国标准出版社,2019.

[3] 工业和信息化部.汽车安全带安装固定点、ISOFIX固定点系统及上拉固定点:GB 14167—2013[S].北京:中国标准出版社,2014.

[4] 工业和信息化部.汽车座椅头枕性能要求及实验方法:GB 11550—2009[S].北京:中国标准出版社，2009.

[5] 李亚敏,李治科.关于汽车座椅阻燃内饰面料及其工艺的研究进展[J].纺织科学与工程学报,2018,35(2): 123-126,39.

[6] 工业和信息化部.客车内饰材料的燃烧特性:GB 38262—2019[S].北京:中国标准出版社,2019.

[7] 中国汽车标准化技术委员会.营运客车内饰材料阻燃特性:JT/T 1095—2016[S].北京:人民交通出版社, 2017.

[8] 夏攀,樊敏锋,黄焕丽.汽车座椅技术及发展[J].汽车实用技术,2020,45(14):43-44,72.

[9] 李娟.高速列车乘客座椅“人—椅”接触面的舒服度设计研究[D].成都:西南交通大学,2014.

[10] 工业和信息化部.客车座椅:QC/T 633—2009[S].北京:中国计划出版社,2010.

[11] 王谦,丁晓红.面向新能源汽车的座椅结构设计[J].农业装备与车辆工程,2020,58(9):58-62.

[12] 明君剑.汽车轻量化材料及制造工艺研究现状[J].现代制造技术与装备,2020,56(10):146-147.

[13] 罗颖博,马宏宇.汽车内饰设计的人机交互前沿技术及设计趋势研究[J].设计,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

王健（1987—），男，工程师，研究方向为客车座椅开发，E-mail:wangjian810@163.com。