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座椅布置设计指南.ppt

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座椅 布置 设计 指南
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座椅布置设计指南培训,,汽车智库www.autoekb.com,培训主题,1座椅总布置概述1.1座椅综述1.2座椅布置的目的2座椅布置2.1 座椅布置输入、周边数据以及相关的法规文件收集研究2.2 座椅布置2.2.1 座椅法规校核2.2.2 座椅舒适性校核2.2.3 RCAR CKECK2.2.4 SEAT SENSOR2.2.5 安全带布置2.2.6 SHOE BOX布置2.2.7 INGRESS / EGRESS2.2.8 儿童座椅布置2.2.9 SAB 布置,1.1 座椅综述 汽车座椅是车内和乘员最直接的接触体,汽车座椅和其他家用、公用座椅的基本功能是一样的,只不过在车这一特定的环境下,附加了许多额外的功能,座椅可前后、上下调节,靠背角度可前倾、后倾,座椅可360度旋转,后座椅可以折叠、翻转,头枕可以上下、前后调节,还可以装备DVD显示屏等,因此座椅作为整车的一部分,正发挥愈来愈大的作用,所以座椅布置和设计的好坏将直接影响到乘客的乘坐舒适性。1.2 座椅布置的目的 保证驾驶员、乘员处于舒适的驾驶和乘坐姿势的状态,并实现驾驶员与操纵机构的相对位置、乘员的一些功能操作。,1座椅总布置概述,2.1 座椅布置输入、周边数据以及相关的法规文件收集研究,布置输入了解整车配置、座椅的配置,以及将来销售区域的分布,从而来确认所需遵循的法规条例以及相关保险行业要求;了解座椅的功能要求,结合相应的市场,初步制定座椅的VTS;座椅布置图、CAS以及相关边界数据,如下面图所示的数据;参考座椅的相关数据以及骨架,用于座椅的布置,同时尽量考虑座椅骨架的沿用;竞争车型以及座椅的分析比较,包括座椅的功能,造型等等;,2 座椅布置,与座椅相关边界,GB11550 汽车座椅头枕性能要求和试验方法,Head Restraint-Performance Requirement and Test MethodGB15083 汽车座椅系统强度要求及试验方法,Seat System-Strength Requirement and Test MethodGB8410 汽车内饰材料的燃烧特性,Flammability of Automotive Interior MaterialsGB11551 关于正面碰撞乘员保护的设计规则,The Protection of Occupants in Frontal CollisionGB14167 安全带安装固定点,Safety Belt AnchoragesGB20071 关于侧面碰撞乘员保护的设计规则. The Protection of Occupants in Lateral CollisionGB11552 汽车内部突出物 Interior FittingsECE R14 Safety Belt AnchoragesECE R17 The Seats, Their Anchorages and any Head RestraintsECE R21 Interior FittingsECE R25 Head RestraintECE 44 Child Restraint SystemsECE R94 The Protection of the Occupants in the Event of a Frontal CollisionECE R95 The Protection of the Occupants in the Event of a Lateral Collision,相关法规的研究,FMVSS 202 Head RestraintsFMVSS 210 Seat Belt Assembly AnchoragesFMVSS 207 Seating SystemsFMVSS 201 Occupant Protection in Interior ImpactFMVSS 208 Occupant Crash ProtectionFMVSS 214 Side Impact ProtectionFMVSS 213 Child Restraint SystemsFMVSS 224 Rear ImpactFMVSS 225 Child Restraint Anchorage SystemsFMVSS 302 Flammability of Interior Materials2000/53/EC End of Life Vehicles95/28/EC Flammability of Interior MaterialsEURO NCAP AT LEAST 3 STARC-NCAP (GOVERMENT CONTROL)NCAP CHINA (INSURANCE CONTROL)RCAR TESTHeavy Metal Rquirement,相关法规的研究,座椅,座位汽车内饰的重要组成不分,他对于乘客的舒适性以及安全性,起到及其重要的作用。而在座椅的布置的同时,同样需要考虑到其他与之相关件的布置以及内在的校核。,2.2.1 座椅法规校核座椅法规校核主要包括:内部突出物校核,头枕校核,内部突出物校核:在ECE R21 和 GB11552 中,明确内部突出物的要求,对于座椅而言,主要包括三区域的校核:,2.2 座椅布置,,区域一:圆角大于2.5mm,,区域二:圆角大于5mm,,区域三:圆角大于3.2mm,,头枕高度,,头枕宽度 一,,头枕宽度 二,,2.2.2 座椅舒适性校核,A.假人布置:,A27 — 坐垫角度(Cushion Angle)A42 — 臀部角(Hip Angle)A40 — 靠背角(Back Angle)A44 — 膝盖角(Knee Angle)A46 — 脚踝角(Ankle Angle),,A.假人布置,,汽车基本布置尺寸,,B.轮廓尺寸检查,检查STO的对称性:,,B.轮廓尺寸检查,假人到骨架距离: 坐垫 = 50mm (参考)靠背 = 35mm (参考)压限量要求:坐垫 = 40-45% (参考)靠背 = 30-35% (参考),,座椅坐垫压限量以及到骨架距离,,座椅靠背压限量以及到骨架距离,,坐垫有效长度,,坐垫 Bite line,,,靠背有效长度,,靠背 Bite line,,,腰托到H点的距离,,坐垫,坐垫侧翼高度,坐垫内部、外部宽度,,坐垫,坐垫侧翼角,坐垫长度,,靠背,靠背外部宽度、内部宽度,靠背侧翼高度,,靠背侧翼角,靠背侧翼角,,座椅舒适性校核简易图,,,座椅舒适性CAD检查清单,,2.2.3 RCAR CKECK,在交通事故中,追尾撞击事故是比较常见地一种。在追尾撞击中易造成颈椎伤害,这种撞击通常发生在市区内慢速行驶的车辆之间。当一辆汽车遭到行驶在后面的另一辆车撞击时,人体上半身的激烈运动会对相对脆弱的 颈部(颈脊柱)造成严重扭伤,并引起颈椎功能混乱,产生剧烈的颈部和头部疼痛,而且往往成为慢性疾病。颈椎伤害不易发现和确诊,却给人们带来生理上和心理上的痛苦。这时候,对于头部和颈部起到最好保护地的是头枕,这一节主要介绍头枕校核。由于头枕可以分成固定式头枕、高度可调式头枕、可翻转式头枕、主动头枕、以及主动调节式头枕,因此,对于不同的头枕,要求也是不一样的。,,HEIGHT AND BACKSET MEASUREMENT,,RCAR在3D数据上的测量,,要求,,2.2.4 SEAT SENSOR,PPD的基本定义PPD,全称Passenger Presence Detection system,中文名称是乘员存在探测系统。通常安装在前排的副驾驶侧坐垫泡沫中,当座椅上的重量小于12Kg时,PPD就可以识别并通知控制器自行切断PAB、SAB和预张紧安全带,避免不必要的起爆,它最大的好处是可以节约维修费用。,,PPD,,PPD的校核规范,◆ 对泡沫密度的要求PPD的安装对座椅的泡沫密度没有特定的范围要求,一般要求泡沫密度能保持在设计定义密度的±10%的公差范围内,确保PPD能够正常识别。◆ 对泡沫和面料的要求PPD的传感器是通过识别压力而工作的,在座椅上无人乘坐的情况下,不能对传感器产生太大的压力,在坐垫的设计时,避免过多的造型线,因为面料的拉紧力对PPD的正常工作会产生影响。PPD安装在面料和泡沫之间,要求尽量不在传感器下的泡沫中设计凹槽的结构,如果是因为造型的需要,必须有凹槽的结构,深度不能大于10mm,为避免传感器在较深的凹槽处折叠,或者是将凹槽处的泡沫设计较大的圆角,或者是将泡沫设计出“T-cut”的结构,如右图。,,PPD的校核规范,对泡沫尺寸的要求为了避免产生预压力,传感器和泡沫凹槽圆角顶端之间的距离不能小于40mm,可以允许有一定的装配的公差,由座椅的厂家来定义,这个公差不能超过5mm。 在传感器周围不小于15mm的区域内,如上图蓝色虚线框所示范围内,避免放置加热垫或其他硬物而使得传感器发生变形。,,PPD的校核规范,◆ 热熔型电阻和线束的要求,◆ 还需要考虑安全带静止时与座椅之间的间隙。,,SBR,SBR-Seat belt reminder system 中文名称是安全带提醒系统,其作用是提醒前后排乘员系安全带,是欧洲NCAP的要求,也是市场发展的趋势。其工作过程是首先检测乘员位置重量(NCAP要求为大于48Kg),如果发现没有系安全带,就会给安全气囊SDM一个信号,SDM判断后给组合仪表和辅助仪表信号,发出报警声音及报警灯闪烁。,,SBR,,SEAT SENSOR,,比较,这两种传感器相比较:◆ PPD系统的故障率比较高,座椅由于长期的使用,泡沫的硬度会发生一些变化,可能会出现安全气囊该爆破的时候没有爆破,由此会给OEM带来一些官司纠纷;◆ PPD系统的成本比较高,比SBR系统要高出一倍多;◆ PPD系统的开发比较复杂,周期比较长,对座椅的要求也比较高;,,2.2.5 安全带布置,前排安全带的布置 安全带的布置参照GB 14167 ECE R14 FMVSS 210 ◆根据选定的沿用件数据,在座垫上选定BUCKLE的基本位置,记为L2点,;,,L1,◆在侧围上选取安全带下固定点的位置,记为L1,,下部固定点,,高度调节,根据数据库或者BENCHMARK车型,确定上固定点的位置,一般固定在B柱上部,目前设计的车上,上固定点都能够根据需要进行高度调节,高度调节在60-100mm范围之间。,,上部固定点如下位置,,上部固定点如下位置,,布置过程中应该注意的问题,◆从卷收器到导向环的织带在实际使用过程中,织带从B柱上、下护板接缝处拉出,可能与下护板发生大的摩擦,根据需要在B柱内板上增加一个安全带织带导向片,如图中蓝色零件(安全带总成自带)。◆中排座椅靠背前面到中排安全带织带的距离是否过长,乘坐时拉安全带会感到吃力,如果座椅向前调节后,影响会更大。,,,布置过程中应该注意的问题,◆若该车要出口欧洲,则后排安全带必须全部用三点式,中间的卷收器大部分布置在座椅靠背上,对座椅的强度有更高的要求,如下图,,2.2.6 SHOE BOX布置,有些座椅座垫下面会布置储物盒,以抽屉式(图17)和翻盖式(图18)为主,储物盒本体与座垫相对固定,因为座椅可以调节,储物盒必须跟随座椅滑移,布置要点:在座椅最低位置时,储物盒的底部与地板要有适当的距离,必须考虑地毯厚度,横梁高度,以及座椅下面的电器元件等等,H高度取10-20mm,同时在座椅滑动过程中储物盒与其他部件不干涉;储物盒的末端高度必须考虑后排乘员脚摆放的位置,给出人机工程分析;储物盒的本体与座椅本身调节机构不能干涉,座椅调节拉丝走向需要从侧边走;储物盒与坐盆的固定必须要考虑其强度,同时定义储物盒的最大储物量,以选取合适的连接零件;,,SHOE BOX比较,一般SHOE BOX 放在驾驶员座椅下面以及副驾驶座椅下面,它们的优缺点如下:,,,头枕校核,,类型,抽屉式,翻盖式,,2.2.7 INGRESS / EGRESS,前排座椅的进出校核:,,前排座椅的进出校核,,SAE 比较,,前排座椅的进出校核,,,后排座椅的进出校核,,后排座椅的进出校核,,后排座椅的进出校核,,,,,后排座椅的进出校核,,两门的轿车,前排座椅的进出校核与上面等同,对于后排座椅的校核如下:,,两门的轿车,将座椅,按照滑轨方向,移动到最前位置,并且,座椅靠背也转到最前位置,测量出座椅与门洞条的最大距离与最小距离,进行分析比较。,,2.2.8 儿童座椅布置,儿童座椅(Child Seat)通常又可称为儿童限制系统(Child Restraint System,简称CRS),儿童限制系统与安全带一起配合使用以减少汽车在发生碰撞安全事故等紧急情况出现时给儿童带来的伤害。有关儿童座椅的详细布置要求以及方法,请参阅《儿童座椅布置设计指南》。,,2.2.9 SAB 布置,目前的某瑞公司的侧气囊按照保护的区域分可以分为头胸(head + thorax)和胸腹(thorax + pelvic),两者的尺寸会有一些区别,一般来说,侧气囊气袋的大小和车内空间尺寸的关系不是很大,保护头胸部的侧气囊体积一般为18L到21L之间,而保护胸腹部的侧气囊的体积一般为12L。侧气囊模块的布置目前比较常见的为安装在门内或是安装在座椅的侧翼里,因为乘员在车内的位置不确定,因此安装在门护板内的侧气囊存在有一定的局限性,现在最常使用的还是将侧气囊安装在座椅的侧面,可以保持和乘员的相对位置不变,能够比较有效的保护到乘员的人身安全。目前我们对侧气囊模块布置的工作方法为,首先确定模块的角度以及位置,以及安装固定点的数量、方式、位置初步确认,然后将气囊模块布置在座椅的泡沫中,在骨架上设计相应的安装板,布置固定点,设定合适的泡沫的厚度,最后确认线束的走向和固定,确认最终的模块的位置和角度以满足侧气囊起爆的要求。,,SAB布置示意图,,校核,在布置时,需要对气囊模块分别对5%、50%、95%假人进行保护模拟试验,以分析布置的气囊能否保护所有的人群。下图就是在模拟分析中,发现对于95%的假人不能起到完全的保护,需要对侧气囊的位置进行调整,以更好地保护成员。,,座椅设计要求,,侧气囊对座椅内部边界要求,,,,骨架,A、安装板的角度:28~30度;B、安装板厚度:2mm;C、安装板宽度:371mm;D、安装孔的距离:101mm侧气囊在座椅中的位置是有具体要求的,一般侧气囊的模块有上下两个固定点固定在座椅的骨架上,两个安装孔连线的中点到座椅的H点在Z轴方向上的距离不能小于276mm,这是为了确保在侧气囊展开后能有效地保护到乘员。,,车内饰件设计要求,侧气囊的展开需要有足够的空间,使得侧气囊能够按照设计的要求完全展开,不影响SAB的保护效果,所以必须保证座椅的靠背和立柱护板之间的位置关系,一般我们测量座椅靠背的侧面到立柱护板之间的距离,如下图所示,这个距离我们的要求为最小60mm。,,,,,车内饰件设计要求,上图也是S12的欧洲版的座椅侧气囊的布置,由于车身结构的限制,像S12这种小车,间隙要求这个值可以小一点,这同样需要试验的验证和确认,因为距离如果太小的话,气囊爆破时会伤害到乘员。,,,车内饰件设计要求,一般来说,门护板的设计上会有一个扶手,侧气囊和这个扶手的相对位置也是有要求的,车门上的扶手的应该尽量保持在侧气囊下部安装点的下面,以避免侧气囊展开时受到门扶手的限制。一般这个值我们要求在80mm左右,但是同样会因为受到车身结构的限制而适当调整这一间距。如下图所示。,,还需要考虑,还需要考虑后排座椅,备胎取出,座椅安装支架、以及扬声器、衣帽架以及与周边的关系等等。,谢谢,
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