汽車研發：整車座椅的設計開發方法與流程！
看來老司機雖然經歷豐富
但也有羞澀的一面嘛
其實放美女圖是為了男女搭配學習嘛
這樣就不會枯燥呀
好啦，言歸正傳，大家在買車的時候，對座椅的舒適性和實用性都很關注，對人體的感覺最為明顯。
今天
漫談君就和大家一起來看看
整車座椅的設計開發方法與流程
交通事故統計分析表明，疲勞駕駛是造成交通事故的主要原因。駕駛座椅是影響駕駛與乘坐舒適程度的重要設施，對於減少駕駛員疲勞程度，降低事故發生率有重要作用，汽車駕駛員座椅設計優劣與否直接關係到駕駛質量與安全。故座椅的設計開發在整車的設計中尤為重要。
1）座椅（seat）
供一個成年乘員乘坐且有完整裝飾並與車輛結構為一體或分體的乘坐設施。它包括單獨的座椅或長條座椅的一個座位。
2）固定裝置（anchorage）
將座椅總成固定到車輛結構上的裝置。包括車身上受影響的部件。
3）調節裝置（adjustment system）
能將座椅或其部件的位置調整到適應乘員乘坐姿態的裝置。
該裝置應有如下功能：
A. 縱向位移（longitudinal displacement）
B. 垂直位移（vertical displacement）
C. 角位移（angular displacement）
4）鎖止裝置（locking system）
使座椅及部件保持在使用位置的裝置。
5）頭枕（head restraint）
用於限制成年乘員頭部相對於其軀幹後移，以減輕在發生碰撞事故時頸椎可能受到的損傷程度的裝置。
1）「H」點(「H」point)
二維或三維人體模型樣板中人體軀幹與大腿的連接點即胯點(HipPoint)。
2）「R」點「（R」point）
GB11551—2003中附錄C定義的乘坐基準點。基準線（referenceline）為GB11551—2003中附錄C附件1圖C.1中所示的通過三維人體模型的線。
3）加速踏板踵點（AHP）
在加速踏板未壓縮時,人體模型的踵點在被壓塌的地板覆蓋件上的點。
4）拇趾參考點(BOF)
在側視圖上過AHP點作人體樣板鞋底的切線在該切線上離AHP點203mm處的一個點。
5）踏板裝置角
在側視圖上踏板平面與水平面的夾角。
6）踏平面角
駕駛員以正常駕駛姿勢踏在加速踏板上時在側視圖上鞋底平面與水平面的夾角。
7）坐姿舒適性
舒適性的內容非常廣泛，包括坐姿舒適、動態舒適、溫度舒適等，並且具有綜合性主觀性個體性的特點。
1）外形尺寸要點
A. 座面
B. 腰靠
腰靠角度調節量應≥20°；腰靠若裝有軟墊，則其沿座深方向垂直剖面內的曲率半徑應＞1400mm。
C. 頭枕
駕駛員頭部到頂棚間隙＞50mm，乘客頭部到頂棚間隙＞30mm；頭枕中心線與靠背中心線應保持0°-20°夾角。
D. 扶手
E. 靠背
靠背的基準角度與水平面成105°-115°；前排座椅靠背高度≥800mm；後排高度≥700mm。
2）座椅外觀
A. 座椅總成蒙皮裝配後，造型應挺括、飽滿，不允許有破損、污損、皺摺等疵病；
B. 座椅總成蒙皮整體縫合應牢固。縫製針距明線5-8針/30mm，且應均勻、清晰、平直，無漏針、脫線、跳沙等現象。座椅總成坐墊縫製線條與靠背縫製線條應對齊，相差不大於±5mm；每條線縫的兩端應回針，不應有大於10mm的多餘線頭；
C. 座椅總成各焊接、鉚接部位應牢固可靠，不應有鬆動現象；總成不應有焊接錯位、氣孔、虛焊等缺陷，外表面應平整、光潔、無油污、無毛刺，運動部分應塗潤滑油；
D. 座椅頭枕應無局部凸起、尖棱等觸感；
E. 座椅總成的金屬件應進行防鏽處理，表面塗層均勻，無氣泡、劃傷、堆積和流痕等現象；所有金屬件表面不允許有鏽蝕及漆膜脫落現象，符合QC/T484-1999《汽車油漆塗層》標準要求，需耐鹽霧試驗48小時以上；
F. 裝飾件之間的間隙均勻，泡沫、骨架、C型釘無外露；
G. 裝飾塑料件色澤均勻一致，無凹凸、飛邊；塑料裝飾件料厚要求≥2.5mm。
1）泡沫指標要求
2）面套要求
A. 座椅面料（單層）物理機械性能指標
B. 座椅面料（複合）物理機械性能要求
3）座椅面料（複合）物理機械性能要求
A.各塑料件應無變形、破損、飛邊、毛刺、劃痕及污物，色澤一致，皮紋清晰,並符合色標、皮紋樣本，不應有異樣斑點，不能變色，表面質量應一致，不能有折皺，與座椅總成風格要相匹配。
B.各塑料件裝配要牢固可靠，不能有鬆動現象，更不能有異響。
C.各塑料件經過常規耐熱性能、耐寒性能、冷熱交變性後，產品的形狀、外觀應滿足下表的要求:
D.各塑料件燃燒特性應符合GB8410的有關規定。
E.各塑料件物理性能應滿足下表要求:
F.各塑料件產品尺寸公差應滿足GB14486《工程塑料模塑塑料件尺寸公差》的要求。
G.對於調角器、限位器、座椅鎖、解鎖機構等座椅零部件裝飾，塑料件裝飾參照標杆車。
4）金屬骨架結構
A.金屬骨架應符合按規定程序批准的圖樣和技術文件。
B.金屬骨架的焊接應符合GB/T5943《工程機械焊接件通用技術條件》的規定，焊接方式採用點焊、弧焊、氣體保護焊。零件表面不得有焊渣、飛刺。
C.金屬骨架進行除銹、防鏽處理，表面電泳塗漆，漆層應符合QC/T484-1999《汽車油漆塗層》的規定，需耐鹽霧試驗48小時以上。
D.金屬骨架與其他零部件裝配為總成後，強度應符合GB15083汽車座椅系統強度要求及試驗方法》及《TBD-681201汽車座椅疲勞試驗方法及評價標準》的規定。
1）座椅滑軌機構
A. 滑軌參數
B. 滑軌技術要求
解鎖手柄操作力15-55N，解鎖調節靈活、無異響；總成滑動阻力(在承受75kg向下載荷時)為30-225N，且滑動過程中無異響、全行程無澀點、滑動順暢，同步鎖止、同步解鎖；
耐久性能：在座椅上載入80KG載荷，前後往複滑動滑軌15000次以上，不允許有滾柱、滾珠脫落，零件變形、機構失效等缺陷；其餘要求按照QCT805-2008《乘用車座椅用滑軌技術條件》執行。
2）座椅調角器機構
3）座椅鎖機構
A. 鎖止強度≥25000N，座椅在完成GB14167試驗後，座椅鎖的鎖止功能不損破、失效。
B.解鎖力≤50N
1）舒適性
A.座椅泡沫造型應符合人機工程學的要求，並給出A面的分析報告。
B.人體乘坐時，最大布置人體與骨架（硬物）間距≥30mm。
C.選用高回彈的優質冷發泡沫，選用優質複合面料，面料與泡沫採用火焰複合方式，提高面料的舒適度和環保性。
D.前排座椅的舒適性設計參考應當滿足人機工程相關法規和行業標準(根據設計可作相應調整)；
E.座椅各零部件的外露部分不得有易於傷人的尖角銳邊，各部結構不得存在可能造成的擠壓、剪鉗傷人部分。
F.工作座椅的結構材料和裝飾材料應耐用、阻燃、無毒。坐墊、腰靠、扶手的覆蓋層應使用柔軟、防滑、透氣性好、吸汗的不導電材料製造。
G.若坐墊直接固定在底板上（通常為後排座椅坐墊），一般泡沫上表面到底板的距離不小於50㎜；
H.在震動和乘員進行座椅特性操作的過程中，不得有摩擦聲音和尖刻聲音等異響。
2）其它重要技術要求（特別說明事項）
A.後排座椅中間位置必須滿足安裝三點式安全帶的新法規要求和骨架強度要求。
B. 座椅骨架模態的要求：座椅TRIM狀態（即附屬件的質量加在骨架承載點上）主要模態定在18Hz以上，但要避開發動機怠速頻率22.6Hz~25Hz
（680~750轉/分）。座椅模態要求見下表：
C. 後排座椅對安裝ISO-FIX固定裝置，其強度和有效固定點及布置區域滿足最新法規和GB27887-2011《機動車兒童乘員用約束系統》等相應ISO-FIX法規要求。
Benchmark階段的分析與研究工作是為了標——為後續的設計工作設計一個基準、模仿標杆車的基本構造、規避標杆車的專利，完成設計車的設計製作工作。
在此階段，需完成如下的工作：
1）確定對Benchmark車進行分析和研究的方案設計階段；
2）完成Benchmark車的測量工作，包括整車外廓尺寸測量、基本性能測量、總布置測量、外觀品質測量、電器測量等等；
3）拆車掃描階段。在本階段，根據已經確定的研究方案，完成對標杆車的拆解工作，邊拆解邊記錄標杆車的基本數據，並對標杆車的部件進行掃描。本階段的工作量相當的大，需要一套相對完善的拆車流程以與支持；
4）數據整理階段。本階段，將上述的大量數據進行分類整理，以便於後續的詳細設計工作使用；
5）針對座椅，主要對座椅的配置、在整車中的布置及邊界進行測量分析。接著對Benchemark座椅進行拆解及相關分析，包括座椅的調節力、功能及相關結構、材料等信息進行收集整理。
根據市場調研及銷售確定的預售價格及整車配置、市場要求，對座椅相關配置進行細化整理，完成初版的座椅配置表。然後，根據確定的配置表設定設計參數及法規、性能要求明細，製作座椅的設計構想書。根據以上信息，完成座椅技術招標方案，確定座椅供應商。
將確定的座椅配置及設計構想輸入給造型部門，進行整車及座椅的造型草圖設計，進而完成座椅的造型效果圖。
設計針對座椅的造型效果圖進行分析，其中包括法規及配置相關符合性分析、造型的工藝可行性分析等方面。一旦在效果圖分析中發現重大工藝問題或者法規、配置符合性問題，則需要將問題反饋輸入給造型部門，重新製作並交付造型效果圖。
造型部門根據工程部門針對造型效果圖的問題輸入及反饋，修改並重新提交效果圖以供分析評審，直至最終確認效果圖並凍結。
造型根據確認凍結的效果圖製作座椅A面數據並提交工程部門。工程部門對座椅A面數據進行檢查，包括和造型效果圖的匹配，以及座椅在整車總布置進行的人機工程、法規符合性、舒適性等方面。然後完成A面數據凍結並下發座椅供應商。
座椅供應商根據輸入的A面數據進行匹配的骨架及相關附件設計（包括座椅調節機構及裝飾件、面套等）。其中骨架設計的相關參數設定需要輸入給整車總布置進行布置分析，並最終確定座椅的相關設計參數（包括調節行程、頭枕調節高度等）。
完成座椅骨架及附件設計後，座椅供應商需對原始設計進行驗證。首先按照設計數據製作手工樣件，然後對手工樣件進行DV驗證（設計驗證）。在此過程中發現問題即對數據進行相應修改，並再次製作樣件進行試驗驗證直至完成DV試驗驗證。
另外，目前有限元分析（FEA）在汽車領域應用比較廣泛，在條件允許的情況下，可針對設計驗證完成的數據狀態，按照相關市場及國家要求的標準如GB4167-2006、GB15083-2006、ECER14及ECER17等法規所定義的要求，對座椅進行FEA分析，並針對FEA分析結果對座椅進行有針對性的改進。
完成DV驗證後，即可對當前數據狀態進行凍結並下發開指令，開始進行工裝模具開發。
製作工裝樣件，進行工裝件試裝車匹配及相關PV實驗驗證。其中PV驗證試驗要根據OEM（代工生產）與座椅供應商簽訂的PVP進行。與此同時，座供應商需要依據銷售地區的法規要求完成座椅相關強檢及認證（如國內的強檢及36C認證）。
若工裝件試驗驗證未通過相關地區的強檢及認證，則要針對情況進行數據及樣件分析改進直至完成以上實驗驗證為止。
完成工裝件試裝車、PV實驗及相關強檢認證後，即可對當前的數據及工裝樣件狀態進行確認並完成產品的工裝件認可（OTS認可）。
座椅供應商在完成OTS認可後，需要對工裝件生產進行生產規劃及準備，其中包括設備投入、生產培訓、物料管理等。然後開始進行小批量生產試製。
座椅供應商進行小批量試生產，OEM按照批量生產程序啟動小批量試裝車，對整車批量生產裝配進行試生產驗證。
PPAP是APQP在試生產階段的一個輸出:在第四階段(試生產階段)要向顧客提交PPAP資料(APQP有策劃階段、設計階段，工藝開發階段、試生產階段、量產階段)。
完成小批量試裝車並解決相關裝車問題後，即可有座椅供應商提交PPAP資料並由OEM相關工程師對座椅及生產進行PPAP審核並最終批准完成。
各項驗證完成，進入投放市場的小批量生產。
在汽車設計過程中，座椅的確定至關重要。它不僅影響到整車設計和乘坐體驗，還和安全緊密相關。特殊設計的汽車座椅，可以把臀部、大腿根部的壓力分散到膝蓋，腰部的壓力也能由背部上方以及肩部分擔。更重要的是，座椅還要保證行車時的人員安全。
座椅企業紛紛推出了具有輔助駕駛功能的汽車座椅，比如在事故發生前出現車道偏移提醒，座椅會自動調節到最安全的位置；追尾時，座椅會出現電子主動式頭枕等。伴隨汽車智能化發展，座椅可以自動感知乘員體重和體型、識別身體部位、自動調節氣囊的形狀、完全貼合乘員的身體輪廓、減小脊柱的受力，甚至輔助駕駛。
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