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好 同学们好

那我们现在开始本节的讲座

好 汽车座椅

座椅是在我们课程里边

我们把它作为一个很重要的

乘员约束系统

或者安全保护装置来讲解

但座椅显然还不止这个功能

座椅的其它的功能呢

我们不在这个课程里边讲

那大概我们希望阐述的内容

就是我这儿列的1 2 3 4 5

基本上结构

那跟乘员保护主要相关的

是颈部的在尾撞下的保护

那这个是一个什么样的伤害

它的影响因素是什么

我知道了它的影响因素

我才能设计座椅

座椅的安全性的要求

座椅在安全里面呢

有一大功能

包括我们的法规评价和新车评价

都是防尾撞的挥鞭伤

所以挥鞭伤这一部分呢

我们重点来讲解从原理上

那座椅如果来防尾撞的挥鞭伤

它和它的别的功能

有很多矛盾的地方

这个矛盾呢

是一个过去20年

一个巨大的研究话题

我们在第五部分

给大家阐述

我们看一下典型的汽车的

前排座椅的结构

只看几大部分

那首先它有一个骨架

这个骨架呢

大部分都是金属结构做的

至于说是传统的钢

或者是比较先进的镁合金

上个星期我跟德国的一家公司

在学术交流的过程中

他们还谈到可以用复合材料等等

轻量化座椅骨架

那一个非常重要的就是头枕

头枕就是我刚才讲的防挥鞭伤

至少它是一个非常重要的装置

椅背呢没什么好解释的

就是你要靠在那儿

椅垫呢就是你要坐在那儿

所以这两部分呢你看图片

它还有一部分舒适性的功能

所以我们一般在汽车的座椅

汽车里面不会放硬板的座椅

所以都是有弹簧海绵垫

椅垫和椅背

那最后一部分就是滑轨

所有的前排座椅都有滑轨

滑轨就是要调节前后的位置

那有的汽车的后排座椅

也有滑轨

有些豪华车

它允许后排座椅滑动

还有有一些豪华车

或者一些就是SUV

或者是那种三排的旅行车

它的第二排第三排座椅

可以平躺放平

放平呢

有的几乎能放到180°

像一个床似的

但是至少能放到非常

就像我这个图片似的

这里边有很多安全性的问题

在座椅的椅垫和椅背里边

它蛮厚的

大概有150毫米这么一个厚度

里面除了有舒适性的东西

还有很多其他的装置

包括各种乘员的感应系统

识别系统 传感器

甚至还有安全带等等

所以蛮复杂的

我记得我说到乘员识别系统

我记得几年前我开一个车

一般我们开车都是一个人

副驾驶那个座位上

你也习惯性的会放

把你的包放在那儿

它会识别乘员

有没有乘员

如果没有乘员

它就不给你安全带的警告灯 对吧

所以它怎么识别呢

我猜到它应该是用重量来识别

那我放一个电脑包在那儿

上面有个电脑

它一识别不是乘员

所以它不会给我警告

有一次我放了两个电脑上去

它就让系安全带了

那它认为两个电脑呢

差不多可能跟一个

体型轻的差不多了

所以你看看这有多难

这是乘员识别

用重量识别相对来讲成本低

那你还用什么办法识别

你用别的方法识别

成本就高了 对吧

这是一个

还有一次

我是放两个电脑包被识别出来

那简单你就把一个包扔在地上去

就行了 对吧

要不它那个红灯老亮着

那还有一次我只放了一个电脑包

也亮了

我说这怎么回事

结果发现我电脑包下边

压了一个小东西

我不知道是苹果还是什么东西

反正一个小东西

可能是一个小盒子吧

重量肯定没有超

后来我一猜

一定是那个小盒子

挤到了传感器上

所以就说明传感器

它的可靠性还是有问题

当你挤到局部

它就识别局部压强很大

那其实那个小盒子

和那个电脑包我都没动

我就稍微把它顺了顺就没事了

所以座椅

我们理解它的复杂性和成本

具体看这个结构的调整

跟安全性相关系的

我刚才说了骨架

往往是金属结构

将来也可能有非金属结构

滑轨主要是为了调整前后位置

调角器

这个调角器呢

就是椅背和椅垫之间的那个旋钮

有的自动的有的是手动的

那它主要是来调节靠垫的角度

有的人希望靠垫更直一点

有的人希望靠垫更后仰一点

所以叫调角器

那无论是滑轨和调角器的设计

都很有很大的一个要求

就是它一定要很强壮

我们待会儿会讲到

在汽车的碰撞载荷下

人体会给座椅施加很强的惯性载荷

如果你的椅背滑轨或者调角器

它的刚度和强度不够

不满足要求的话

那它就很难实现乘员的约束

所以很多成本是在它的强壮性

和它的强度上

这里边还有个故事

我老用来讲滑轨和

必须得保证在汽车的

行驶的过程中

座椅不能够移动

有一次我们实验室一个工作人员

他大概是借了一辆车

不熟悉那个车

完了去开那个车

然后我们所有的人

不是要看他开车了

我们因为别的原因站在后边

在说别的事情

然后就看他那个车

从停车位倒出来

倒出来呢

那倒的速度很缓慢了 对吧

倒出来

我们也眼睁睁看见他

他那个车尾朝这边偏一下

蹭到了左边的车

又朝这边偏一下蹭到了右边的车

所以他一个简单的动作

三个车都被刮蹭到了

左边的车是我的车

右边的车

是我们另外一个教授的车

所以我们这一个工作人员

他一下子就把他借来的车呢

也是我们实验室的车

一下三个车还都是内部的

全部都刮蹭掉了

那出来以后

我们就问他

我说你这怎么回事呀

他说什么原因

是因为他的座椅

因为他是借的车

所以他进去以后第一件事儿

是调座椅的位置 对吧

它座椅位置不合适

他调的时候呢

调完了以后就开始开车

开车的时候你自然要踩油门

或者离合体等等

脚一使劲

座椅突然往后一滑

往后一滑的话

他手脚就乱了

所以左右就偏起来了

那你这座椅为什么会往后滑

就说明在滑轨上

你看看 在滑轨上

它不是无级调整

它是大概分成那么五 六个

七 八个级

所以它每个间隔多少

我比如说两公分

你必须得让你的座椅调整到位

你如果在两个notch之间

那就很不稳 对吧

你一使劲

它就会往前或者往后错

他大概就是犯了这个错误

那你想这个错

是在他倒车的时候发生的问题

损失也不大

三辆车刮蹭

如果你是在高速公路上

然后手脚一忙乱

那危险就很大

所以这个故事就告诉大家

座椅在行驶的过程中

在汽车行驶的过程中

一定要保持到位

要把它约束好

那叫做all belt to seat

座椅

那中文怎么翻译

那我们就把它翻译成

安全带集成于座椅

我们专门要提一下

因为涉及到我们

讲过的安全带

也涉及到我们现在要讲的座椅

这种座椅呢大家不常见

在豪华车里边

或者说

如果我对座椅的成本要求不高

这种座椅

或者是座椅安全带的结构

比较多见

大部分安全带

都不是直接

就所有的锚点所有的固定点

我们上周讲的安全带

至少有三个固定点

都不是全部放在座椅上

但是all belt to seat

是所有的安全带的着力点

锚点都在座椅上

而普通的座椅呢

我们看至少有一个锚点

是在B柱上

也就是说因为安全带

是在碰撞的时候

要承受很高的载荷

这个载荷呢

我通过安全带直接去

加在B柱和地板上

这样我就跟车身发生了

我们上次讲过的耦合的关系 对吧

restraint coupling这种关系

那我加在座椅上也可以

因为通过座椅骨架再传给车身

所以这个力学的

力的传递关系不会有错

它有利有弊

为什么

好处就是安全带更好的

贴近乘员的身体

因为它随着座椅的前后移动

它的所有的锚点都是移动的

我永远让这个贴合在身体上

就不像如果你那个锚点

是在B柱上

我座椅往前移了

往后移太多了

那个锚点是不动的

或者那个锚点顶多是

在沿着B柱上下移

它不能前后移

对吧

所以这是第一个优点

就是说座椅安全带

能够更好的贴近乘员的身体

贴合的比较好

实际上是一个蛮重要的

安全性的要求

那我们获得了安全性的收益上

我付出的代价是什么呢

付出的代价就是

座椅就必须更强

因为你的载荷直接通过

加在座椅的椅背上

而不是加在B柱上

它就会更强

那对座椅的强度 材料

和重量要求都上去了

会给座椅增重

那座椅增重

又跟另外一件事儿矛盾

我们说工程设计

就是天天要处理这些矛盾

我们不希望车太重 对吧

那你座椅重了

就会有重量方面的要求

所以这边

我们就顺便提一下

汽车轻量化的要求

座椅轻量化的要求

普通的座椅

大概是20 30公斤上下

我们希望将来能够减到

不要在25到30公斤

能不能减到25公斤以下

因为座椅的减重很重要

车上有五个座椅

或者至少说我后排座椅算两个

我至少有四个

如果我每个能减10公斤下来

四个就是40公斤

你想想一个车才1500公斤

如果将来做小型车的话

才1000公斤

这个1000公斤的话

因为你做小型车

座椅又不能做小 对吧

所以座椅的减重非常重要

但是座椅又有这么强的

强度的和刚度的要求

所以这是一个很重要的一个话题