客车座椅结构与材料：设计成果

客车座椅按用途可分为乘客座椅、驾驶员座椅和导游座椅三种。为方便讨论，我们还是把标准QC/T 633—2009《客车座椅》中的定义及规格要求再列举一遍，如表8-8和表8-9所示。

表8-8 QC/T633—2009标准中的客车座椅术语、代码和定义

表8-9 QC/T633—2009标准中的客车座椅尺寸规格

目前国内的团体、客运及旅游客车的乘客座椅尺寸规格可以参见JT/T 325—2010《营运客车类型划分及等级评定》标准。

现在客车上最常用的乘客座椅只有两种类型：客运客车的乘客座椅和公交客车的乘客座椅。

图8-45是QC/T 633—2009标准所用的术语定义图样。

在明确上面这些术语和数值之前，我们还要搞清楚座椅的R点、H点、G点及R′点的定义，尤其是R点，是座椅的人机工程设计、尺寸测量、安装及检验的基准。

图8-46是这四个点的定义图形，在GB/T 13053—2008《客车车内尺寸》标准中对H点、R点、R′点和G点分别定义如下：

H点：该点是人体模型的躯干线与大腿中心线的铰接交点，是用来规定乘坐舒适性的。

R点：该点是座椅的基准点，是人体的躯干线与大腿中心线的铰接交点，位于R′点上方75mm处。

R′点：R点在座椅垫上表面的垂直投影点，距G点的水平距离为100mm。

G点：在座椅中心平面上，同靠背表面相切的垂线与座椅垫上表面的交点，也可理解为靠背表面与座椅垫表面的交点。对于半靠背座椅，应为靠背表面延长线与座椅垫上表面的交点。

换一种说法：

图8-45 QC/T 633—2009标准所用的客车座椅术语定义图样

①H点是人体或人体模型的基准点，乘客在车内空间的乘坐位置（即座椅排布）就是定义H点的位置。显然这与乘坐舒适性明显有关，所以H点应是一个整车数据，它定义了乘客的乘坐位置。

但实际上H点相对于座椅的位置的取得是用“三维H点测量装置”（即假人）实测得到的，并且在设计过程中为了方便起见，我们取R点与H点重合。但这两个点是有区别的，人体或人体模型（即“假人”）是有重量的，当人体或“假人”进入到坐姿状态时，座椅垫要产生一个下陷量。对于客车而言，我们忽略了这个下陷量，但对于轿车，则应考虑此下陷量。

②R点是座椅的基准点，是座椅的设计、制造、装配、安装的基准点。乘坐的舒适性是以H点来布置的，座椅的安装是以R点来布置的，所以在客车上我们近似地认为H点与R点重合，可以取得很好的座椅布置尺寸。

图8-46 客车座椅R点、H点、 G点及R′点的定义

1.客车的乘客座椅

前面已经讲过，M₃类客车的乘客座椅明显地可分为两种：公交车座椅和旅游车座椅，而公路客车和团体客车的座椅在结构及型式上更接近旅游车座椅，只是尺寸上略有差异或者根本就没有差异，但都对乘坐舒适性有着较高的要求。图8-47所示是典型的旅游车座椅与公交车座椅。

图8-47 典型的旅游车与公交车座椅

（1）旅游车乘客座椅的结构 此类座椅由骨架、安装固定架、弹性材料、面料、调节机构、附件等组成，如图8-48所示。

图8-48 旅游车乘客座椅的典型结构

1—下压式扶手 2—横移按钮 3—底座骨架 4—调角气弹簧 5—扶手固定座 6、7—底座连接板 8—侧边连接板 9—横移弹簧板 10—横移限位卡 11—横移挡块 12—螺栓 13—底座固定块 14—调角按钮 15—锥形螺母 16—锁止螺母 17—靠背转轴 18—气弹簧支点 19—横移弹簧板螺栓 20—椅脚 21—靠背 22—拉手 23—网袋 24—脚踏 25—侧墙连接板 26—座椅垫 27—调角手柄

1）骨架是座椅的承载受力结构，其性能直接影响到座椅本身的强度，通常由底座骨架和靠背骨架两部分组成。材料有钢结构、铝合金结构及钢铝混合结构这几种，最常见的是钢结构组焊件，材料为Q235A。图8-49所示是一款座椅的底座骨架，图8-50所示是一款座椅的靠背骨架。对座椅骨架的设计要求是工艺简单、重量轻、强度能满足GB 13057—2003标准和GB 14167—2006标准。

图8-49 一款旅游客车座椅的底座骨架总成

1—底座横梁 2—侧墙连接板 3—靠背连接板 4—内侧球头固定座 5—锥形螺栓 6—横移限位板 7—横移限位销 8—滑动杆固定套 9—横移滑动杆 10—扶手支座 11—尼龙套圈 12—活动球头

图8-50 一款旅游客车座椅的靠背骨架总成

1—圆管ϕ25×1.5 2—圆管ϕ16×1.5 3—气弹簧后支座 4—靠背角限位销 5—靠背锥形转轴套 6—圆钢ϕ5×265 7—圆钢ϕ5×350 8—圆钢ϕ5×305 9—靠背上部连接板 10—拉手固定座

2）安装固定架即椅脚，是座椅固定于车身上的连接件。不同位置的乘客椅其固定方式是不同的，如最后排、倒数第二排往往就与前排的座椅固定方式不同。但不管何种固定型式，都必须满足GB 13057—2003标准所规定的安装强度。图8-48中座椅固定方式如下：

①侧墙固定点：通过图8-49中的侧墙连接板固定于车身侧围预留件。

②中间固定点：通过椅脚固定于地板之上。

为了满足GB 13057—2003标准所规定的安装强度，侧墙连接板和椅脚必须有足够的强度，这是座椅设计中的重点。

3）弹性材料：为了乘坐的舒适性，用弹性材料来缓和车身的振动和冲击，主要应用在靠背和座椅垫上，现在采用的是聚氨酯泡沫，即PU发泡。考虑到汽车座椅的这样几个性能要求：静刚度、振动衰减特性、共振传递比和疲劳寿命，客车座椅采用的是软质高弹性PU，其具体技术指标如表8-10所示。

表8-10 客车座椅软质PU泡沫塑料的技术指标

座椅的PU发泡工艺有热硫化法和冷硫化法两种，冷硫化法具有节能、省时间、性能高、阻燃性好等优点，目前大多都采用此法。

对于客车座椅的弹性材料，我们更关心的是密度和硬度这两个指标，因为这关系到座椅的乘坐舒适性。影响客车座椅舒适性的因素有两个：一是椅型，即几何因素；二是靠背和座椅垫的软硬度。几何因素是由人机工程来决定的，而靠背尤其是座椅垫的软硬，则是由发泡工艺决定的。(www.xing528.com)

对于密度，太软或太硬都会不舒适，太软易引起乘客疲劳，甚至乘客能感觉到座椅的结构硬点，太硬则有坐“硬板凳”之感。

对于硬度，是用“压陷载荷”来衡量的，即座椅发泡厚度压缩到自由厚度的50%时所需要的载荷。简称为“ILD”，即Indentation Load Deflection，其单位“N/314cm²”是从测量方法而来的。压陷载荷越大，发泡硬度越高。

密度也好，硬度也好，都是为了座椅的乘坐舒适性的，那么什么是坐上去舒服的座椅呢？此时我们不妨参考一下轿车对座椅舒适性的评定方法：

①“压力均匀性”对于一个舒适的座椅是非常重要的。

②座椅设计要点：

座椅垫及靠背中间部分的宽度不得小于340mm；座椅垫的“身体到座椅内骨架硬点”距离不得小于50mm；靠背的“身体到座椅内骨架硬点”距离不得小于35mm；靠背和座椅垫的中间及两翼的几何形状与人机工程之关系；座椅垫前端与大腿的人机工程关系；调节器及附件的人机工程设计；腰托的位置和突出量的人机工程设计；较硬的发泡具有更均匀的压力分布；较硬的发泡也有利于面料的套装。

③座椅的舒适性有三种感觉模式：前5min的舒适性，也叫“汽车展厅舒适性”，指乘客刚坐到座椅上的立即感受；45min或1h的舒适性，考量的是上下班时间对于座椅舒适性的感觉；90min或2h的舒适性，是指长途驾乘时，对于座椅舒适性的感觉。

④好的座椅，是在座椅开发的整个阶段，通过一次次的座椅动态舒适性路试来不断调整设计，使座椅舒适性目标得以实现。

靠背的弹性结构是骨架与PU整体发泡的，而座椅垫则是软垫+座盆的结构。座盆采用的是PP或PVC等的注塑成型件。

4）面料即座椅表面的包覆层，其材质有真皮、人造革、纺织面料可供选择，颜色是根据内饰色彩的统一设计来选择的。对于客车的乘客座椅，选择真皮面料的不多见，因为成本太高了，除非是高档的商务用车，多数的客车乘客座椅采用的是人造革或纺织面料。人造革的优点是正反面容易清洗，纺织面料的优点是花色品种选择范围大，甚至可自行设计花色。

座椅面料的选用原则：

①高耐磨性，不允许有磨损和起球。

②较高的抗褶皱性。

③较高的抗静电性。

④较高的水洗色牢度、耐汗渍色牢度、耐摩擦色牢度。

座套的加工方法有剪裁缝制法、直接成型法和黏结法三种。

5）调节机构。客车的乘客座椅具有横向可调和靠背角度可调两种功能即可，即可横移和靠背可调。图8-51是一款乘客座椅的靠背角度调节原理图，图8-52是一款乘客座椅的横移原理图。

图8-51 一款乘客椅的靠背角度调节原理

图8-52 一款乘客座椅的横移原理

靠背角度的调节是由自锁型气弹簧来实现的。该种气弹簧借助一种释放机构（如图中调角手柄作用于气弹簧前端的释放销）可以在行程中的任意位置停止，并且停止以后有很大的锁紧力。但在座椅上我们设置了限位形孔，通过靠背骨架上的限位销来限制靠背的调角范围，如图中标出的角度α₄。

客车乘客座椅的靠背角度调节量一般是不大于20°。

横移是指客车上靠近通道的座椅可横向移动，其原理是让这个座位在滑道上能滑动，由限位销来限制其侧移量，如图8-52所示，侧移限位销上的两个孔距就决定了座椅的横移量。

客车乘客座椅的横移调节量一般是60～70mm。

6）座椅附件指的是拉手、扶手、安全带、杂物袋、茶杯架、腿托、脚踏等，它们的设计与安装都要符合标准对于座椅表面突出物的要求，本书重点讲解安全带，这将在后面安排单独一个章节来介绍。

（2）公交车乘客座椅的结构 公交车乘客座椅的主要型式是塑料座椅，即塑料椅身+钢管骨架。作为座椅的塑料材料有PP（聚丙烯）或硬质PVC（聚氯乙烯），这是出于成本方面的考虑，这两种塑料材料来源广、成本低。成型工艺都是注塑成型，生产效率极高。为了改善乘坐舒适性，在塑料座椅的靠背和座椅垫部位还可加上发泡软垫，图8-53所示为带软垫的公交车座椅实车照片。

2.客车的驾驶员座椅

驾驶员座椅没有旅游和公交之分，其结构由骨架、安装支架、调节机构、弹性材料、面料以及附件组成，图8-54是一款驾驶员座椅的典型结构。

驾驶员座椅的首要评价指标是舒适性，因为对于一部客车来说，第一评价来于驾驶员，一个好的驾驶员座椅能给驾驶员带来轻松方便的驾驶感觉，驾驶员就会给出好的评价。而对于驾驶员的舒适性，不是几分钟的展厅舒适性，也不是一个小时的班车舒适性，而应是8h的舒适性。所以驾驶员座椅的设计，除了椅型外，更重要的是调节机构的设计。图8-54所示的驾驶员座椅，其座椅垫设置了三级调节，靠背后倾角度可达38°。

图8-53 带软垫的公交车座椅

图8-54 客车驾驶员座椅的典型结构

1—前后调节范围 2—高度调节范围 3—前后调节手柄 4—快速下降按钮 5—底座滑道 6—减振调节开关 7—高度调节按钮 8—靠背调节开关 9—安装支架 10—安全带带扣 11—安全带肩点 12—三点式安全带 13—座椅靠背 14—座椅扶手 15—座椅垫

驾驶员座椅的调节系统可分为三个部分：靠背角度、高度方向和前后方向。

①靠背角度的调节机构：有气弹簧式和齿轮式两种。气弹簧的方式原理同前面讲过的乘客座椅的调角方式。齿轮式又有啮合式和棘轮棘爪式两种，啮合式可采用电动机驱动实现无级调节，而棘轮棘爪式则只能通过手动来调节。

②高度方向的调节机构：有机械式和气囊式两种方式。机械式调节机构可采用手动式和电动式两种方式，而高档次的驾驶员座椅则是采用可调节高度的气囊来调节座椅的高度。

③前后方向的调节机构：由滑道来实现的。通常有手动滑道和电动滑道两种。滑道由调节机构和锁止机构组成。

高档的驾驶员座椅通常采用真皮面料，这其中以黄牛皮为最好，水牛皮和羊皮都达不到强度要求。

3.客车的导游椅

导游椅通常出现在旅游或长途大巴车型中，按其安装方式可分成两种型式：坐式导游椅和挂式导游椅，如图8-55所示。一般来说，挂式导游椅所占用的安装空间较小。

图8-55 两种型式的客车导游椅的外形图

图8-56是一款坐式导游椅的结构图。同时，为了解决上车扶手的标准符合性，导游椅的底座通常设计有扶手，这样在导游椅收起时，上车乘客可以抓扶，图8-57是导游椅的上车扶手实车照片。