汽车内外饰设计与实战手册：舒适性要素解析

座椅作为人体重要承载部件，人体压力直接作用于座垫与靠背，压力分布合理对于减轻乘员疲劳至关重要。根据人体解剖学理论，人体臀部承受压力的能力最强，大腿下表面分布大量血管神经，受压过大，会影响血液循环和神经系统。臀部不同部位感受到的不舒适压力也是不同的，所以，在座垫上的压力应根据人体臀部不同部位承压能力合理分布。良好的体压分布，应该是坐骨结节处受压力最大，从此点由大到小向四周平滑过渡，在座垫前端接近大腿弯处达到最低。所以，座垫设计时，应使坐骨结节处座垫刚度大于其他区域，座垫前沿处要圆滑过渡。

1.座椅设计考虑要点

人体腰椎几乎承受着人上体全部重量，所以容易损伤或弯曲变形。在靠背设计中强调“两点支撑”原则。乘员乘坐时，在肩胛骨与腰椎骨两个部位压力最高，从该两点分别由大到小平滑过渡。两点支撑分别指由肩胛骨提供凭靠的“肩靠”，高度相当于第五到第六节胸椎之间；和由腰椎骨提供支撑的“腰靠”，高度相当于第三到第五腰椎之间。

座椅设计中，还应根据座椅使用者常用工况，区分考虑侧重因素。如对于乘员来讲，座椅的主要作用是乘用休息为主，应偏重保证舒适的坐姿，肩靠起主要作用；对于驾驶人座椅，主要以直立工位为主，腰靠起主要作用，需重点考虑腰部支撑性能设计。

座垫、靠背的几何尺寸，也影响体压分布的合理性，对舒适性有重要影响。

2.A面分析

在座椅的静态舒适性设计中，基于人体工程学的原理，座椅的结构形式、人体接触座垫和靠背的几何参数、体压分布特性等都需要重点考虑。前期对外形尺寸参数的确定是决定产品是否体现舒适性指标的重要环节。下面以驾驶人座椅设计A面分析中对参数的设定为例进行说明。

（1）座垫宽度 分为座垫外轮廓宽度及内部乘坐宽度，宽度依据整车内部的空间及人体臀部尺寸。外轮廓宽度需要考虑与中控台及门护板之间的间隙和驾乘人员的操控性，座垫宽度可以适度稍宽些，便于调整坐姿，但内部乘坐宽度过宽，会出现包覆性不足，同时在动态时侧向支撑性不明显，所以，应根据车型大小选择尺寸。座垫外部宽度为450～530mm，座垫内部宽度为300～340mm，参见图12-12。

图12-12 座垫尺寸

（2）座垫侧翼参数 座垫侧翼参数结合座垫内部乘坐宽度一起，对人体的包覆性和侧向稳定性、上下车的方便性等影响较大。侧翼对舒适性影响因素主要有侧翼高度及侧翼倾角两个方面，这两个因素和座垫内部乘坐宽度一起，具体对座椅舒适性影响的校核方式参见图12-13。

图12-13 座椅侧翼参数校核

（3）座垫深度(https://www.xing528.com)

1）座垫深度是指从座垫前沿到靠背宽度对称中心前表面并平行于座垫平面的距离，参见图12-14。座垫深度的定义对乘坐支承性影响非常明显，也会影响到驾驶的安全性。座垫深度的选择，既不能太长，导致乘员的腰背与靠背不能够互相贴合，影响到肩部、腰部支撑，让小腿与座垫的前端距离不足，乘员小腿活动受影响；也不能太短，导致大腿支撑不足。

2）有些车型为了更好地满足不同人群的需要，在座垫前端增加座垫长度可调整结构。

3）座垫深度推荐为450～510mm。

（4）座垫倾角

1）座垫倾角是指布置假人在座垫表面前后咬合点连线与水平面形成的夹角。

2）为了减少行车时乘客身体向前滑移，同时在碰撞时，配合安全带、气囊的使用，让身体相对移动的距离控制在一定范围内，座垫表面设计成与水平面成一定倾角。有的车型座椅设计成座垫前段倾角大于后段倾角，该倾角随车型风格、坐姿高低不同而有所不同，一般随坐姿高度的增加而适当减少，轿车座垫倾角大于SUV车、MPV车，参见图12-15。

3）座垫倾角取值推荐范围为11°～15°。

图12-14 座垫深度测量

图12-15 座垫角度测量

座椅整体几何尺寸的确定基于法规、整车内部空间、周边零部件、驾驶安全性等综合因素决定。前面介绍了法规对A面的设计要求，对于周围环境对座椅设计几何外形的确定也需要重点考虑，主要体现为对截面进行详细布置与检查。座椅内部自身尺寸参数需要明确整椅的长、宽、高，座垫角度，靠背角度，头枕、骨架、泡沫等，如果有附加功能，如腰托、按摩功能、通风功能等，还需要在可行性分析时，在断面设计时预留好空间。豪华型与运动型座椅因座椅风格不同，外观尺寸也会有较大差异。

通过上述断面分析后，座椅A面形成已具备了基本条件。根据造型、零部件功能、工程设计等因素进行分解，定义好每个部件的边界因子。在A面上初步体现间隙、面差参数、分型线等。