汽車座椅關鍵零部件及主要控制點剖析

張甫均

摘要：“汽車座椅”是車輛的重要組成部分，供駕乘人員乘車時乘坐，是汽車的必備配置。汽車安全分為主動安全和被動安全，座椅是被動安全的守護者，應保證駕乘人員的人身安全，在國內生產和銷售的座椅的安全性能應滿足中國強制認證、座椅相關的標準和整車的法律法規要求，在國外銷售的車輛，還應滿足相應國家的強制認證要求。為了滿足這些要求，座椅的關鍵零部件起相當重要的作用，管控好座椅的零部件的質量，整椅能滿足相關的標準，整椅的質量是整車質量的保障之一。

關鍵詞：汽車座椅;關鍵零部件;結構;控制點

中圖分類號：U463.99? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）15-0035-04

1? 背景

“汽車座椅”是車輛的重要組成部分，供駕乘人員乘車時乘坐，是汽車的必備配置。強制性產品認證目錄包含座椅及頭枕的認證[5]，座椅要滿足整車碰撞試驗要求，應當先滿足座椅強制標準GB15083-2019、GB11550-2009、GB8410-2006、GB14167-2013的試驗要求，再申請CCC認證，座椅通過CCC認證后整車再申請CCC認證并上公告后才能上市銷售。整車要滿足的強制性標準包括《機動車運行安全技術條件》（GB7258）、《乘用車輛正面碰撞乘員保護》（GB11551），座椅的關鍵零部件符合質量要求為整車滿足的強制性標準打下基礎。

汽車座椅一方面要滿足國家強制標準的要求，另一方面還要滿足整車廠的安全要求，比如安全氣囊對乘員的保護、座墊上安全帶提醒裝置的功能等雖然沒有上升到國家強制標準目錄中，但它們都是被動安全的重要組成部分。這些裝置都是座椅的關鍵零部件。

如果座椅的安全性實驗不能滿足國家強制標準的要求，必然導致企業的不良質量成本增加，如果批量不良品流入客戶端導致召回，召回的處理成本也很高，所以管理和控制好座椅的關鍵零部件質控點相當重要。

2? 汽車座椅的關鍵零部件

《GB/T 15089-2001機動車輛及掛車分類》中將汽車分為L、M、N、O、G五大類，其中M類至少有四個車輪并且用于載客的機動車輛，M1類車是指座位數不超過九座的載客車輛，包括駕駛員座位。本文所指的汽車指的“汽車”是M1類汽車。座椅是指供成年人乘坐且有完整面套并與車輛聯接為一體的乘坐設施。它包括單獨的座椅或長條座椅[1]。

座椅的結構應至少包含以下部件：

2.1 座椅總成

圖1為座椅總成剖面示意圖;圖1中的面套和泡沫都是由有機物組成，有害物質的含量超標是對人身健康潛在的安全風險，有害物質是指的鉛、汞、鎘、鉻、多溴聯苯、多溴聯苯醚;其阻燃性能在汽車內飾材料的燃燒特性GB8410-2006[4]中有明確的規定。

2.2 靠背骨架總成

圖2 為靠背骨架總成+調角器總成;靠背骨架一般由合金鋼板或鋼管沖壓成形，經過焊接的方式形成總成。

2.3 調角器總成

圖3 為靠背角度調節系統，座椅的靠背角度調節器，是調節機構，影響強度的安全部件，其核心件為行星齒輪組，由合金鋼板精沖而成，通過熱處理提高其硬度和耐磨強度，有鎖止機構。

2.4 座墊骨架總成

圖4 為座墊骨架總成+滑軌總成;座框骨架是影響強度的安全部件，一般由合金鋼板或鋼管沖壓成形，經過焊接的方式形成總成，通過螺栓與滑軌總成連接。

2.5 滑軌總成

圖5為滑軌總成+安全帶鎖扣;滑軌是移位機構，影響強度的安全部件，一般由合金鋼板沖壓成形，滑軌總成主要由棘爪、滾珠、上、下軌組成，通過腳板與車身相連接。棘爪與上下軌的窗口形成滑軌的鎖止機構。

2.6 安全氣囊總成

圖6為安全氣囊總成，安全氣囊是緩沖裝置，是被動安全的主要防護零部件，客戶要求的關鍵安全部件，一般由氣體發生器、氣囊、控制裝置等組成。

2.7 頭枕總成

圖7為頭枕總成+頭枕導管示意圖，頭枕是鎖止裝置，關鍵的安全部件主要分為兩大類，一是不可調式，如整體式頭枕、分體式頭枕。另一種是可調式即可拆式頭枕?？烧{式的汽車頭枕中又分為手動可調式和主動可調式，手動可調式只能做高度的單向調節，而主動可調式則可以在二維方向作自動調節。頭枕的類型有4類，如下所述：

2.7.1 手動整體式頭枕-不可調式

整體式頭枕：由靠背上部形成的頭枕，僅能用工具將其從座椅或車身結構上拆下來，或利用將座椅外罩全部或部份拆下來的方法才能將其拆下來，高度不可以調整，如圖8所示的頭枕。用于部分低成本的小轎車、客車等。

通過一垂直于距R點540mm的基準線的平面來定義頭枕和座椅靠背之間的邊界。如圖8所示540mm以上的區域即為整體式頭枕區域。[3]

2.7.2 手動可拆式頭枕-可調式

采用插入或固定的方式與座椅靠背相連且可以與座椅分開的頭枕，小轎車廣泛采用可拆式頭枕，可拆式頭枕又可分為檔位可調式（可調式頭枕有多個檔位滿足不同身高的人群）和不可調式（只有一個檔位），如圖9所示。

2.7.3 分體式頭枕-不可調式

采用插入或固定的方式與車身結構相連且完全與座椅分開的頭枕，在小轎車上較少使用。

2.7.4 主動可調式-可以在二維方向作自動調節

如圖10所示。

3? 汽車座椅的結構要求

M1類車所有座椅的每個移位裝置和調節裝置都應具有能自動鎖止功能。如果座椅中的舒適性裝置在發生撞車事故時不會給車內乘員帶來額外傷害，則不需要采用鎖止裝置，如扶手、腰托等。折疊座椅應具有自動鎖止功能。在座椅上主要的調節裝置有頭枕、靠背角度調節裝置、腰部支撐等，移位裝置有滑軌、高度調節器等。[1]

移位裝置，其解鎖機構應置于座椅外側靠近車門處，方便后排乘員調節[1]。

座椅背部的表面不允許有任何可能會增加乘員傷害的凸起或尖棱[1]。

3.1 危險凸起或鋒利邊緣的要求

座椅后部零件的表面不應有危險的凸起或可能增加傷害乘員的鋒利邊緣。如圖11、圖12、圖13所示，如果座椅后部表面曲率半徑在區域1不小于2.5mm;區域2表面曲率半徑小于5.0mm大于2.5mm;區域3表面曲率半徑為3.2mm，它們應當通過規定的吸能測試。此外，這些表面必須填補，以避免直接接觸頭部與座椅框架結構[1]。

3.2 兒童座椅固定點要求

所有M1類車輛（含2排及以上的座椅）應配置至少2個兒童座椅位置，至少有2個兒童座椅位置同時應裝備兒童座椅固定點系統和兒童座椅上拉帶固定點。至少有1個位于第二排座椅上，如果兒童座椅固定系統安裝在配備了氣囊的前排乘坐位置，應安裝氣囊的抑制開關。[2]

3.3 安全帶錨點要求

所有M1類車輛應當配置3點式安全帶，前排座椅座椅安全帶固定點應該有2點在車身上，1點在座椅骨架上，中排座椅的外側安全帶固定點1點在座椅骨架上，2點在車身上，中間座椅的安全帶上固定點布置在座椅上;后排座椅的外側安全帶固定點可以2點在車身上，1點在座椅骨架上，也可以1點在車身上，2點在骨架上，中間座椅的安全帶固上定點可以布置在座椅上也可以布置在車身上（如圖14）。[2]

4? 汽車座椅質量的主要控制點

4.1 材料

材料是保證關鍵零部件強度的關鍵點，材料的成份、厚度、加工工藝在產業鏈的源頭加以控制和管理，在設計階段選擇正確的材料牌號和規格，有機物材料縱橫向燃燒速度不大于100mm/min[4]，大多數整車廠為了提高安全系數，會將標準提高到燃燒速度不大于80mm/min。

來料檢驗材料的成分、規格、批次質量報告;儲存過程中管控材料的批次，先進先出，生產過程中領用正確的材料并作好批次追溯記錄。

4.2 零部件結構

零部件結構形狀是承受力的重要部份，在設計時考慮機加工過程中的應力集中，適當的增加R角，還要考慮可制造性及成本，結構盡量簡化。

4.3 加工工藝技術

零部件的加工工藝直接影響座椅的強度、經濟性和精致工藝，比如骨架之間的連接，根據結構特點和強度要求，可以選擇焊接、螺栓連接、鉚接。

螺栓連接扭力根據螺栓規格來確定，根據連接部位的重要性來選擇防松方案，比如涂防松膠、加止退墊片等。

如圖15所示，滑軌腳板鉚接直徑為>Φ13.5mm，厚度為>3.5mm，若該尺寸不合格可能會影響座椅安全帶固定點強度。

焊接分為點焊、CO2保護焊、激光焊、釬焊、塞焊等，焊接的電流、時間、定位工裝相當重要;鉚接工藝分為壓鉚和旋鉚，鉚接的行程、壓力是重要控制點，螺栓分為標準件和非標準件，螺栓連接的工具選擇、扭力、角度控制也很重要。氣囊區面套的縫紉質量直接影響氣囊是否爆破或爆破時間，控制縫紉的底線強度、針距、針數、張力，氣囊爆破區域的長度，氣囊爆破區域不允許返工等。

5? 總結

以上分析了座椅質量管理的背景，剖析了座椅有哪些關鍵零部件及其作用、相關標準對座椅結構的要求和汽車座椅的主要控制點，座椅制造商在設計時對這些主要控制點在圖紙中明確標注相應的符號，制訂相應的工藝文件對控制點細化要求，最后在質量控制文件中明確檢查的頻率、檢查內容、結果的判斷標準。按要求做好每個環節的控制，汽車座椅的強度滿足相關法規要求，以減少企業的成本提高效益。

參考文獻：

[1]GB15083-2019，汽車座椅、座椅固定裝置及頭枕強度要求和試驗方法[S].北京：中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局 中國國家標準化管理委員會，2019：10[201910].

[2]GB14167-2013，汽車安全帶安裝固定點、ISOFIX固定點系統及上固定點[S].北京：中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局 中國國家標準化管理委員會，2013：5[201305].

[3]GB11550-2009，汽車座椅頭枕強度要求和試驗方法[S]北京：中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局中國國家標準化管理委員會，2009：9[200909].

[4]GB8410-2006，汽車內飾材料的燃燒特性[S].北京：中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局 中國國家標準化管理委員會，2006：1[200601].

[5]強制性產品認證目錄[S].北京：中國國家認證認可監督管理委員會官網，2019：8[201908].