關(guān)于汽車座椅在汽車安全中的運(yùn)用及改進(jìn)建議

沈青

摘要：針對(duì)目前越來越多的交通安全事故，汽車座椅的重要性就凸顯出來，科學(xué)的汽車座椅設(shè)計(jì)能夠有效地加強(qiáng)汽車安全。所以怎樣讓汽車座椅在汽車安全中得到科學(xué)合理的使用也是當(dāng)下研究者和汽車使用者所關(guān)注的重點(diǎn)。筆者主要結(jié)合自身研究經(jīng)驗(yàn)對(duì)汽車座椅在汽車安全中的重要影響和汽車座椅的實(shí)際使用情況進(jìn)行闡述，以供其他研究者參考。

關(guān)鍵詞：汽車安全；汽車安全座椅；安全性能；智能化

1前言

近些年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人們生活水平的提高，汽車不再是奢侈品的象征，開始走進(jìn)千家萬戶，成為人們?nèi)粘Ｉ钪械闹匾糠帧２贿^在汽車數(shù)量迅速增加的時(shí)候，每年由于汽車所造成的交通安全事故也隨之上升。根據(jù)最新的數(shù)據(jù)顯示，國內(nèi)的汽車安全事故所造成的死亡人數(shù)多達(dá)數(shù)萬。因此，怎樣有效地加強(qiáng)汽車的安全性能對(duì)于保障人民群眾的生命和財(cái)產(chǎn)安全有著重要作用。目前，可以加強(qiáng)汽車安全性能的手段較多，其中汽車座椅能夠有效地保護(hù)汽車使用者的安全。筆者將結(jié)合自身研究情況，對(duì)于汽車座椅在汽車安全中的實(shí)際效果進(jìn)行詳細(xì)闡釋。2探究汽車安全中汽車座椅的主要作用

汽車安全裝置中，吸能裝置所起的主要作用是可以在遇到突發(fā)安全事故時(shí)，吸收來自其他方面對(duì)該車車輛的撞擊能量，從而確保車輛上人員的安全。不過使用該項(xiàng)裝置將會(huì)大幅度地將轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和制造難度，從而帶來的是汽車制造成本的大幅度上漲，同時(shí)還需要犧牲一部分的汽車使用性能和可靠性。

此外，汽車的安全氣囊在使用時(shí)需要與安全帶相搭配，這是由安全氣囊本身的特點(diǎn)所決定的。安全氣囊盡管對(duì)于汽車駕駛員有著較好的保護(hù)作用，但是其缺點(diǎn)在于安全氣囊屬于一次性消耗品，當(dāng)其使用過后，就需要將汽車送到修理廠對(duì)安全氣囊實(shí)施更換。這樣增加了安全氣囊的使用成本支出。

汽車座椅屬于汽車設(shè)備中非常重要的一個(gè)部分，在汽車座椅中設(shè)置安全性能夠有效地實(shí)現(xiàn)汽車的整體安全功能。對(duì)于汽車座椅的安全性能的完善不但可以實(shí)現(xiàn)汽車安全使用成本支出的減少，還能夠?yàn)槠嚢踩阅艿募訌?qiáng)提供更多的創(chuàng)新性思路。

3汽車安全座椅的種類和特征

3.1滑移式汽車安全座椅

該種汽車安全座椅，是通過在汽車座椅下方沿著車身豎向設(shè)置滑槽，使得汽車產(chǎn)生碰撞時(shí)能讓車上的駕乘人員隨著汽車座椅共同方向滑移，從而降低人員在汽車碰撞后的慣性力下和汽車上其他裝置進(jìn)行擠壓所造成的損害。通常來說，此類安全座椅的制造和使用都不復(fù)雜，成本較低，不過還是屬于被動(dòng)安全的范圍，因?yàn)榧夹g(shù)的限制，滑移距離仍然處于不可控的范圍，無論對(duì)于汽車駕駛?cè)藛T還是乘車人員的威脅都比較大。

3.2后傾式汽車安全座椅

該種汽車安全座椅的主要思路是當(dāng)汽車產(chǎn)生正面碰撞以后，在一定程度上可以讓汽車內(nèi)的座位上的駕乘人員跟隨著座椅一起后仰，從而避免撞擊力對(duì)車內(nèi)人員的威脅。此類安全座椅能夠有效地保護(hù)汽車的后排人員，不過怎樣把人員科學(xué)合理地固定在座椅上，更為舒適有效地實(shí)現(xiàn)汽車碰撞時(shí)人員后仰的情況，怎樣進(jìn)行鎖止等問題都是目前面臨的重難點(diǎn)問題，亟待研究人員處理。

3.3綜合式汽車安全座椅

該類座椅是合理地將上述前兩種安全座椅的特點(diǎn)進(jìn)行綜合利用的汽車安全座椅。該種座椅能夠在汽車出現(xiàn)碰撞時(shí)完成自動(dòng)彈射后退、靠背旋轉(zhuǎn)及時(shí)避讓車頭部分對(duì)人體的擠壓傷害，以確保汽車內(nèi)駕乘人員的生命安全。這種安全座椅能夠有效地通過座椅的特殊位置來加強(qiáng)汽車的安全性能，不過其技術(shù)要求相比滑移式與后傾式安全要求都提高了許多，使用也更為復(fù)雜，需要進(jìn)行簡化。

4汽車座椅安全研究現(xiàn)狀

當(dāng)下，關(guān)于座椅安全性設(shè)計(jì)的研究愈加廣泛。其中豐田公司的“WIL概念座椅”的設(shè)計(jì)原理，就是在汽車發(fā)生正面碰撞之際，對(duì)汽車的駕乘人員的整個(gè)脊椎與頭部提供同步移動(dòng)的安全支撐?！癢IL概念座椅”是利用新研發(fā)的靠背工程結(jié)構(gòu)與舒適的頭枕設(shè)計(jì)來合理地保持人體頸椎與座椅之間的科學(xué)角度，從而讓頭部與頸椎維持有效的承托保護(hù)。當(dāng)汽車被追尾時(shí)，“WIL概念座椅”的靠背可以快速提高身體和座椅之間的吻合度，此外，頭枕也同時(shí)前移一定距離，由此來減少頭部與頭枕的距離，減輕頸椎擺動(dòng)的程度，從而避免碰撞對(duì)頸椎造成的傷害，實(shí)際效果如圖1所示。

瑞典學(xué)者Volvo在1998年時(shí)推出了WHIPS頭頸部保護(hù)系統(tǒng)，同時(shí)對(duì)于發(fā)生在瑞典的多起追尾裝車事故進(jìn)行的研究，還對(duì)裝有WHIPS與未配備該系統(tǒng)的事故車輛中駕乘人員受到傷害情況進(jìn)行比對(duì)研究。最后結(jié)果顯示，缺少該系統(tǒng)保護(hù)的車輛，當(dāng)受到追尾時(shí)對(duì)于車內(nèi)駕乘人員造成的傷害更加嚴(yán)重。此外，美國汽車巨頭企業(yè)——通用汽車公司也專門研發(fā)了一款能夠讓駕乘人員自行調(diào)節(jié)的汽車座椅。駕乘人員能夠通過自身感受來向座椅控制系統(tǒng)發(fā)出不同的指令，實(shí)現(xiàn)座椅的調(diào)節(jié)。

5汽車座椅改進(jìn)設(shè)計(jì)

根據(jù)相關(guān)研究和實(shí)驗(yàn)顯示，當(dāng)汽車被正面碰撞之際，由于力的慣性作用，駕駛員與乘員的身體會(huì)馬上前傾，不過頭部的前傾幅度大于身體的前傾幅度，速度也更快，如此就會(huì)對(duì)人體頸椎造成不可逆的嚴(yán)重傷害。因此當(dāng)汽車發(fā)生正面膨脹時(shí)，要想減少給頸椎來來的傷害就需要讓身體與頭部的前行速度基本保持一致。根據(jù)乘車實(shí)際情況與舒適度來看，是無法在座椅處增加安全帶將頭部與座椅固定的，從而達(dá)到兩者前傾速度相同的目的；只可以讓身體的前傾速度提升，由此來使二者速度保持一致，從而減少頸椎受到的傷害。

所以就需要完善座椅的設(shè)計(jì)，增加座椅電動(dòng)控制裝置，從而讓座椅在汽車正面碰撞時(shí)靠背前傾移動(dòng)，使得身體的前傾速度加快，與頭部前傾速度基本一致。此外，座椅下方也需要有對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)，由此來減輕座椅靠背前傾給腹部造成的壓迫感，如圖2所示。

ECU利用傳感器對(duì)于汽車受到碰撞的沖擊力的實(shí)際數(shù)值展開判斷，然后根據(jù)數(shù)值情況來計(jì)算出座椅靠背需要前傾的合適的度數(shù)，接著把信號(hào)傳輸給座椅底下的電子控制裝置，座椅靠背裝置收到信號(hào)后就馬上以上圖所示的軸前傾，并且座椅也傾斜對(duì)應(yīng)的角度。如此就能夠是身體前傾的速度加快，讓身體與頸椎的前傾速度保持一致，從而降低頸椎的受力，實(shí)現(xiàn)保護(hù)頸椎的目的。

ECU利用對(duì)碰撞傳感器傳輸?shù)男盘?hào)展開分析后，從而確定是否彈出安全氣囊，倘若是撞擊沖擊力較小時(shí)，那么利用座椅的前傾就能夠有效保護(hù)車內(nèi)駕乘人員；倘若是沖擊力較大時(shí)，就需要座椅的控制裝置和安全氣囊一起啟動(dòng)，如此才可以有效地保護(hù)駕乘人員的安全。電子控制流程圖如圖3所示。碰撞前后座椅的形狀變化如圖4所示。

從圖4中我們可以看到，在碰撞前座椅與普通座椅一致，提供足夠的舒適性。當(dāng)碰撞發(fā)生以后，座椅控制裝置就對(duì)座椅靠背與座椅座位進(jìn)行控制，調(diào)整合適的角度，使得車輛駕乘人員的身體與頭部的前傾速度基本保持一致，以降低車輛碰撞給脊椎帶來的傷害。

6結(jié)語

汽車安全座椅盡管種類繁多，但都是為了確保汽車駕乘人員的安全。從當(dāng)下來看，無論是任何一種汽車安全座椅都有著一定的缺陷。當(dāng)解決這些問題后能夠有效地加強(qiáng)汽車安全性能。筆者希望通過此文的研究為大家傳遞關(guān)于汽車安全座椅的一些相關(guān)信息，以便其他研究者更為深入的研究。