目前市场上的汽车座椅总成,多是由汽车座椅制造商独立生产,运输到主机厂后,再通过固定装置安装到车身上。
另外汽车座椅的骨架也并非仅由钣金件直接焊接而成,而是通过各种装置和机构将钣金部件有效地连接在一起,可以相对运动也可以锁止不动。如此既可以保证汽车座椅骨架的完整性和强度,又可以实现座椅的各项调节功能,以满足乘员的驾驶或乘坐需求
一般座椅上的装置有以下几类:
固定装置(Anchorage):将座椅总成固定到车辆结构上的装置。包括车辆结构上受到影响的部件。
调节装置(Adjustmentsystem):能将座椅或其部件的位置调整到适应乘员乘坐姿态的装置。该装置可以有(但不限于)如下功能:纵向位移、垂直位移、角位移。
移位装置(Displacementsystem):为便于乘员出入该座椅后面,使座椅或其一部分旋转或/和移动的装置。座椅或其一部分旋转或/和移动过程中无固定位置。
锁止装置(Lockingsystem):使座椅及部件保持在使用位置的装置。
在汽车碰撞过程中,如果这些固定或调节装置失效,那么汽车座椅非但无法起到约束和保护乘员的作用,反而会对乘员造成更加严重的二次伤害。因此有必要对汽车座椅总成的强度进行要求。
目前FMVSS207, ECE R17-10, GB15083-2019, ADR3/04, CMVSS207, KMVSS97对汽车座椅总成强度的试验方法和评价基准进行了规定。
根据加载方式的不同,它们大致可以分为三类:
20g 空碰试验
20 倍重力静态加载
靠背与调节装置强度
上述试验中,GB15083和ECE R17和ADR3/04完全相同,FMVSS207和CMVSS207和KMVSS97完全相同。
所以我们将主要以GB15083和FMVSS207为代表,依次对这三类试验进行介绍。
前面两篇文章介绍了20g空碰试验和20倍重力静态加载试验,这次我们继续来解析一下汽车座椅靠背及其调节装置的强度试验。
在国标GB15083和美标FMVSS207中,这两个试验均有涉及,但是试验方法则完全不同。
GB15083中是使用J826假背给靠背施加530Nm的扭矩
FMVSS207中是在靠背上横梁施加373Nm的扭矩
01
GB15083-2019 座椅靠背及其调节
装置的强度(530Nm)试验解析
适用范围
针对M1类车所有座椅(4.2),M1类车是指包括驾驶员座位在内,座位数不超过9座的载客车辆(GB/T 15089-2001)。
但是如果座椅可以满足头枕静强度试验中890N载荷的要求,则不需要进行该试验(4.2.7)。
试验设备
该试验需要使用到的设备是汽车座椅靠背及头枕强度试验台。该设备装备有3组直径165mm的头型和SAE J826假背模型。可以单个加载用于单个座椅或者同时加载用于长条座椅。
该设备可以自动读取/输出加载的扭矩和力曲线,可以输出头型的位移曲线,可以调节假背/头型的以匹配加载初始位置。
座椅准备
将座椅固定在试验平台上,
头枕在最高位置(5.1.3)
靠背除制造厂另有规定外,将其锁止在尽量接近躯干角25°的后倾位置(5.1.1)
滑轨在设计位置(5.2)
调高在设计位置(5.2)
加载方法
首先将SAE J826假背调整到指定位置,使假背的转轴与座椅R点的X与Z向坐标相同;
然后对座椅靠背骨架的上部沿纵向向后施加相对于座椅R点530Nm 力矩的负荷。
对于长条座椅,如支撑骨架部分或全部(包括头枕部分)为一个以上座位共用,则应对这些座位同时进行试验。
评价基准
试验过程中或试验后,座椅骨架、座椅固定装置、调节装置、移位装置及其锁止装置均不应失效。允许产生在碰撞过程中不会增加伤害程度的永久变形(包括裂纹)且能承受规定载荷。(4.2.5)
试验后,允许或有助于乘员通过的移位装置应处于工作状态,且至少能保证解锁一次,并可按需要移动座椅或座椅的一部分。(4.2.7)
其他移位装置、调节装置及其锁止装置允许产生变形、裂纹,但不允许失效,并保持在原锁止位置。(4.2.7)
02
FMVSS207 座椅靠背及其调节装置
的强度(373Nm)试验解析
适用范围
针对M1类车所有座椅,侧向座椅不适用于该试验
试验设备
试验要求在靠背上横梁施加373Nm的载荷,一般靠背高度550mm左右,那么需要的拉力为680N左右。
试验要求在靠背上横梁施加373Nm的载荷,一般靠背高度550mm左右,那么需要的拉力为680N左右,因此能满足最大载荷要求的气缸、液压缸或电缸应该都可以。
一般来说,能完成安全带固定点强度试验的设备也能完成这个试验。
座椅准备
将座椅固定在试验平台上
可以不需要头枕
靠背在设计位置
滑轨在最后位置
调高在设计位置
加载方法
在上横梁加载373Nm,注意不要加载到一个点上,需要借助刚性块夹具更好将载荷传递到整个靠背上横梁。
评价基准
试验过程中座椅可以保持住,不会出现解锁或者断裂。
以上便是关于汽车座椅靠背及其调节装置强度试验的全部内容。
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