汽車座椅的安全設(shè)計(jì)是座椅設(shè)計(jì)的一個(gè)重要發(fā)展方向，防下潛設(shè)計(jì)是安全設(shè)計(jì)里一個(gè)重要的研究方向，本文從下潛的機(jī)理及過程、下潛的危害、下潛判斷標(biāo)準(zhǔn)及防下潛設(shè)計(jì)規(guī)則四方面介紹防下潛設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)。

一、下潛的機(jī)理及過程

當(dāng)車輛發(fā)生正面碰撞時(shí)，車上乘客因?yàn)閼T性作用向前移動(dòng)，由于安全帶的約束，乘客會(huì)產(chǎn)生向前下方滑移的趨勢(shì)，造成腰部安全帶滑入腹部軟組織，稱為“下潛”。發(fā)生下潛時(shí)，安全帶的腰帶部分會(huì)對(duì)乘客的盆腔、腹部甚至胸部造成很大的傷害。下圖展示了下潛機(jī)理及過程。





二、下潛的危害

安全帶的使用大大降低了乘員在碰撞事故中的傷亡，然而當(dāng)乘員在正面碰撞事故中發(fā)生下潛時(shí)，安全帶侵入腹部，可能造成嚴(yán)重的傷害。安全帶正確的作用位置為乘員的肩部、胸部和髖部，乘員下潛時(shí)安全帶腹帶滑離乘員的髖骨，直接作用于腹部及內(nèi)臟器官并造成傷害，安全帶肩帶滑離并直接作用于乘員的頸部并造成傷害。下潛是碰撞事故中非常危險(xiǎn)的一種運(yùn)動(dòng)姿態(tài)。



另外，由于坐姿已經(jīng)發(fā)生根本的變化,人體與安全氣囊的相對(duì)位置也發(fā)生重大變化，安全氣囊不能提供有效保護(hù)。因此，進(jìn)行座椅設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮座椅的防下潛功能，無論是前排座椅還是后排座椅。同時(shí),還需要綜合考慮乘坐舒適性，即保證假人臀部與座墊骨架有足夠的距離。

三、下潛判斷標(biāo)準(zhǔn)

C-NCAP 中關(guān)于后排假人下潛的有關(guān)判定準(zhǔn)則總結(jié)如下：
1、首先根據(jù)車體速度和后排乘員骨盆速度判斷骨盆回彈時(shí)刻。
2、在回彈時(shí)刻之前， 若髂骨卸載率大于1 000 N/ms 的持續(xù)時(shí)間大于1 ms，則判定為下潛。
3、在回彈時(shí)刻之后，若髂骨卸載速率大于1 000 N/ms 的時(shí)間段內(nèi)髂骨力值大于2.4 kN，則判定為下潛。
4、以髂骨力- 卸載率判斷為主，必要時(shí)可以通過安全帶力和高速攝像輔助判斷。

四、防下潛設(shè)計(jì)規(guī)則

防下潛功能通常是在座墊骨架上增加一根剛性橫梁而達(dá)成，稱為“防下潛橫梁”。防下潛橫梁與H點(diǎn)在X、Y方向上的相對(duì)位置關(guān)系如下圖所示，區(qū)域A為防下潛橫梁的最佳位置范圍，在該區(qū)域內(nèi)，防下潛效果最好；區(qū)域B為防下潛橫梁的可接受位置范圍；區(qū)域C 為防下潛橫梁的最差位置范圍，在該區(qū)域內(nèi)，基本上不能體現(xiàn)防下潛效果。需要注意的是, 座椅防下潛性能與乘坐舒適性是有矛盾的。防下潛橫梁位于區(qū)域A時(shí)，防下潛效果好，但乘坐舒適性差;當(dāng)防下潛橫梁位于區(qū)域C時(shí),防下潛效果差，但乘坐舒適性好;下圖圓圈位置為防下潛效果與乘坐舒適性達(dá)到最佳平衡的位置。

前排座盆設(shè)計(jì)合理的α 和 β值，可以較好的約束骨盆。如下圖哦所示，推薦：
45° < α < 70°，β > 15°，55mm < Dx < 70mm。

為了使防潛起到更好的效果，座盆上需要有一定寬度的平面區(qū)域。如下圖所示，推薦：R > 50mm。

為了使防潛起到更好的效果，座盆上防潛區(qū)域需要有一個(gè)最小的寬度要求，如下圖所示，推薦： Y1> 155mm。

兩個(gè)邊板距離對(duì)下潛也有一定影響，如下圖所示，推薦：Y2> 200mm。

后排座椅滿足防下潛結(jié)構(gòu)要求：R點(diǎn)到防下潛結(jié)構(gòu)突起最高點(diǎn)的X向距離在195mm至210mm之間。R點(diǎn)到防下潛結(jié)構(gòu)突起最高點(diǎn)的Z向距離在75mm至80mm之間。防下潛結(jié)構(gòu)突起傾角在28°和35°之間，防下潛結(jié)構(gòu)Y向?qū)挾龋≧點(diǎn)左、右各側(cè)）≥150mm。