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《GB11550-2009汽車座椅頭枕強(qiáng)度要求和試驗(yàn)方法》中將頭枕定義為：用于限制成年乘員頭部相對(duì)于其軀干后移，以減輕在發(fā)生碰撞事故時(shí)頸椎可能受到的損傷程度的裝置。

汽車頭枕是一種駕駛舒適性配置用品和安全防護(hù)用品。

汽車頭枕屬于國(guó)家汽車整車強(qiáng)制認(rèn)證檢測(cè)項(xiàng)目中的一項(xiàng)，從材質(zhì)、強(qiáng)度、吸能性、位置和大小等都有嚴(yán)格的規(guī)定。目前的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，只是對(duì)轎車前排座椅配置汽車頭枕進(jìn)行了規(guī)定，而后排座是否配置汽車頭枕并沒(méi)有強(qiáng)制規(guī)定，國(guó)外如歐盟的汽車強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)也沒(méi)有對(duì)后排座汽車頭枕強(qiáng)制規(guī)定這一項(xiàng)。

《GB11550-2009汽車座椅頭枕強(qiáng)度要求和試驗(yàn)方法》中對(duì)頭枕要求及實(shí)驗(yàn)方法引文如下：

一、要求

1、頭枕不應(yīng)給車內(nèi)乘員帶來(lái)額外的危險(xiǎn)。尤其不允許在任何位置上出現(xiàn)可能增加乘員傷害程度的危險(xiǎn)凸起物或棱邊。位于以下規(guī)定的碰撞區(qū)域內(nèi)的頭枕部分應(yīng)通過(guò)附錄B中規(guī)定的能量吸收性試驗(yàn)。

1.1 碰撞區(qū)應(yīng)位于距座椅對(duì)稱面左右各70mm的兩縱向垂直平面間的區(qū)域。

1.2 碰撞區(qū)應(yīng)位于從H點(diǎn)沿基準(zhǔn)線r向上635mm處且垂直于基準(zhǔn)線的平面以上的區(qū)域。

1.3 以上規(guī)定區(qū)域的能量吸收性試驗(yàn)不適用于最后排座椅頭枕后部區(qū)域。

二、位于上述兩縱向垂直平面之外區(qū)域的頭枕的前、后表面應(yīng)加襯墊，以避免骨架與乘員頭部直接接觸。在這些區(qū)域中能被直徑為165mm頭型接觸的表面的曲率半徑應(yīng)不小于5mm。

位于上述區(qū)域內(nèi)的部件，若滿足附錄B規(guī)定的吸能性試驗(yàn)，則認(rèn)為滿足要求。如果上述所述頭枕和其支承件部分的表面材料邵爾A硬度低于50，本條中除對(duì)附錄B規(guī)定的吸能性試驗(yàn)的要求外的所有要求只適用于剛性部件。

三、頭枕在座椅或車身構(gòu)件上的固定方式應(yīng)保證頭枕在試驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)于由試驗(yàn)用頭型產(chǎn)生的作用壓力，其襯墊、固定處或座椅靠背不得出現(xiàn)剛性的可致傷害的凸起。

四、頭枕高度應(yīng)滿足:

1、頭枕高度應(yīng)按下述5.2進(jìn)行測(cè)量。

2、對(duì)于高度不可調(diào)的頭枕，對(duì)于前排座椅，其高度不應(yīng)低于800mm;而對(duì)于其他排座椅其高度不應(yīng)低于750mm。

3、對(duì)于高度可調(diào)的頭枕:

3.1 在可調(diào)節(jié)的最高位置所測(cè)得的頭枕高度:對(duì)于前排座椅，其值不應(yīng)小于800mm;而對(duì)于其他排座椅，其值不應(yīng)小于750mm。

3.2 在高度?50mm以下應(yīng)無(wú)“使用位置”。

3.3 除前排座椅以外的其他座椅頭枕可調(diào)到高度低于750mm的位置，但要向乘員清楚地說(shuō)明該位置不是頭枕的使用位置。

3.4 對(duì)于前排座椅，若被乘坐時(shí)其頭枕能自動(dòng)回到使用位置的話，則允許頭枕在座椅無(wú)人乘坐時(shí)自動(dòng)降至高度低于750mm的位置。

4、若為保證頭枕與車頂、車窗和車身其他結(jié)構(gòu)部件之間留有足夠的間隙，4.4.2和4.4.3.1規(guī)定的尺寸對(duì)于前排座椅可以小于800mm，對(duì)于其他座椅可以小于750mm，但該間隙不應(yīng)超過(guò)25mm,對(duì)于帶有移位折疊裝置并能調(diào)節(jié)位置的座椅，該規(guī)定適用于座椅能移位并能調(diào)節(jié)到的所有位置。在高度低于700mm時(shí)，不應(yīng)有“使用位置”。

5、對(duì)于后排中間座椅或乘坐位置的頭枕，可降低4.4.2和4.4.3.1規(guī)定的高度，但不應(yīng)低于700mm。

6、對(duì)安裝高度可調(diào)的頭枕，按5.2規(guī)定測(cè)量的頭枕使用部分的高度不應(yīng)小于100mm。

7、對(duì)安裝高度不可調(diào)的頭枕，頭枕與座椅靠背的間隙不應(yīng)大于60mm。

7.1 對(duì)安裝高度可調(diào)的頭枕，在頭枕調(diào)至最低位置時(shí)，頭枕與座椅靠背的間隙不應(yīng)大于25mm。

7.2 對(duì)于整體式頭枕，所考慮的區(qū)域是:

7.2.1 位于過(guò)“R”點(diǎn)沿軀干基準(zhǔn)線向上540mm處且垂直于軀干基準(zhǔn)線的平面以上的區(qū)域內(nèi);

7.2.2 位于距軀干基準(zhǔn)線兩側(cè)各85mm的兩個(gè)縱垂面所圍的區(qū)域內(nèi)。在該范圍內(nèi)，如果頭枕在5.4.3.4規(guī)定的附加試驗(yàn)后仍滿足5.4.3.6的規(guī)定，則允許一個(gè)或多個(gè)間隙存在。對(duì)于該間隙不論其形狀如何，按5.5規(guī)定測(cè)定的頭枕骨架間距“a”可以大于60mm。

7.3 對(duì)于可拆式頭枕，如在5.4.3.4規(guī)定的附加試驗(yàn)后仍滿足5.4.3.6的規(guī)定，則允許其枕用部分有一個(gè)或多個(gè)間隙存在。對(duì)于該間隙不論其形狀如何，按5.5規(guī)定測(cè)定的頭枕骨架間距“a”可以大于60mm。

8、在按照下述5.3規(guī)定測(cè)定時(shí)，頭枕寬度應(yīng)保證為正常坐姿的乘員提供足夠的頭部支撐面。在按5.3規(guī)定測(cè)定時(shí)，應(yīng)保證頭枕兩側(cè)距座椅垂直中心平面的距離都不小于85mm。

9、頭枕及其固定裝置在按照下述5.4規(guī)定的靜態(tài)試驗(yàn)方法測(cè)量時(shí)，頭型的最大允許后移量X應(yīng)小于102mm。

10、頭枕及其固定裝置應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度，以保證在5.4.3.7規(guī)定負(fù)荷作用下不損壞。

11、對(duì)安裝高度可調(diào)的頭枕，除使用者故意采用非正常的操作方法之外，不應(yīng)使其安裝高度超過(guò)最高調(diào)整極限。

略……

1、市場(chǎng)需求變化

2005-2010年中國(guó)汽車頭枕需求量及同比增長(zhǎng)表

                                                                                  單位：萬(wàn)輛套

 

 

 

2011-2015年中國(guó)汽車頭枕產(chǎn)量預(yù)測(cè)

                                                          單位：萬(wàn)輛套

 

 

 

2011-2015年中國(guó)汽車頭枕需求量預(yù)測(cè)

                                                                 單位：萬(wàn)輛套

 

 

汽車頭枕的價(jià)格一直較為穩(wěn)定，價(jià)格在20左右，根據(jù)不同車型價(jià)格也有所差異。

汽車頭枕近年來(lái)產(chǎn)量及銷售額呈上升態(tài)勢(shì)，銷售量在05、06年升幅較大，產(chǎn)量在06年也大幅提高，由于汽車頭枕產(chǎn)品附加值較低，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)愈加激烈，產(chǎn)品價(jià)格持續(xù)下降的趨勢(shì)明顯。

2005-2010年汽車頭枕平均價(jià)格走勢(shì)圖

                                                                      單位：元/件

 

 

 

略……

1）WHIPS頭枕：其全稱是“Whiplash Protection System”，這是沃爾沃公司推出的一種駕駛員頭部安全保護(hù)解決方案。在汽車安全性方面，走在前面的當(dāng)然是沃爾沃，他們的乘員頭頸保護(hù)系統(tǒng)(WHIPS)大名鼎鼎并且用在了全系車型中，當(dāng)轎車的后部受到撞擊時(shí)，人會(huì)自然向后傾，此時(shí)頭頸保護(hù)系統(tǒng)迅速充氣膨脹，整個(gè)靠背隨著乘坐者一起后傾，乘坐者的整個(gè)后背和靠背安穩(wěn)地貼在一起，靠背則會(huì)后傾以最大限度地降低后部向前甩的力量，座椅的椅背和頭枕會(huì)向后水平移動(dòng)，從而吸收碰撞時(shí)的能量，使身體的上部和頭部得到輕柔、均衡的支撐和保護(hù)，以減輕頸椎和頸部所承受的沖擊力，進(jìn)而對(duì)乘員進(jìn)行安全保護(hù)。沃爾沃的車以安全著稱，現(xiàn)在基本上在每一輛沃爾沃上配備有這種WHIPS頭枕。比較常見(jiàn)就是類似新君威這種“潰縮式”頭枕，一般在廠家的宣傳中被稱為安全頭枕，當(dāng)收到猛烈撞擊的時(shí)候會(huì)向后潰縮，這樣來(lái)吸收一部分乘員頭部的能量來(lái)減少傷害。雖然不一定所有的安全頭枕都是在這么設(shè)計(jì)的，但原理類似。

2）反應(yīng)式頭枕：由過(guò)渡機(jī)構(gòu)將頭枕和座椅靠背連接成一體，在受到碰撞時(shí)，作用到靠背上的壓力促使過(guò)渡裝置移動(dòng)，使頭枕貼靠在駕駛員的頭部，起到安全保護(hù)作用。這屬于傳統(tǒng)的主動(dòng)頭枕，一般是純機(jī)械結(jié)構(gòu)，主要設(shè)計(jì)思路有兩種，第一種是靠成員與座椅的相對(duì)運(yùn)動(dòng)推動(dòng)和頭枕相連的連桿機(jī)構(gòu)，進(jìn)而推動(dòng)頭枕靠近成員頭部，如SAAB主動(dòng)頭枕，在碰撞過(guò)程中，成員由于慣性向后壓迫座椅，通過(guò)空間連桿機(jī)構(gòu)啟動(dòng)頭枕，該方案可以利用碰撞的能量，但是響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，有可能在頭枕起作用之前，揮鞭傷就已經(jīng)發(fā)生了；第二種是靠碰撞能量觸發(fā)頭枕，由彈簧驅(qū)動(dòng)，頭枕是依靠加速度傳感器或者距離傳感器以及其他撞擊感應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行觸發(fā),會(huì)更可靠一些.自然也就會(huì)有防撞擊的作用. 頭枕機(jī)構(gòu)雖然運(yùn)動(dòng)可逆，但是不可自行收攏，需外部施加力（如手推動(dòng)）使其收攏。

3）被動(dòng)式頭枕：頭枕與座椅靠背連接在一起，既可以是固定連接，也可以是可調(diào)節(jié)的連接。如果確實(shí)是為安全著想的話，那么這種固定連接的頭枕可以直接淘汰，而那種可調(diào)節(jié)的連接只是有阻止頸部傷害的發(fā)生的可能，就像專利號(hào)為無(wú)錫瑞新的那個(gè)專利的。其實(shí)，頸部發(fā)不發(fā)生傷害的關(guān)鍵就在于頭部和頭枕之間的距離是否超過(guò)安全距離，就像一般的不可調(diào)節(jié)式的頭枕，如果一開(kāi)始人的頭部和頭枕之間沒(méi)有距離，那么就不會(huì)發(fā)生頸部揮鞭傷。相反，即使安裝有可調(diào)節(jié)式的頭枕，那么如果人的頭部和頭枕之間又有距離的話，那么照樣子還是會(huì)發(fā)生傷害的。不過(guò)，話又說(shuō)回來(lái)，這種可調(diào)節(jié)式的頭枕肯定要稍微好一點(diǎn)，因?yàn)樗烧{(diào)節(jié)，所以能根據(jù)個(gè)人的意愿使頭枕在大部分時(shí)候趨近于頭部，這樣便會(huì)在不經(jīng)意間減輕頸部的傷害。）

4）WIL式頭枕：一種被豐田汽車公司稱之為“Whiplash Injury Lessening”的駕駛員安全防護(hù)頭枕，在受到追尾碰撞時(shí)，乘員被推到一個(gè)承受碰撞能力的靠背部件中，提前對(duì)乘員的頭部進(jìn)行安全保護(hù)。

5）主動(dòng)式頭枕：梅賽德斯公司生產(chǎn)的轎車采用的就是這種安全防護(hù)頭枕--碰撞響應(yīng)式頭枕(NECK-PRO)。頭部支撐系統(tǒng)也是梅賽德斯-奔馳轎車上安全系統(tǒng)中重要的組成部分。正確地調(diào)整頭枕能夠明顯地降低頸椎受傷的風(fēng)險(xiǎn)。梅賽德斯-奔馳的發(fā)明再次向人們證明，即使是再好的產(chǎn)品，在他們眼中也有可以改善之處。這種被稱之為碰撞響應(yīng)式頭枕(NECK-PRO)的裝置是一個(gè)由傳感器控制的、能夠在碰撞時(shí)對(duì)駕駛員和副駕駛頭部進(jìn)行積極保護(hù)的頭部支撐系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)在發(fā)生尾部碰撞時(shí)可以起到明顯的保護(hù)作用。如今，它已經(jīng)成為許多梅賽德斯-奔馳轎車上的標(biāo)準(zhǔn)系列裝備。在傳感系統(tǒng)探測(cè)到尾部碰撞已達(dá)到預(yù)設(shè)的碰撞強(qiáng)度時(shí)，碰撞響應(yīng)式頭枕(NECK-PRO)將松開(kāi)頭枕內(nèi)的預(yù)緊彈簧，預(yù)緊彈簧便即刻將頭枕前移大約40毫米并上移30毫米。這樣，前排乘客的頭部就提早得到了支撐保護(hù)。在發(fā)生碰撞后，碰撞響應(yīng)式頭枕(NECK-PRO)僅僅需要用大約50毫秒的時(shí)間就可以就位。通過(guò)這種方式，前排乘客的頭部就能提早地得到支撐保護(hù)，從而防止頸椎在發(fā)生碰撞時(shí)的過(guò)度彎曲。在碰撞響應(yīng)式頭枕(NECK-PRO)被觸發(fā)后，可以使用與車輛一起提供的、專用的手動(dòng)操作工具將頭枕調(diào)整到原始位置，使其重新恢復(fù)到工作準(zhǔn)備狀態(tài)。

當(dāng)前需要解決的技術(shù)問(wèn)題是如何根據(jù)行車信息進(jìn)行危險(xiǎn)程度的判斷，在碰撞發(fā)生之前就啟動(dòng)頭枕。

頭枕防撞系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在碰撞發(fā)生的第一階段。對(duì)于第二階段的傷害，因?yàn)槌藛T約束系統(tǒng)、人體姿態(tài)等的影響，防撞機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)意義就不是很大，頭枕的材料、形狀以及安全帶、其他內(nèi)飾等的影響會(huì)更大一些。

傳統(tǒng)的頭枕和被動(dòng)式的安全頭枕已基本上不能滿足日易惡劣的駕駛環(huán)境，對(duì)人最大的保護(hù)當(dāng)屬于主動(dòng)式安全頭枕，主動(dòng)式安全頭枕在越來(lái)越受到人們重視的同時(shí)，對(duì)于主動(dòng)式安全頭枕的發(fā)展，智能化--頭枕位置記憶、新材料、新工藝等技術(shù)都會(huì)使頭枕設(shè)計(jì)技術(shù)更加完美和完善。

略……