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很多人可能不知道,在设计一辆汽车时,设计师首先要确定的是座椅造型,因为座椅造型决定了车内乘员的坐姿,从而影响到方向盘、踏板以及车门板等部件的位置。作为占据车内面积最大的部件,汽车座椅对于整辆车的重要性不言而喻。那么,对于汽车座椅你真的了解吗?看似造型简单的汽车座椅到底藏有哪些奥秘?
一、汽车座椅发展史
(资料图)
1885年,卡尔·本茨制造出世界上第一辆以汽油为动力的三轮汽车。当时的汽车座椅设计理念很大程度上来源于马车,采用板凳加软垫的结构,仅能满足最基本的乘坐需求,毫无舒适性和安全性可言。
随着汽车保有量逐渐增多,用途也越来越广泛,人们开始追求汽车座椅的舒适性。因此,质地柔软、造型宽大的一体式沙发被搬到了汽车上。为了进一步提升舒适性,人们甚至还向沙发里增加一些填充物和弹簧,以保证充足的支撑。不过,一体式的沙发座椅也存在明显弊端,在汽车转弯过程中,由于没有安全带保护,驾驶员和乘客会受到离心力的作用而左右摇摆,甚至发生危险。20世纪五十年代,分体式座椅逐渐兴起。
随着汽车技术不断进步,行驶速度越来越快,交通事故也开始频频出现。不管是一体式沙发还是分体式座椅,在设计时均未考虑到乘员的头部安全,因而也导致驾乘人员颈椎受伤的几率大大增加。1921年,美国人本杰明·愠茨发明了汽车头枕,1969年美国率先要求新车必须装配座椅头枕才能上市,以保障驾乘人员的安全。
通过增加安全性要求,汽车座椅真正意义上进入了变革的全新阶段。又经过数十年的发展,现代汽车座椅的结构已经变得非常完善,可以更好地兼顾舒适性和安全性。
二、汽车座椅的材料及结构
现代汽车座椅通常由头枕﹑骨架﹑泡棉﹑仰卧器﹑升降机构﹑滑槽﹑面套等构成。其中,核心部件由内到外依次为座椅骨架、座椅发泡和座椅面套。座椅骨架的作用是承受载荷、传递力矩、增加稳定性,跟人的骨骼非常相似;座椅发泡主要用来提升乘坐舒适度;而座椅面套一方面可以美化座椅的外观,另一方面也能对舒适度做进一步加强。
1、座椅骨架结构及材料
座椅骨架由靠背骨架、座垫骨架以及一些机构件组成。其中,靠背骨架是座椅总成的关键结构件,其主要作用是帮助乘员保持正确的坐姿,转弯时给乘员上半身提供支撑,碰撞时提供乘员上半身的保护。靠背骨架性能直接影响座椅总成强度、刚度、稳定性,甚至座椅总成的品质和档次。座垫骨架安装有支撑板,支撑板上安装有减震装置,起支撑和缓振的作用。座垫骨架上一般会布置电动调节马达,重量感应器,电器件安装支架等结构。
座椅骨架的优劣直接决定着整个座椅的安全性能、舒适性能、经济性能,因此选材尤为重要。目前,座椅骨架应用的材料主要包含钢铁、合金、复合材料等。
钢铁是目前应用最广泛的座椅骨架材料,优点是强度高,硬度大,抗冲击能力强,缺点则是重量较大。合金材料质量轻,具有良好的阻尼系数,缺点在于高温环境下强度和硬度会下降。复合材料主要包括工程塑料、EPP和碳纤维等,优点是耐腐蚀、耐疲劳,缺点则是制造工艺要求高、制造成本高,常用于赛车、豪华车等领域,这也是导致目前复合材料应用范围不够广泛的原因之一。
2、座椅发泡类型
座椅发泡在事故中能起到吸收乘员与座椅碰撞的能量,达到更好保护乘员的作用。根据原料及配方的变化,分为软质,半硬质,硬质三种不同的发泡软硬度。发泡硬度大小决定乘坐舒适性和支撑性,一般座椅使用的都是软质发泡。另外,还有采用双硬度发泡体系的座椅,如日产零重力座椅,除了高衰减性的支撑发泡层,还在中间位置填充了SLAB海绵层,从而减轻身体的压迫感和路面的振动感。
3、座椅面套材质
座椅面套材质大体分为织物(机织布、针织布)、真皮(打孔皮、不打孔皮)、人造革(PVC、PU)以及Alcantara等。
织物座椅多见于入门车型,制造成本较低,具有“冬暖夏凉”的特点,并且能起到一定的防滑作用。但由于材质的原因,不易清洁和散热性较差等弊端比较突出。
真皮座椅常见于高端车型,造型较为美观,同时也比较方便打理。缺点则是长时间使用后皮质容易褪色,相对于织物座椅来说,真皮座椅的制造成本无疑更高,而且还容易出现“冬天冷,夏天热”的情况。
人造革座椅目前应用最为广泛,上到几十万的豪华车型,下到几万元的平民座驾都能见到人造革的身影。人造革的观感近似于天然皮革,具有柔软、耐磨等优点。但问题在于透气性和吸湿性较差,夏天乘坐容易出汗。
Alcantara有着类似于翻毛皮的手感,但实际上并不属于皮质,一般应用于运动车型和赛车的座椅。Alcantara有着不输真皮的档次感,并且比人造革更加耐磨,同时还能提供比织物座椅更强的摩擦力。缺点就是一个字:贵。
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