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镁制骨架渐成主流 汽车座椅的技术进阶

 独步雪原 2016-03-10

  据相关资料显示,一般轿车座椅的平均价格在850-1050美元左右,中档轿车在1400-1600美元左右,高档的超过2000美元,对于很多手动挡轿车而言,座椅的成本占整车成本的5%,仅次于发动机。那么,作为如此昂贵的配件,汽车座椅应该有着很高的技术含量,并且像发动机一样在不断地发展、进步吧?

一、汽车座椅的基本结构

  随着汽车座椅技术的不断发展,其组成结构其实也在发生着变化。不过,座椅总成的大体构造已经基本定型,包括头枕、靠背、座垫、调节装置及连接件等。其中调节装置又包括高度调节机构、滑道、调角器及座垫前倾角调整机构等。

  

日益复杂的座椅结构


  座椅骨架是汽车座椅最基础的结构,包括靠背骨架和座垫骨架,一般由钢板冲压焊接而成。但随着整车对座椅轻量化的要求日益提高,热塑性塑料成型骨架和镁制骨架等将渐渐成为主流。关于座垫的设计,通常需要考虑其倾角和深度,原则上要在充分利用靠背的前提下,使乘员臀部得到合理的支撑。

  

座椅泡沫(左上)、滑道(左下)

调角器(右上)、座椅骨架(右下)


  座椅的舒适性在很大程度上取决于座椅套所覆盖的部分,也就是填充座椅靠背及座垫的泡沫。它是将聚醚、异氰酸酯、水和添加剂混合后发生反应,最后像发面一样发泡而成的。要保持泡沫长久不变形,并具有很好的舒适性,就需要从配方和生产工艺方面进行把控。

二、汽车座椅的安全技术

  在整车的安全性方面,汽车座椅扮演着至关重要的角色。当碰撞事故发生时,需要座椅与安全带、气囊很好的配合,才能对驾乘者起到有效的保护作用。在全球五大NCAP碰撞测试中,除了美国的NHTSA外,其余都已加入了针对座椅安全性所进行的鞭打测试。

  

C-NCAP鞭打测试


  从座椅靠背接触刚度、座椅靠背转动刚度、头枕与假人头后部水平间距(简称Backset),到头枕接触刚度等参数均对C-NCAP鞭打试验中乘员颈部伤害有影响。通过适当的座椅参数设计可以提高座椅的防鞭打性能。

  

奔驰NECK-PRO碰撞响应式头枕

  



  日益严格的测试标准,也迫使汽车座椅制造商们不断发展新的安全技术,主动式安全头枕就是其中的一种。以奔驰NECK-PRO主动式安全头枕为例,当车辆被追尾时,头枕会瞬间自动向前移动40mm,并同时向上移动30mm,这样就可以减少头部与头枕之间的空隙,降低受伤的风险。

沃尔沃WHIPS头颈保护系统


  沃尔沃早在1998年就推出了名为WHIPS头颈部保护系统座椅,其椅背支撑结构可以均匀地承受乘员身体的重量。当汽车发生追尾时,座椅靠背和头枕还可以向后平行运动,使乘员的头部和上身处于平衡状态,减少身体向后倾斜而出现回弹(即鞭打现象)。

  除了上述被动安全性之外,汽车座椅系统的设计还影响着驾驶者的视野、驾驶操控的便利性以及其它汽车控制系统功能的发挥,这些系统之间配合的好坏也在不同程度上影响着汽车的主动安全性。

三、站着开车不拉风,舒适才是王道

  关于汽车座椅的舒适性,制造商们在座椅泡沫和人体工学方面已经做了很多文章。近年来,他们通过对座椅泡沫的配方及不同位置的硬度进行调节,已经在很大程度上提升了座椅座垫及靠背的透气性及支撑性功能,但对于当今汽车电气化、网络化的时代而言,这还远远不够。

  

采用新型TDI材质制成的座椅泡沫更健康、舒适。


  在座椅材料方面,以往在泡沫中所含的挥发性胺会产生强烈的难闻气味,这不仅影响了车内乘员的舒适性,更是对健康的极大危害。目前,座椅制造商已经开始采用新型的TDI(甲苯二异氰酸酯)材质车用座椅发泡垫。它可以消除99%的挥发性胺排放——相当于全球60%的挥发性有机物(VOC)排放量,同时也提升了座椅的舒适度。


ActiveWellness汽车座椅系统


  在今年4月的上海车展上,佛吉亚发布了一款名为ActiveWellness的汽车座椅系统,该座椅可利用传感系统来监测驾乘者的心跳和呼吸节奏,并通过一种特殊的按摩模式及座椅通风系统提供新鲜气流,让疲倦的乘客精神焕发或帮助处于紧张状态的驾驶员进行放松。

  

OASIS座椅


  佛吉亚开发的OASIS座椅不仅强化了安全性,还带有坐姿优化、温度控制和多点按摩等功能,它具有四种位置模式:方便乘客进入汽车的进入模式、适合办公及业务交流的端坐商务模式、享受视听体验的娱乐模式、近乎后躺的休息模式。

  前排座位的后部安装有一个小型头部追踪摄像头,它会检测后排OASIS座椅上的乘客高度,据此对头枕进行调整,同时调整坐垫长度及侧边靠垫以达到最佳的舒适度。

  


  佛吉亚的SmartFit系统可以让乘客用自己的智能手机自动调节座椅。2012年这款设备升级,加载了GPSFit功能,可以利用车内GPS设备提供的数据,根据路况和驾驶情景(交通灯和天气)自动调整座椅的位置。

  江森自控也在去年推出了一种座椅预调节系统,基于一项特殊算法,专用电机将会自动将座椅调整至兼顾舒适性与安全性的位置。为了使系统顺利运行和方便操作,他们还专门开发了一款手机应用,驾驶者可以将自己的体型参数通过手机或汽车中控台面板、摄像头输入系统。在司机进入汽车之前,系统就会根据参数自动预调节座椅位置。

四、“互联”时代的汽车座椅功能扩展

  其实座椅本身可以有更多的变化,就像江森自控在其ID15概念车上所展示的那样,驾驶座椅有了全新的“侧转”功能,它可以在整体保持原位的同时,使椅背实现18度侧转,便于与车内其他乘员进行交流。

  

ID15概念车:前排座椅“侧转”功能


  另外,后排座椅还增加了“放松”模式,可以实现一键躺倒,同时抬起腿撑和脚托。说汽车座椅实现智能化还有些言之过早,这应该说是座椅自动化的一个扩展,也可以说是座椅电动调节功能的一个延伸。

  

Loft座椅:互联操控台

  


  在今年上海车展上亮相的Loft座椅还采用了“互联操控台”,可实现多级舒适性和储物空间的调节,并配备有无线充电功能、USB端口,以及一款独特的“望远镜式”可旋转伸缩杯托。

  

FreshPer4mance面料涂层技术


  此外,为了使座椅套更容易清洁,目前已经出现了新的面料涂层技术。如图所示,左侧椅套面料未进行涂层处理,咖啡渍立刻渗入面料。右侧面料则采用了一种名为“FreshPer4mance”的涂层技术,咖啡在面料表面形成珠状体,用抹布轻轻一拭便不留痕迹。

  

配备空气悬挂和纵向减震系统的商用车座椅


  仅从座椅本身来说,一些高端商用车的座椅在功能性上显然更胜一筹。图中这款座椅不仅配备了空气悬挂和纵向减震系统,还带有两级座椅加热功能、骨盆支撑和腰托功能。此外,座椅前后位置、倾角角度、座盆的长度均可调节。座椅可实现九级高度调节,并带有记忆功能。

  

轻质座椅结构


  在保证舒适性、安全性的同时,为了节省车内空间、提高燃油经济性,座椅的轻量化也已经成为新的发展趋势。为了更大限度的提升腿部及储物的空间,座椅厂家开始采用一种超高韧性发泡材料(SuRF)制成新型的超薄座椅,这种发泡材料在缩减厚度的同时,也优化了座椅的舒适性。

  

Recaro座椅设计


  最后,在满足安全性与舒适性,并拥有丰富的功能之后,座椅的造型设计也是我们常常关注的焦点,这表现在更具创意的骨架造型、面料拼接,还有独特的打孔设计等多个方面。造型独特的座椅总是能给一款车型的个性化程度加分,尤其在那些主打运动和年轻化的车型上更是如此。

  看似不起眼的汽车座椅其实并不简单吧?作为驾乘者与汽车直接接触的配件,汽车座椅的技术含量直接影响着我们整个的用车过程。随着汽车电子技术与车载互联技术的不断进步,汽车座椅也将继续发生变化。未来的汽车座椅会是什么样呢?只有想不到,没有做不到。如何在有限的空间内实现越来越多的功能,应该是汽车座椅制造商们努力的方向。


  来源:爱卡汽车

  陕镁电商综合报道

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