很多人可能不知道,在設計一輛汽車時,設計師首先要确定的是座椅造型,因爲座椅造型決定了車内乘員的坐姿,從而影響到方向盤、踏闆以及車門闆等部件的位置。作爲占據車内面積最大的部件,汽車座椅對于整輛車的重要性不言而喻。那麽,對于汽車座椅你真的了解嗎?看似造型簡單的汽車座椅到底藏有哪些奧秘?
一、汽車座椅發展史
1885 年,卡爾 · 本茨制造出世界上第一輛以汽油爲動力的三輪汽車。當時的汽車座椅設計理念很大程度上來源于馬車,采用闆凳加軟墊的結構,僅能滿足最基本的乘坐需求,毫無舒适性和安全性可言。
随着汽車保有量逐漸增多,用途也越來越廣泛,人們開始追求汽車座椅的舒适性。因此,質地柔軟、造型寬大的一體式沙發被搬到了汽車上。爲了進一步提升舒适性,人們甚至還向沙發裏增加一些填充物和彈簧,以保證充足的支撐。不過,一體式的沙發座椅也存在明顯弊端,在汽車轉彎過程中,由于沒有安全帶保護,駕駛員和乘客會受到離心力的作用而左右搖擺,甚至發生危險。20 世紀五十年代,分體式座椅逐漸興起。
随着汽車技術不斷進步,行駛速度越來越快,交通事故也開始頻頻出現。不管是一體式沙發還是分體式座椅,在設計時均未考慮到乘員的頭部安全,因而也導緻駕乘人員頸椎受傷的幾率大大增加。1921 年,美國人本傑明 · 愠茨發明了汽車頭枕,1969 年美國率先要求新車必須裝配座椅頭枕才能上市,以保障駕乘人員的安全。
通過增加安全性要求,汽車座椅真正意義上進入了變革的全新階段。又經過數十年的發展,現代汽車座椅的結構已經變得非常完善,可以更好地兼顧舒适性和安全性。
二、汽車座椅的材料及結構
現代汽車座椅通常由頭枕﹑骨架﹑泡棉﹑仰卧器﹑升降機構﹑滑槽﹑面套等構成。其中,核心部件由内到外依次爲座椅骨架、座椅發泡和座椅面套。座椅骨架的作用是承受載荷、傳遞力矩、增加穩定性,跟人的骨骼非常相似;座椅發泡主要用來提升乘坐舒适度;而座椅面套一方面可以美化座椅的外觀,另一方面也能對舒适度做進一步加強。
1、座椅骨架結構及材料
座椅骨架由靠背骨架、座墊骨架以及一些機構件組成。其中,靠背骨架是座椅總成的關鍵結構件,其主要作用是幫助乘員保持正确的坐姿,轉彎時給乘員上半身提供支撐,碰撞時提供乘員上半身的保護。靠背骨架性能直接影響座椅總成強度、剛度、穩定性,甚至座椅總成的品質和檔次。座墊骨架安裝有支撐闆,支撐闆上安裝有減震裝置,起支撐和緩振的作用。座墊骨架上一般會布置電動調節馬達,重量感應器,電器件安裝支架等結構。
座椅骨架的優劣直接決定着整個座椅的安全性能、舒适性能、經濟性能,因此選材尤爲重要。目前,座椅骨架應用的材料主要包含鋼鐵、合金、複合材料等。
鋼鐵是目前應用最廣泛的座椅骨架材料,優點是強度高,硬度大,抗沖擊能力強,缺點則是重量較大。合金材料質量輕,具有良好的阻尼系數,缺點在于高溫環境下強度和硬度會下降。複合材料主要包括工程塑料、EPP 和碳纖維等,優點是耐腐蝕、耐疲勞,缺點則是制造工藝要求高、制造成本高,常用于賽車、豪華車等領域,這也是導緻目前複合材料應用範圍不夠廣泛的原因之一。
2、座椅發泡類型
座椅發泡在事故中能起到吸收乘員與座椅碰撞的能量,達到更好保護乘員的作用。根據原料及配方的變化,分爲軟質,半硬質,硬質三種不同的發泡軟硬度。發泡硬度大小決定乘坐舒适性和支撐性,一般座椅使用的都是軟質發泡。另外,還有采用雙硬度發泡體系的座椅,如日産零重力座椅,除了高衰減性的支撐發泡層,還在中間位置填充了 SLAB 海綿層,從而減輕身體的壓迫感和路面的振動感。
3、座椅面套材質
座椅面套材質大體分爲織物(機織布、針織布)、真皮(打孔皮、不打孔皮)、人造革(PVC、PU)以及 Alcantara 等。
織物座椅多見于入門車型,制造成本較低,具有 " 冬暖夏涼 " 的特點,并且能起到一定的防滑作用。但由于材質的原因,不易清潔和散熱性較差等弊端比較突出。
真皮座椅常見于高端車型,造型較爲美觀,同時也比較方便打理。缺點則是長時間使用後皮質容易褪色,相對于織物座椅來說,真皮座椅的制造成本無疑更高,而且還容易出現 " 冬天冷,夏天熱 " 的情況。
人造革座椅目前應用最爲廣泛,上到幾十萬的豪華車型,下到幾萬元的平民座駕都能見到人造革的身影。人造革的觀感近似于天然皮革,具有柔軟、耐磨等優點。但問題在于透氣性和吸濕性較差,夏天乘坐容易出汗。
Alcantara 有着類似于翻毛皮的手感,但實際上并不屬于皮質,一般應用于運動車型和賽車的座椅。Alcantara 有着不輸真皮的檔次感,并且比人造革更加耐磨,同時還能提供比織物座椅更強的摩擦力。缺點就是一個字:貴。