據(jù)相關(guān)資料顯示,一般轎車座椅的平均價(jià)格在850-1050美元左右,中檔轎車在1400-1600美元左右,高檔的超過2000美元,對(duì)于很多手動(dòng)擋轎車而言,座椅的成本占整車成本的5%,僅次于發(fā)動(dòng)機(jī)。那么,作為如此昂貴的配件,汽車座椅應(yīng)該有著很高的技術(shù)含量,并且像發(fā)動(dòng)機(jī)一樣在不斷地發(fā)展、進(jìn)步吧?
一、汽車座椅的基本結(jié)構(gòu)
隨著汽車座椅技術(shù)的不斷發(fā)展,其組成結(jié)構(gòu)其實(shí)也在發(fā)生著變化。不過,座椅總成的大體構(gòu)造已經(jīng)基本定型,包括頭枕、靠背、座墊、調(diào)節(jié)裝置及連接件等。其中調(diào)節(jié)裝置又包括高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、滑道、調(diào)角器及座墊前傾角調(diào)整機(jī)構(gòu)等。
座椅骨架是汽車座椅最基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu),包括靠背骨架和座墊骨架,一般由鋼板沖壓焊接而成。但隨著整車對(duì)座椅輕量化的要求日益提高,熱塑性塑料成型骨架和鎂制骨架等將漸漸成為主流。關(guān)于座墊的設(shè)計(jì),通常需要考慮其傾角和深度,原則上要在充分利用靠背的前提下,使乘員臀部得到合理的支撐。
座椅的舒適性在很大程度上取決于座椅套所覆蓋的部分,也就是填充座椅靠背及座墊的泡沫。它是將聚醚、異氰酸酯、水和添加劑混合后發(fā)生反應(yīng),最后像發(fā)面一樣發(fā)泡而成的。要保持泡沫長(zhǎng)久不變形,并具有很好的舒適性,就需要從配方和生產(chǎn)工藝方面進(jìn)行把控。
二、汽車座椅的安全技術(shù)
在整車的安全性方面,汽車座椅扮演著至關(guān)重要的角色。當(dāng)碰撞事故發(fā)生時(shí),需要座椅與安全帶、氣囊很好的配合,才能對(duì)駕乘者起到有效的保護(hù)作用。在全球五大NCAP碰撞測(cè)試中,除了美國(guó)的NHTSA外,其余都已加入了針對(duì)座椅安全性所進(jìn)行的鞭打測(cè)試。
從座椅靠背接觸剛度、座椅靠背轉(zhuǎn)動(dòng)剛度、頭枕與假人頭后部水平間距(簡(jiǎn)稱Backset),到頭枕接觸剛度等參數(shù)均對(duì)C-NCAP鞭打試驗(yàn)中乘員頸部傷害有影響。通過適當(dāng)?shù)淖螀?shù)設(shè)計(jì)可以提高座椅的防鞭打性能。
日益嚴(yán)格的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),也迫使汽車座椅制造商們不斷發(fā)展新的安全技術(shù),主動(dòng)式安全頭枕就是其中的一種。以奔馳NECK-PRO主動(dòng)式安全頭枕為例,當(dāng)車輛被追尾時(shí),頭枕會(huì)瞬間自動(dòng)向前移動(dòng)40mm,并同時(shí)向上移動(dòng)30mm,這樣就可以減少頭部與頭枕之間的空隙,降低受傷的風(fēng)險(xiǎn)。
沃爾沃早在1998年就推出了名為WHIPS頭頸部保護(hù)系統(tǒng)座椅,其椅背支撐結(jié)構(gòu)可以均勻地承受乘員身體的重量。當(dāng)汽車發(fā)生追尾時(shí),座椅靠背和頭枕還可以向后平行運(yùn)動(dòng),使乘員的頭部和上身處于平衡狀態(tài),減少身體向后傾斜而出現(xiàn)回彈(即鞭打現(xiàn)象)。
除了上述被動(dòng)安全性之外,汽車座椅系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還影響著駕駛者的視野、駕駛操控的便利性以及其它汽車控制系統(tǒng)功能的發(fā)揮,這些系統(tǒng)之間配合的好壞也在不同程度上影響著汽車的主動(dòng)安全性。
三、站著開車不拉風(fēng),舒適才是王道
關(guān)于汽車座椅的舒適性,制造商們?cè)谧闻菽腿梭w工學(xué)方面已經(jīng)做了很多文章。近年來(lái),他們通過對(duì)座椅泡沫的配方及不同位置的硬度進(jìn)行調(diào)節(jié),已經(jīng)在很大程度上提升了座椅座墊及靠背的透氣性及支撐性功能,但對(duì)于當(dāng)今汽車電氣化、網(wǎng)絡(luò)化的時(shí)代而言,這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。
在座椅材料方面,以往在泡沫中所含的揮發(fā)性胺會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的難聞氣味,這不僅影響了車內(nèi)乘員的舒適性,更是對(duì)健康的極大危害。目前,座椅制造商已經(jīng)開始采用新型的TDI(甲苯二異氰酸酯)材質(zhì)車用座椅發(fā)泡墊。它可以消除99%的揮發(fā)性胺排放——相當(dāng)于全球60%的揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)排放量,同時(shí)也提升了座椅的舒適度。
在今年4月的上海車展上,佛吉亞發(fā)布了一款名為ActiveWellness的汽車座椅系統(tǒng),該座椅可利用傳感系統(tǒng)來(lái)監(jiān)測(cè)駕乘者的心跳和呼吸節(jié)奏,并通過一種特殊的按摩模式及座椅通風(fēng)系統(tǒng)提供新鮮氣流,讓疲倦的乘客精神煥發(fā)或幫助處于緊張狀態(tài)的駕駛員進(jìn)行放松。
佛吉亞開發(fā)的OASIS座椅不僅強(qiáng)化了安全性,還帶有坐姿優(yōu)化、溫度控制和多點(diǎn)按摩等功能,它具有四種位置模式:方便乘客進(jìn)入汽車的進(jìn)入模式、適合辦公及業(yè)務(wù)交流的端坐商務(wù)模式、享受視聽體驗(yàn)的娛樂模式、近乎后躺的休息模式。
前排座位的后部安裝有一個(gè)小型頭部追蹤攝像頭,它會(huì)檢測(cè)后排OASIS座椅上的乘客高度,據(jù)此對(duì)頭枕進(jìn)行調(diào)整,同時(shí)調(diào)整坐墊長(zhǎng)度及側(cè)邊靠墊以達(dá)到最佳的舒適度。
佛吉亞的SmartFit系統(tǒng)可以讓乘客用自己的智能手機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)座椅。2012年這款設(shè)備升級(jí),加載了GPSFit功能,可以利用車內(nèi)GPS設(shè)備提供的數(shù)據(jù),根據(jù)路況和駕駛情景(交通燈和天氣)自動(dòng)調(diào)整座椅的位置。
江森自控也在去年推出了一種座椅預(yù)調(diào)節(jié)系統(tǒng),基于一項(xiàng)特殊算法,專用電機(jī)將會(huì)自動(dòng)將座椅調(diào)整至兼顧舒適性與安全性的位置。為了使系統(tǒng)順利運(yùn)行和方便操作,他們還專門開發(fā)了一款手機(jī)應(yīng)用,駕駛者可以將自己的體型參數(shù)通過手機(jī)或汽車中控臺(tái)面板、攝像頭輸入系統(tǒng)。在司機(jī)進(jìn)入汽車之前,系統(tǒng)就會(huì)根據(jù)參數(shù)自動(dòng)預(yù)調(diào)節(jié)座椅位置。
四、“互聯(lián)”時(shí)代的汽車座椅功能擴(kuò)展
其實(shí)座椅本身可以有更多的變化,就像江森自控在其ID15概念車上所展示的那樣,駕駛座椅有了全新的“側(cè)轉(zhuǎn)”功能,它可以在整體保持原位的同時(shí),使椅背實(shí)現(xiàn)18度側(cè)轉(zhuǎn),便于與車內(nèi)其他乘員進(jìn)行交流。
另外,后排座椅還增加了“放松”模式,可以實(shí)現(xiàn)一鍵躺倒,同時(shí)抬起腿撐和腳托。說汽車座椅實(shí)現(xiàn)智能化還有些言之過早,這應(yīng)該說是座椅自動(dòng)化的一個(gè)擴(kuò)展,也可以說是座椅電動(dòng)調(diào)節(jié)功能的一個(gè)延伸。
在今年上海車展上亮相的Loft座椅還采用了“互聯(lián)操控臺(tái)”,可實(shí)現(xiàn)多級(jí)舒適性和儲(chǔ)物空間的調(diào)節(jié),并配備有無(wú)線充電功能、USB端口,以及一款獨(dú)特的“望遠(yuǎn)鏡式”可旋轉(zhuǎn)伸縮杯托。
此外,為了使座椅套更容易清潔,目前已經(jīng)出現(xiàn)了新的面料涂層技術(shù)。如圖所示,左側(cè)椅套面料未進(jìn)行涂層處理,咖啡漬立刻滲入面料。右側(cè)面料則采用了一種名為“FreshPer4mance”的涂層技術(shù),咖啡在面料表面形成珠狀體,用抹布輕輕一拭便不留痕跡。
僅從座椅本身來(lái)說,一些高端商用車的座椅在功能性上顯然更勝一籌。圖中這款座椅不僅配備了空氣懸掛和縱向減震系統(tǒng),還帶有兩級(jí)座椅加熱功能、骨盆支撐和腰托功能。此外,座椅前后位置、傾角角度、座盆的長(zhǎng)度均可調(diào)節(jié)。座椅可實(shí)現(xiàn)九級(jí)高度調(diào)節(jié),并帶有記憶功能。
在保證舒適性、安全性的同時(shí),為了節(jié)省車內(nèi)空間、提高燃油經(jīng)濟(jì)性,座椅的輕量化也已經(jīng)成為新的發(fā)展趨勢(shì)。為了更大限度的提升腿部及儲(chǔ)物的空間,座椅廠家開始采用一種超高韌性發(fā)泡材料(SuRF)制成新型的超薄座椅,這種發(fā)泡材料在縮減厚度的同時(shí),也優(yōu)化了座椅的舒適性。
最后,在滿足安全性與舒適性,并擁有豐富的功能之后,座椅的造型設(shè)計(jì)也是我們常常關(guān)注的焦點(diǎn),這表現(xiàn)在更具創(chuàng)意的骨架造型、面料拼接,還有獨(dú)特的打孔設(shè)計(jì)等多個(gè)方面。造型獨(dú)特的座椅總是能給一款車型的個(gè)性化程度加分,尤其在那些主打運(yùn)動(dòng)和年輕化的車型上更是如此。
看似不起眼的汽車座椅其實(shí)并不簡(jiǎn)單吧?作為駕乘者與汽車直接接觸的配件,汽車座椅的技術(shù)含量直接影響著我們整個(gè)的用車過程。隨著汽車電子技術(shù)與車載互聯(lián)技術(shù)的不斷進(jìn)步,汽車座椅也將繼續(xù)發(fā)生變化。未來(lái)的汽車座椅會(huì)是什么樣呢?只有想不到,沒有做不到。如何在有限的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)越來(lái)越多的功能,應(yīng)該是汽車座椅制造商們努力的方向。