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06-17
雷锋网出版社：这篇文章是关于作者、张小明、设计师，专业是车辆工程。
为了让这篇有用的文章足够深入，我花了一个月的时间到处查找资料。
除了对2017年4月发行的日本《Motor Fan》杂志内容进行详细研究……我们还与品牌主席工程师进行了深入交流。
设计座椅是汽车设计的第一步。
不是开玩笑。
在所有的汽车设计中，设计师的第一步就是确定座椅的设计。
准确地说，设计师首先考虑的是车内成员的坐姿。
对于SUV车型，驾驶员的坐姿会更加直立，位置也会更高；对于汽车来说，驾驶员的坐姿会低很多，并且稍微倾斜；对于某些赛车（例如各种级别的方程式），驾驶员实际上是“躺在”车内。
之所以要先设计座椅，是因为驾驶员的坐姿确定后，就可以根据人体的H点来设计座椅，包括位置、形状、厚度、可调节角度等。
坐姿确定了，方向盘、踏板、中控台、车门等位置才能最终确定。
想要设计一款舒适的座椅，光靠各种理念来支撑肯定是不够的。
重要的是要了解具体的人体数据。
一般来说，设计师会使用人体百分比模板作为参考。
换句话说，有多少%的人能够正常乘坐座椅？这听起来很简单，但看图就知道座椅设计有多复杂：人体脊柱有天然的S形曲线，所以座椅靠背应设计成上部凹进、下部凸出。
一般来说，为了让人坐得更舒服，座椅必须对胸部上部、背部中上部、腰椎下部有比较强的支撑。
不要以为座椅舒适就代表长时间骑行不累。
事实上，设计座椅时要解决的另一个问题是应对加速度。
对于汽车来说，无论是急加速还是急转弯，纵向或横向加速度基本上都能达到0.7G或0.8G左右。
因此，座椅除了具有一定的侧向支撑以限制驾驶员身体的前后运动外，还必须能够消除车内乘客在合成加速时的不适感。
座椅一般由表面材料、填充物、框架、调节装置和车身连接件等组成。
虽然看起来不是很复杂，但由于座椅使用频率很高，而且与安全密切相关，所以每个部件的设计都必须考虑到安全性和耐用性。
因此，座椅的研发周期非常长，且基本与整车同步。
工程师告诉我，就表链座而言，研发周期在2年左右。
座椅是重要的安全部件，其性能由框架、材料、款式等因素综合决定。
这些都是极其专业的内容，需要数据和开发经验的积累，以及专业的实验验证设施和技术。
从我国设计师、工程师目前掌握的技术和经验来看，完全自主地进行座椅研发确实是一个艰难的过程。
据称，中国目前还不具备自主研发座椅的能力。
好的，这是一个概述。
下面我就从不同的方向和大家谈谈座椅设计。
你以为布料只是简单地用各种材料包裹起来吗？当然不是，事实上，座椅的面料本身就是一种特长。
如何将一整块皮革分成尽可能多的块？坐久了怎么缝才不会断裂？如何对表面进行处理，使座椅防刮、耐光、耐水洗？如何保证座椅在极端环境下的耐用性？这些都是开发座位时需要考虑的因素。
工程师告诉我，他们的表链座是用一整块皮革直接手工缝制而成，打造出表链的效果。
如果座椅拆开，它仍然是一整块皮革。
这些都是经过精心设计的。
织物座椅虽然看起来低矮，但也有很多优点。
很多人在买车的时候对织物座椅非常抵触，认为这样会严重降低汽车的形象。
但事实上，织物座椅也有很多优点，比如透气性。
人坐在座椅上时，基本上与座面完全贴合，阻碍了热量的散发，所以特别容易出汗。
但布艺座椅基本不存在这个问题。
同时，织物座椅的摩擦力非常大，可以很好地限制人在座椅上的滑动，在急转弯或急刹车时不会造成危险。
座椅除了布料之外还有皮革材质吗？在车辆配置清单中，座椅立柱通常有两种材质：织物和皮革。
布料材质我就不提了，但是你知道吗，很多所谓的真皮座椅其实并不是真皮。
为了控制成本，一般主机厂都会使用一种叫做PVC的材料来代替真皮。
这种材料透气性差，弹性差，没有真皮的细腻手感。
不过它比真皮更容易打理，成本自然也低很多。
很多消费者不了解，就被这种所谓的真皮所欺骗。
宝马、奥迪等高端品牌的低端车型可能会使用PVC座椅。
除了PVC之外，还有一种采用称为超细纤维的人造材料的“高仿真皮革”。
虽然这种材料不是真皮，但它可以具有与真皮相同的性能，并且易于护理。
虽然这种材质的成本不低，但还是比真皮便宜。
许多主机厂会在中档或中高端车型上使用这种材料。
下图的表链座中，90%是NAPPA皮革，10%是超细纤维。
很多座椅品牌都会在配置清单中强调自己配备了NAPPA真皮座椅。
但事实上，并没有这种叫NAPPA的真皮。
上图中的链条座椅采用的是来自德国巴伐利亚的小牛皮。
它仅采用特殊的鞣制技术，既保证了真皮的呼吸性，又使皮革更加耐用。
显得更精致、更柔软，当然也更耐磨。
这种经过特殊二次加工的皮革称为NAPPA真皮。
除了舒适和支撑之外，更重要的是安全。
当人对座椅施加压力时，座椅会给人一个反作用的支撑力。
这是我们中学时学到的。
因此，在正常驾驶情况下，座椅必须能够为驾驶员提供良好的支撑，同时通过合理的设计将支撑力分布到身体的各个部位，以保证长途驾驶的舒适性。
。
在碰撞等特殊情况下，座椅的结构设计必须保证车内乘员的人身安全。
这是座椅结构设计的一大难点。
座椅结构的变化2016年之前，主流的座椅内部支撑结构是螺旋弹簧，主要考虑舒适性。
然而，这种螺旋弹簧很重并且占用很大的空间。
因此，设计师开发了S形弹簧作为螺旋弹簧的替代品。
后来，设计师经过多次实验发现，如果将螺旋式和S形弹簧一起使用，不仅可以提高舒适度，而且可以保证足够的支撑，而不会增加过多的重量。
因此，这种组合的设计开始出现在一些高端车型上。
座椅也需要轻量化。
座椅较大，设计时必须考虑轻量化。
当然，前提是不能失去安全。
更直观的方法是减少金属材料的使用，比如使用更薄、更轻的材料，或者依靠钻孔来减轻重量。
但这需要大量的模拟分析和计算才能保证座椅的安全。
座椅的内部布局是一个很大的挑战。
座椅内部除了基本的结构件外，还有复杂的电机甚至空调管路。
设计师不仅要保证每个部件的可靠性和耐用性，还要尽可能地控制尺寸和重量，这是一个很大的挑战。
工程师告诉我，座椅布局中最难设计的是按摩功能，因为模块会占用很大的空间。
同时，必须保证功能的耐用性和安全性，需要一点一点地调整。
在正常坐姿下即可触及中控台上的所有按钮。
在确定驾驶员的坐姿时，要求之一是驾驶员在正常坐姿时必须能够控制中控台上的所有按钮。
这在汽车设计中也有一个专有名词，叫做“手伸界面”。
这不仅是为了方便驾驶员操作，也是为了保证行车安全。
它必须适合不同身高的驾驶员。
对于不同的驾驶员来说，座垫的长度、坐垫的长度、坐垫的宽度、头枕的位置等都会带来不同的驾驶体验。
因此，设计师在设计座椅时需要考虑到驾驶员的不同身高，设计合理的调节范围，尽量满足大多数人的需求。
易于控制油门和刹车踏板 说实话，很少有人会注意到这一点，但对于设计师来说，这是设计座椅时必须考虑的因素。
为了保证车内乘员的安全，驾驶员必须保证在正常坐姿下能够充分踩下刹车。
这与座垫的高度和角度、踏板的角度等有关系，需要综合考虑。
避免手臂和身体周围部位之间的“战斗”。
开车时，可能会遇到各种突发情况，需要快速导航。
这就要求手臂的运动范围内没有其他部件能够干扰驾驶员的操作，否则非常容易造成危险。
座椅的舒适性在于分散座椅的重力。
工程师等人做过研究。
普通座椅坐垫的压力主要集中在骑行时的臀部和大腿，靠背的压力主要集中在骑行时的腰部。
这样坐着会特别累。
。
特别设计的座椅可以将臀部和大腿的压力分散到靠近膝盖的大腿上，来自腰部的压力也会分散到上背部甚至肩膀上。
为了满足舒适度的要求，尽量减少靠背的厚度。
我们都知道，相对较厚的靠背会提供更大的乘坐舒适度。
不过，为了保证车内的乘坐空间，设计师必须保证在满足舒适性要求的同时，尽可能减少靠背的厚度。
而那些为了空间而不考虑舒适度而冒着生命危险去减少靠背厚度的人，你是无赖吗？如果躺着，请平躺。
有些车型的后排座椅就像飞机的头等舱一样，可以让乘客“躺”在车内。
这种椅子通常配有腿托来支撑小腿，这有助于改善脚步时的血液循环。
对于这样的座椅，如果头枕也可以调节角度或前后，那就更好了，这样可以为颈部提供足够的支撑。
座椅电机 - 装置虽小，但性能良好。
座椅的电动调节依靠安装在座椅内部的电机。
无论是位置还是附加的加热、按摩、通风等功能，都要求电机的尺寸很小。
它功率大，耐用性好，但普通电机确实无法满足高要求。
后排靠背角度可调，是一个良心的设计。
工程师告诉我，最适合中国人的后排靠背角度是25-29度。
从这一点来看，如果后排座椅靠背的角度可以调节，那真是一个良心的设计。
它不仅可以提供舒适的坐姿，还可以扩大车内空间。
座椅加热 - Halfway Couple 不如原版。
很多低端车型都没有座椅加热功能，但很多车主都会这样想：以后可以从某宝买，功能就有了，又省了不少钱。
然而，正如我之前所说，座椅是非常重要的安全部件。
后置式座椅加热装置在加热效果甚至耐用性方面可能不如标准座椅加热装置，无法达到主机厂规定的标准。
因此，我个人还是不建议随意修改。
后排最舒服的就是蝴蝶头枕了。
如果您体验过蝴蝶头枕，您一定会同意我的观点。
在我看来，后排头枕绝对应该在保证安全的情况下尽可能的柔软。
而蝶形头枕就更好了，因为它可以限制头部的横向移动。
会不会有枕在“双峰”的感觉？屁股是最敏感的信息接受者？如今，部分车型拥有多种主被动安全配置。
如果车辆偏离车道而没有打开转向灯，座椅就会振动，提醒驾驶员注意。
工程师告诉我，相比仪表盘上的指示灯或声音提示，利用座椅的振动向驾驶员传递警告信息是一种更安全的设计，但成本会相对较高。
座椅、安全带和安全气囊通常是一个系统。
由于座椅是重要的安全部件，设计师在设计时经常将座椅、安全带和气囊视为一个系统。
该系统称为会员约束系统。
虽然听起来很简单，但实际上要做的测试有很多，否则就无法通过国家法规和碰撞测试要求。
防止碰撞时身体承受过大的压力。
当来自后方的冲击发生时，人体会对座椅靠背施加向后的力。
力的分布呈倒“T”形。
此时，最大压力点是腰椎附近。
因此，工程师座椅改进了靠背内部弹簧的形式和分布，以减少碰撞时座椅对身体的压力。
发生追尾事故时控制下半身向前移动。
很多车型的座垫都有一定的角度，这样不仅能提供舒适感，还能限制车内成员在发生追尾事故时下半身过度向前移动。
目前有一种装置可以在发生追尾时将膝部缓冲垫再次推高，从而对限制下肢滑动有更强的作用。
头枕主要用于防止追尾事故中受伤。
日本研究人员对交通事故进行了调查。
30%的事故来自追尾事故，而在追尾事故中，90%的人颈部受伤。
虽然这种伤害并不致命，但是一旦颈部受伤，就需要相对长期的治疗，并且可能会出现一系列的并发症。
头枕的设计是为了防止追尾时颈部受伤。
头枕设计中最重要的测试——挥鞭测试。
头枕设计过程中进行了颈椎扭伤测试，实际模拟了现实生活中低速追尾碰撞的情况。
之所以称为鞭打，是因为在巨大的冲击力下，由于惯性，头部会向后摆动，就像鞭子被劈开一样。
如果头部没有合理的支撑，颈椎就会承受过大的压力而发生断裂。
上下座位30万次。
工程师告诉我，他们的顶级座椅要经过30万次模拟人体上下座椅。
必须确保在这样的耐久性测试下，座椅不会变形或损坏，并能正常工作。
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