去皮剔骨探尋內部結構!Oscar座椅拆解
在這個非常注重車輛性價比的時代,外觀協(xié)會和配置協(xié)會的會員越來越多,真正關心座椅的朋友卻很少。座椅作為我們每天接觸最多的部件,設計和做工是否精良,將直接影響整車的舒適性,甚至會關系到駕駛員的安全。事實上,自從汽車發(fā)明100多年以來,主要制造商在座椅上的努力程度不亞于發(fā)動機。
事實上,人們通常不知道如何選擇座位。只要其他配置A和空 A合適,他們還是會決定買單,而后者很大程度上決定了中國消費者的購車選擇。但座椅其實是與駕乘關系最大的部件,所以你必須考慮座椅的形狀、包裹性、座墊的長度、座椅填充物的柔軟度和硬度,甚至是否是皮革制成的,皮革是否有通風和加熱效果的穿孔等等。但這些絕對不夠。通過應通用汽車的邀請拆解奧斯卡座椅,我們可以親眼看到背后的東西,以及有多少內容值得探索。
★奧斯卡是什么?
我們常說這輛車的座椅柔軟舒適,那輛車的座椅有主動安全頭枕,其他車的座椅會磕DD等等。那么,在舒適度的問題上,除了我們的臀部和背部之外,有沒有一套標準可以作為判斷的依據呢?當然,這是“奧斯卡”,不是奧斯卡得主,而是用來最大程度滿足各種尺寸消費者需求的“舒適尺寸標注系統(tǒng)”。
Oscar起源于20世紀(查成交價|參配|優(yōu)惠政策)40年代中期的一款名為Oscar x8e ball的機型,當時一家名為northrop的飛機制造公司用它來測試彈射座椅等方面。后來通用汽車用類似的工具優(yōu)化了車內空房間和舒適性測試,并于1961年注冊了專利,簡稱Oscar。目前,Oscar是通用汽車的重要專利技術,也是美國聯(lián)邦汽車安全標準的必要設計要求。
我知道這樣理解奧斯卡很難,因為這是一個既“現實”又“抽象”的概念。我們說的是現實,就是在做標定的時候,工程師可以用一個Oscar 3D人形仿真工具來模擬真人的乘坐狀態(tài),可以模擬不同人體的H點與設計原點R點之間的相對位移,從而設計出舒適的座椅和合理的汽車乘坐空房間。
抽象的是,這個模擬工具由鐵、塑料、鋁三種材料制成,包含18個可活動的部分,可以充分模擬人體各個關節(jié)部位的運動范圍。除了前面提到的H點,其他可移動部件的參數也是非常嚴格的商業(yè)機密,不同級別的產品有不同的設置,真的太復雜了,廠家自然不會告訴我們,所以只能給大家看一些國際統(tǒng)一的標準基值。
乘客座椅的設計要求主要是滿足乘客乘坐時的舒適性,而對于駕駛員座椅來說,不僅要滿足舒適的乘坐姿勢,還要為駕駛員的操作提供輕便安全的條件。一般認為所有符合生理要求的坐姿都是最舒適的,為了更好地理解這一生理要求,通過合理模擬人的表情來測試和測量座椅的幾何參數,從而制作出奧斯卡三維人體模型。
除了舒適性之外,Oscar校準還會關注一些與座椅結構安全性相關的設計,比如座椅結構中高強度鋼的應用、座椅結構的安全性設計、安全帶預警系統(tǒng)的設計等等。雖然世界各地的汽車廠商在這方面都有自己獨特的想法,我們會在未來有機會的時候一一介紹,但作為一個開始,我們決定從通用汽車開始。
●座椅研究中的H點和R點
從以上內容,細心的朋友可能已經注意到了H點和R點。在這里,我們將與您簡要分享這兩點的定義,但我們不會為您重復更深層次的內容。
1/H點是什么?
H點是三維人體模型的軀干線與大腿髖關節(jié)中心的鉸鏈交點,具體顯示在人體模型的側視圖中。也可稱為人體模型軀干線與大腿髖關節(jié)中心軸在垂直面上的交點。簡而言之,它是人體模型的參考點集,稱為H點。這一點主要用來衡量駕駛員的位置適宜性,然后是車內乘客。
注:R點實際上并不位于座椅中心,但幾乎與H點重合。這個數字只是為了方便。
2/R點是什么?
r點為“座椅基準點”或“座椅基準點”,是產品制造商在設計過程中為座椅設定的基準點或最坐標點。對于座椅,R點用于根據廠家制作的座椅的各種調節(jié)方式,確定車輛處于正常駕駛位置或乘客坐姿時,模擬人體的軀干線與大腿之間的鉸鏈交點H跨越按鍵中心的位置。
一句話:R點為標準值,H點為實際值。
3/H點和r點的相對位置
H點與R點的相對位置是利用三維H點人體模型的三個相互垂直的平面坐標,測量制造商提供的設計座椅的R點坐標。根據聯(lián)合國議定書《關于批準車輛保護車輛駕駛員和乘客的統(tǒng)一規(guī)定》提供的信息,在測量座椅時,當三維人體模型H點的坐標位于水平邊為30毫米、垂直邊為20毫米的縱向時,該矩形對角線的交點即為座椅的實際R點。
理想的座椅是座椅R店與3D人體模型之間測得的H點重疊,這是很難實現的。當實際測量的座椅靠背角度與設計值相差不大于3°時,我們認為座椅R點與3D人體模型H點的相對位置以及座椅靠背角度的設計值與實際值之間的關系良好合理。
觸面/內襯拆解分析◆接觸面/內襯拆卸分析:奧斯卡更注重外形。
這一切是為了什么?自然就引出了本文的內容——座椅拆解,對象就是最近特別火爆的雪佛蘭新一代中型車邁銳寶。使用通用Epsilon II平臺后,邁銳寶并沒有丟棄美系品牌的傳統(tǒng)優(yōu)勢,而是通過自身的一些特點傳承了這一優(yōu)勢,類似于肌肉車的外觀,座椅的寬敞舒適是另一點。
根據廠家的配置列表,我們可以先看看邁銳寶座椅的基本功能。嗯,有四向電動調節(jié)、氣動腰部支撐、主動安全頭枕和側氣囊,但唯一缺的就是座椅通風功能?;旧线@個座椅已經涵蓋了20萬元家用車座椅的大部分功能,所以這個拆解還是很有代表性的。
作為最開始接觸乘客的座椅皮革,大部分廠家都采用了皮革與皮革的結合,這款座椅也不例外。我們經常接觸到的地方都是采用柔軟的北美進口一層牛皮,其中臀部和背部的中央區(qū)域特別粗糙。這種處理不同于跑車上的Alcantara材質,如此極端,難以呵護。通過打磨皮革表面的圖案,可以適當提高摩擦力,同時保證皮革材料的光澤度和易護理特性,滿足家庭的需求。
周圍的皮革采用了更傳統(tǒng)的技術,保證了柔軟度,更容易與內襯海綿一起塑造座椅。其他位置,邁銳寶延續(xù)國際慣例,采用人造革覆蓋座椅。除了國際公認的節(jié)約環(huán)境理念外,一流的人造革沒有異味,不易開裂,還能起到一定的塑形作用,這與傳統(tǒng)認知中的皮革材料有很大區(qū)別。
海綿襯里也叫泡沫填充物。還記得奧斯卡最重要的角色嗎?沒錯。對于大多數車主來說,為他們打造舒適的座椅,關鍵點在于這個填充物。需要注意的是,麥睿寶的這款奧斯卡座椅已經由泛亞設計公司進行了本土化改進,是專門為龐大的中國市場設計的。
根據Oscar校準系統(tǒng)4600個壓力傳感點的數據可以看出,人體的壓力值在不同的區(qū)域是不同的。針對這種差異,座椅設計團隊設計了座椅發(fā)泡不同區(qū)域的形狀、密度和硬度。其中,造型自然需要符合當地人的體型,以及騎行接觸面的曲線等。該材料的座墊和側支撐部分使用了兩種不同密度的填充物,臀部和背部直接接觸乘客的表面被另一種柔軟的發(fā)泡材料覆蓋。
可能有人會想,為什么汽車座椅的“海綿”能堅持多年不變形?原因很簡單。無論是軟質泡沫材料還是硬質泡沫材料,現在廠家在PU材料的選擇上都采用滯后損失值較小的那種。一般來說是回彈性能比較好的那種。長時間使用后,不會造成老爺車才有的座椅塌陷現象。這是材料科學的進步,奧斯卡用自己的可靠數據與之匹配,打造出同價位最舒適的座椅之一。
問與答。a:為什么不建議普通消費者在裝修店包皮革時填充泡沫材料定型?
由于不同廠家座椅所使用的泡沫材料在設計上均有舒適性、環(huán)保性、滯后損失值、氣候濕度等因素的可靠數據支撐,自填充泡沫海綿消費者無法確認其質量是否達標,初期可能會提高乘坐舒適性或部分零部件的支撐性,但時間長了,材料老化不均勻可能會導致座椅變形塌陷等癥狀。
座椅結構/骨架拆解分析◆結構/骨架拆解分析:安全是奧斯卡骨架結構的第一要素。
座椅和車身通過鋼制滑軌連接,所以在結構/骨架拆卸部分,我們從底部位置開始。Oscar座椅調節(jié)范圍大,前排座椅可調節(jié)270mm,高度可調節(jié)65mm。座椅與上滑軌之間采用激光焊接技術,后排座椅板之間也采用激光焊接,可以更好的控制焊接精度和強度。
在座椅的調角器和滑道最容易產生應力開裂的關鍵點,這款座椅采用了高強度鋼,其中滑道上部材料強度達到800MPa ,調角器材料強度達到700MPa。這個奧斯卡安全標準中極其重要的數據,幾乎等于早上車身的高強度鋼標準,這對于汽車座椅來說是一個極好的表現。
座椅還配備了安全帶二次預緊系統(tǒng),在緊急情況下可以更快地將人束縛在座椅上,從而為人們提供更全面的保護。座椅骨架上部采用“上梁板結構”,這也是目前公認的安全強度高的主流座椅結構。與部分車型早上采用的“筒狀結構”相比,這種籠式結構在發(fā)生碰撞時不易斷裂,橫向剛性也比后者強很多,可以有效保護車內乘員的安全。為了防止材料因潮濕而生銹,內部骨架專門涂了電泳漆,可以起到防腐的作用。
除了基本結構,更寬的靠背位置也有利于安全。當發(fā)生追尾時,座椅較寬的靠背會使靠背和人的頭部一起回退,不會有很大的相對位移。同時,四向主動安全頭枕可以向前移動約30毫米的距離,這是通過頭枕內的鋼絲與座椅后方的觸發(fā)機構配合完成的,最大限度地減少了追尾時甩頭動作對頭部的傷害。
此外,奧斯卡座椅在乘員臀部和腰部支撐的位置設計了大面積的鋼絲結構,但這并不罕見,大多數同級別車型都是如此。高檔車上常見的氣動腰部支撐是一大看點。內部有兩個充氣氣囊,每個氣囊分為三部分,沒有任何硬點,舒適性高,可調范圍大。
相比之下,機械式腰部支撐的工作原理是支撐部件在電機減速器的作用下側向拱起變形,通過位移進行調節(jié)。其優(yōu)點是結構緊湊,通用性強,缺點是自然舒適性差,可調范圍限制大。當然,它的成本比氣動腰部支撐低得多。
編輯摘要:
拆解之后,大家還會認為座椅只是看起來那么簡單嗎?本文中的座椅仍由著名座椅配套廠商延鋒約翰遜生產。經過奧斯卡評分系統(tǒng)改進后,更能滿足中國消費者的舒適需求。其實好的座椅可以給車主帶來更好的乘坐舒適性,無論是城市擁堵還是長途駕駛,都可以有效降低疲勞程度,這在選車時往往會被忽視。所以,下次選車之前,不妨先暫時拋開對配置和空房間的要求,親自體驗一下與自己生活最息息相關的座椅。
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