Сиденье автомобиля
Сиденье современного автомобиля представляет собой сложную техническую систему, призванную обеспечить комфорт и безопасность водителя и пассажиров. Конструкция сидений постоянно совершенствуется.
Основными конструктивными элементами автомобильного сидения являются рама, подушка и спинка.
Рама служит основой сидения. Она изготавливается из высокопрочной стали. Предусматривается продольное перемещение рамы сидения по специальным направляющим. Перемещение может осуществляться вручную или с использованием электрического привода. На раме размещается подушка и спинка сидения.
Подушка сидения имеет специальную форму, которая предупреждает проскальзывание человека под ремни безопасности при резком торможении. С подушкой шарнирно соединена спинка сидения. Спинка может быть как цельная, так и составная. Высота спинки пропорциональна размерам среднестатистического человека, чем достигается лучшая опора для плеч. На подушке и спинке имеются боковые валики, обеспечивающие плотную посадку человека.
Подушка и спинка сидения имеют слоеную структуру. На раме размещаются пружины, которые покрывает вспененный наполнитель – пенополиуретан. Сверху сидение покрывает обивка. В качестве обивки используются различные материалы: ткань (обивочная, велюр и др.), искусственная кожа (винил, алькантара и др.), натуральная кожа.
Обивка сидения выполнятся как из однородных материалов, так и комбинированных (различные ткани, ткань — натуральная кожа, алькантара – натуральная кожа и др.). Большинство сидений изготавливается из прочной недорогой обивочной ткани.
Сиденье автомобиля может иметь различные регулировки положения:
- продольное перемещение;
- вертикальное перемещение;
- угол наклона спинки;
- угол наклона верхней части спинки (для составных спинок);
- угол подъема подушки;
- вылет подушки;
- высота и вылет поясничной поддержки;
- величина боковой поддержки;
- складывание сидений (в т.ч. сидения переднего пассажира).
Регулировки положения сидений могут иметь механический, электрический, пневматический или комбинированный (например, пневмоэлектрический) привод. Механические регулировки производятся с помощью рычага или регулировочного колеса, электрические (пневматические) с помощью переключателя.
На некоторых автомобильных сидениях предусмотрена функция сохранения изменений регулировок (т.н. сидение с памятью). Сохраненные регулировки можно использовать впоследствии путем нажатия соответствующего переключателя или дистанционно. Функция позволяет нескольким водителям (обычно двум) хранить свои параметры сидения. Память регулировки сидений сохраняется, как правило, вместе с настройками наружных зеркал заднего вида и положения рулевого колеса.
Поясничная поддержка сидений призвана уменьшить нагрузку на мышцы спины при движении. Поясничная поддержка представляет собой валик, расположенный в спинке сидения. Валик может перемещаться по высоте и в продольном направлении.
Впереди планеты всей в плане конструкции автомобильных сидений находится Mercedes-Benz. Его современные мультиконтурные сидения оборудованы регулируемыми воздушными камерами, что позволяет адаптировать параметры сидения в соответствии с индивидуальными анатомическими особенностями человека и его требованиями к комфорту.
Воздушные камеры располагаются под обивкой сидения и включают боковые валики в подушке сидения, поясничную поддержку, боковые валики в спинке сидения, плечевую поддержку. Регулировка степени наполнения воздушных камер производится с помощью пьезоклапанов, включенных в пневматическую систему. Пьезоклапаны также интегрированы в систему превентивной безопасности Pre-Safe, которая самостоятельно надувает боковые валики сидения в качестве меры защиты при вероятной аварии.
В мултиконтурных сидениях предусмотрена регулировка степени боковой поддержки при повороте. В зависимости от угла поворота рулевого колеса, поперечного ускорения и скорости автомобиля пьезоклапаны воздушных камер регулируют давление и объем воздуха в соответствующих воздушных камерах, тем самым достигается лучшая боковая поддержка седока.
На автомобильное сидение могут устанавливаться дополнительные конструктивные элементы, обеспечивающие седокам больший комфорт и безопасность: подголовник, подлокотник, система подогрева, система вентиляции, массажная система.
Перечень дополнительного оборудования сидения может существенно отличаться в зависимости от класса и модели конкретного автомобиля. Наблюдается устойчивая тенденция оборудования дополнительными функциями сидений бюджетных автомобилей.
Подголовник является конструктивным элементом сидения с 1959 года. В настоящее время подголовник является обязательным элементом оборудования передних сидений автомобиля, а также большинства задних сидений. Подголовник располагается на спинке сидения позади головы человека. Предусматривается обязательная регулировка подголовника по высоте. На некоторых автомобилях регулируется угол наклона подголовника.
Подголовник включен в систему пассивной безопасности, т.к. помимо комфорта обеспечивает защиту от плетевых травм позвоночника при наезде на автомобиль сзади. Наиболее совершенную конструкцию имеет активный подголовник, который приближается к голове при ударе.
Подлокотник представляет собой подставку для отдыха руки. В передней части автомобиля в базовой комплектации или в качестве опции устанавливается центральный подлокотник. На ряде внедорожников и микроавтобусов центральный подлокотник прикреплен к каждому из сидений. Центральный подлокотник закрывает отсек для хранения вещей. В качестве второго подлокотника выступает специальный внутренний упор двери автомобиля.
Задний подлокотник устанавливается (откидывается) между сидениями на место центрального сидения. В подлокотнике может быть выполнен бокс для хранения вещей, места для установки стаканов. На автомобилях представительского класса задний подлокотник, как правило, стационарный. Такой подлокотник оборудуется пультом управления сидениями и другими системами автомобиля (климат-контролем, аудиосистемой, видеосистемой, телефоном и др.).
С 1966 года сиденья автомобиля оборудуются системой подогрева, которая представляет собой нагревательный элемент, встроенный под обивку. При прохождении тока через нагревательный элемент электрическая энергия превращается в тепло. Подогреватель сидения активируется переключателем. Система подогрева сидений имеет несколько фиксированных параметров нагрева (сильный, средний, слабый).
Система вентиляции сидений сравнительно новой устройство (с 1997 года), предлагаемое в качестве опции на автомобили бизнес и представительского класса. Система объединяет осевые вентиляторы, вмонтированные в спинку и подушку сидения (как правило, два в спинке, два в подушке, но может быть и больше).
Вентиляторы закачивают прохладный воздух прохладный воздух с уровня пола и равномерно распределяют его через воздухопроницаемый слой под обивкой сидения. Вентиляция сидений имеет несколько режимов работы. С целью предотвращения избыточного охлаждения вентиляция сидений может работать совместно с системой подогрева, т.н. активная вентиляция сидений.
Массажная система стимулирует мышцы спины, улучшает циркуляцию крови и тем самым, помогает предотвратить раннюю усталость. Конструкция системы включает несколько электромеханических массажных точек, оптимально распределенных по спине, плечам и пояснице. Система предусматривает несколько уровней интенсивности массажа и управляется как в автоматическом, так и в ручном режиме.
Иную конструкцию имеет массажная система сидений автомобилей Mercedes-Benz. Массаж спины производят отдельные воздушные камеры под обивкой сидения. Поочередное заполнение и освобождение камер от воздуха создает пульсирующее движение по всей спине.
Источник статьи: http://systemsauto.ru/carring/car_seat.html
Устройство автомобильных сидений
В современном автомобиле сиденье представляет собой достаточно сложную техническую систему. Все делается для того, чтобы обеспечить комфорт и безопасность для пассажиров и водителя, не повышая при этом стоимость конструкции. Форма элементов сидений и материалы, из которых эти элементы изготовлены, могут различаться. В то же время, схема конструкции не меняется последние 20-30 лет.
Автомобильное сиденье состоит из нескольких основных элементов: каркаса, плоских пружин и подушек из пористого материала. В качестве наполнителя для подушек обычно используется поролон, хотя более современным решением является применение пористой резины. Каркас часто изготовляют из стальных труб, но здесь тоже возможны варианты (стеклопластик, алюминий и т.д.). Рассмотрим основные направления по улучшению конструкции автомобильных сидений.
Инновации
Оказывается, плоские стальные пружины можно заменить упругими лентами. В этом случае мы получаем меньшую нагрузку на пористый материал. Ленты, заменяющие собой пружины, изготовляют из специальной резины или из резиноткани. Второй вариант, кстати, является наиболее современным. Основание сиденья можно вообще сделать жестким, установив снизу прессованную стальную раму. Но в легковом авто такое сиденье обязательно должно быть подрессорено, то есть установлено на рессоры.
Применение пористой резины позволяет изготовить подушку сиденья, которая будет опираться на стальные прутья, а не на упругие элементы. Такое сиденье не скрипит, а вся конструкция получается очень долговечной. Все же, наиболее доступным материалом остается поролон, поэтому большинство производителей продолжают использовать именно его.
Перспективы развития
Не исключено, что в будущем появятся «умные» сиденья, форма которых будет подстраиваться под фигуру пассажира. Но создание таких сидений не подразумевает использование сотен механических деталей и десятков регулируемых элементов. Главным образом возможности конструкции будут основаны на применении «пневмокарманов»: полость, оснащенная каркасом, может заполняться воздухом под давлением.
Источник статьи: http://autozam.ru/ustroystvo-avtomobilya/ustroystvo-avtomobilnich-sideniy.html
Детально разбираемся в автомобильных сиденьях
Наряду с рулём кресла являются основным каналом тактильной связи с автомобилем. Это и важный элемент дизайна. Существенна их роль в восприятии многих потребительских свойств машины.
Сиденья ― наверное, самая недооценённая часть автомобиля. Мы любим удобно расположиться, но плохо представляем, как они устроены. Знали бы хорошо, вряд ли использовали такие примитивные жаргонизмы, как «мебель» или «стулья». Под непрозрачной обивкой подчас скрыта сложнейшая конструкция, инженерный и технологический шедевр. Поскольку это весьма дорогой и тяжёлый элемент автомобиля, в конструировании и производстве ему уделяется гораздо больше внимания, чем в рекламе или отчёте о журналистском тест-драйве.
Посадочные места, занимающие значительную часть интерьера, крайне важны для дизайнеров. А для водителя кресло ― основной канал физической связи с автомобилем: с ним соприкасается треть поверхности тела. Европейские исследования показывают, что за свою жизнь среднестатистический автолюбитель проводит в машине около 22 тысяч часов. И хотя сегодня совсем уж плохие сиденья встречаются нечасто, около 75% водителей в той или иной степени жалуются на проблемы со спиной. Плюс боли в шее, затруднения кровообращения, преждевременная усталость… Вызванная ей потеря концентрации ― причина трети серьёзных ДТП в Европе. А вы говорите «стулья».
Хотя начиналось всё именно с мебельных технологий. Самобеглые повозки до начала ХХ века оснащались пружинными сиденьями а-ля бабушкин диван: набор витых металлических пружин обтягивался кожей с небольшим мягким подбоем. С 1900-х годов совершенствовали именно эту прослойку, применяя натуральные волокна от шерсти животных до кокосовых нитей, в том числе прорезиненных. В 1930-х появилась пена, сначала латексная. Она удешевила сиденья по сравнению с пружинными. С 1960-ми в автопром пришёл ещё более доступный вспененный полиуретан с различными производными.
Ещё 30 лет назад считалось, что лучшие автомобильные сиденья сочетают пружинный каркас и формованную оболочку из пены, однако экономические соображения свели на нет «диванные» конструкции к началу 1990-х. Пружины в креслах остались и сейчас, но упростились до S-образной проволоки, в качестве ненавязчивой опоры для пены.
Основой в любом случае служит каркас из металла или композитов. Его прочность в последние десятилетия многократно выросла ― прежде всего из-за ужесточения требований пассивной безопасности. К сиденьям теперь крепятся как минимум замки ремней, а то и надувные подушки, да и сами кресла положено испытывать на прочность по самым разным параметрам. Эти нормы, как и развитие научного подхода к проектированию штатных сидений почти убили рынок тюнинговых. Даже начинавшая с них известнейшая компания Recaro уже около десяти лет не производит гражданские автокресла сама, лишь «торгуя именем» на сторону.
Профессионально оценивать сиденья принято дважды. Первичное восприятие ― статическое, в течение буквально первых 10–15 секунд после того, как ты оказался в кресле, будто покупатель в автосалоне. Не мешает ли оно процессу посадки? Насколько жёсткое? Не теснит ли? Хорошо ли держит? А главное ― как распределены реактивные силы от давления человеческого тела на обивку. Говоря по-простому, каков тот самый часто упоминаемый нами в тестах исходный рельеф или «профиль» сиденья.
Затем в ходе поездки длиной не менее часа-двух составляется представление о динамическом комфорте. Ко всем перечисленным факторам ― а их восприятие в движении может измениться ― добавляется то, как сиденье гасит широкий спектр колебаний. Ведь за плавность хода в автомобиле отвечает не только подвеска, а триумвират шин, шасси и кресел.
С научной точки зрения это означает, что каркас, упругие элементы, пена вместе и по отдельности должны избегать резонансов в самой неприятной области частот от четырёх до восьми герц. Резонансы на частотах от 0,1 до 0,6 Гц вызывают укачивание ― помните убаюкивающий задний диван дедушкиной Волги? Отказ от каркасов на витых пружинах существенно облегчил жизнь людям со слабым вестибулярным аппаратом. Частоты собственных колебаний современных сидений много выше. Нельзя их делать и слишком жёсткими, чтобы не передавали вибрации.
Как сделать идеальное сиденье? Научные исследования этой темы начались только в 1940-х, и прошло два-три десятилетия, прежде чем результаты заметно сказались на серийной продукции, причём не повсеместно. Зато сейчас недостатка в данных нет, и по наитию или методом тыка никто вроде бы не работает. Многочисленные исследования даже порой противоречат друг другу. В том числе в самом важном — как должна распределяться нагрузка от тела по сиденью.
Меньшинство учёных считают, что достаточно сделать кресло равномерно мягким, как, например, в старых французских машинах. Большинство — что жёсткость должна варьироваться, поскольку разные части тела неодинаково переносят нагрузку. Можно снизить давление на уязвимые ткани, сделав сиденье плотнее в местах контакта с наиболее выносливыми частями тела. Это ягодицы под так называемыми седалищными буграми и область поясницы на спине.
Угол между подушкой и спинкой подбирается так, чтобы человек не «сползал» по подушке, потому что тогда к напряжению от сдавливания в нижней части тела добавится и сдвиг тканей. При этом седоки должны иметь возможность в дальней дороге сменить позу без существенного изменения карты давлений. В самой удобной для человека позе каждый из суставов находится примерно в середине его диапазона поворота. Все расчёты ведутся относительно центра тазобедренного сустава, так называемой точки Н (от hip-point, но некоторые инженеры используют индекс R).
Источник статьи: http://www.drive.ru/technic/5ed0dcc6ec05c4ac13000157.html