Содержание страницы
1. Сиденья
Сиденье современного автомобиля (рис. 1) представляет собой сложную техническую систему, призванную обеспечить комфорт и безопасность водителя и пассажиров.
Основными конструктивными элементами автомобильного сиденья являются рама, подушка и спинка.
Рама служит основой сиденья. Она изготавливается из высокопрочной стали. Предусматривается продольное перемещение рамы сиденья по специальным направляющим. Перемещение может осуществляться вручную или с использованием электрического привода. На раме размещается подушка и спинка сиденья.
Рис. 1. Сиденье автомобильное
Подушка сиденья имеет специальную форму, которая предупреждает проскальзывание человека под ремни безопасности при резком торможении. С подушкой шарнирно соединена спинка сиденья, которая может быть как цельной, так и составной. 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 сиденья имеют слоеную структуру. На раме размещаются пружины, покрытые вспененным наполнителем — пенополиуретаном. Сверху сиденье покрывает обивка. В качестве обивки используются различные материалы: ткань (обивочная, велюр и др.), искусственная кожа (винил, алькантара и др.), натуральная кожа.
Обивка сиденья выполняется как из однородных материалов, так и комбинированных (различные ткани, ткань — натуральная кожа, алькантара — натуральная кожа и др.).
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. сиденье 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 и пневматические — с помощью переключателя.
На некоторых автомобильных сиденьях предусмотрена функция сохранения изменений регулировок (так называемое сиденье с памятью. Сохраненные регулировки можно использовать впоследствии путем нажатия соответствующего переключателя или дистанционно. Функция позволяет нескольким водителям хранить свои параметры сиденья. 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 сиденья. Валик может перемещаться по высоте и в продольном направлении.
Современные мультиконтурные сиденья оборудованы регулируемыми воздушными камерами, что позволяет адаптировать параметры сиденья в соответствии с индивидуальными анатомическими особенностями человека и его требованиями к комфорту.
Воздушные камеры располагаются под обивкой сиденья и включают боковые валики в подушке и спинке сиденья, поясничную поддержку, 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 сиденья в качестве меры защиты при вероятной аварии.
В мультиконтурных сиденьях 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 водителя.
На автомобильное сиденье могут устанавливаться дополнительные конструктивные элементы, обеспечивающие седокам больший комфорт и безопасность: подголовник, подлокотник, система подогрева, система вентиляции, массажная система.
Перечень дополнительного оборудования сиденья может существенно отличаться в зависимости от класса и модели конкретного автомобиля. Наблюдается устойчивая тенденция оборудования дополнительными функциями сидений бюджетных автомобилей.
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 сиденьями на место центрального сиденья. В подлокотнике может быть выполнен бокс для хранения вещей, места для установки стаканов. В автомобилях представительского класса задний подлокотник, как правило, стационарный, оборудуется пультом управления сиденьями и другими системами автомобиля (климат-контролем, аудиосистемой, видеосистемой, телефоном и др.).
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 сиденья активируется переключателем. Система подогрева сидений имеет несколько фиксированных параметров нагрева (сильный, средний, слабый).
Система вентиляции сидений — сравнительно новое устройство, предлагаемое в качестве опции на автомобили бизнес- и представительского класса. Система объединяет осевые вентиляторы, вмонтированные в спинку и подушку сиденья (как правило, два в спинке, два в подушке, но может быть и больше).
Вентиляторы закачивают прохладный воздух с уровня пола и равномерно распределяют его через воздухопроницаемый слой под обивкой сиденья. Вентиляция сидений имеет несколько режимов работы. С целью предотвращения избыточного охлаждения вентиляция сидений может работать совместно с системой подогрева, так называемая «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.
2. Подголовники
Конструкция передних сидений рассчитана на снижение вероятности травмирования шейного отдела позвоночника. Различают активные и пассивные подголовники. В обеих системах риск травмирования шейного отдела позвоночника снижается за счет того, что уменьшается ускорение головы относительно плеча при ударе сзади.
В пассивных системах используется особая конструкция подголовников, сиденья в целом, отсутствуют подвижные детали между головой и подголовником.
Активный подголовник — это работающая по чисто механическому принципу система, которая при ударе сзади перемещает подголовник вперед к голове, чтобы сократить расстояние между головой и подголовником (рис. 31). Конструкция активного подголовника может иметь механический или электрический привод. Механический привод более простой. При аварии инерционное движение человека в сиденьи автомобиля передается через рычажный механизм к подголовнику, который перемещается к голове. Как только давление на спинку сиденья снижается, пружина возвращает подголовник в исходное положение.
Благодаря уменьшению относительного ускорения между плечами и головой существенно снижена опасность перелома шейных позвонков. При наезде на автомобиль сзади пассажир вдавливается в спинку сиденья. Эта сила передается через подушку сиденья на опорный щиток 1 в позвоночной области пассажира (см. рис. 2).
Рис. 2. Схема работы активного подголовника: а — в состоянии покоя; б — в рабочем состоянии; 1 — опорный щиток; 2 — рычажный механизм; 3 — функциональный блок
Опорный щиток через рычажный механизм 2 связан с функциональным блоком «активный подголовник» 3 в верхней части спинки сиденья. При ударе опорный щиток в позвоночной области пассажира перемещается назад, при этом подголовник автоматически перемещается вперед. Как только давление тела на спинку снижается, натяжная пружина возвращает систему в исходное положение. В качестве подголовников могут применяться специальные конструкции с определенным профилем и наполнителем (подголовники WOKS — Whiplash Optimized (Head Restraint System)). При наезде сзади эти подголовники обеспечивают защиту от хлыстовой травмы благодаря особому профилю и зонам со специальным наполнителем, которые оптимально распределяют нагрузки (рис. 3). Электрический привод предполагает наличие электронной системы управления, в которую входят блок управления, датчик удара и собственно сам механизм привода. Основу механизма составляет пиропатрон с электрическим воспламенением. Датчик удара, установленный сзади автомобиля, во время аварии подает сигнал на блок управления пассивной безопасностью, который в зависимости от силы столкновения регулирует работу привода.
Рис. 3. Подголовник WOKS
В 2000-х гг. благодаря развитию электроники инженеры научили подголовники срабатывать не только во время, но и до аварии. Как только блок управления в паре с задними датчиками распознает опасную ситуацию, электроприводы выдвигают подголовник навстречу затылку. Подобные системы есть, например, у BMW, Lexus и Mercedes-Benz. Примечательно, что в отличие от преднатяжителей ремней безопасности, польза которых не ставится под сомнение, активные подголовники пока не доказали, что они чемто лучше пассивных. Об этом красноречиво говорят испытания Euro NCAP. Более того, Volvo, которая была одним из первопроходцев, в своих последних моделях отказалась от активных подголовников, отдав предпочтение тщательному подбору материалов и правильной подгонке профиля и формы кресел, а также подголовников.