汽車座椅系統是汽車內飾中重要的零部件之一,可以支撐乘客坐姿,定位乘客,使乘客能夠舒適有效的控制車輛,座椅系統能夠保護乘客,提供駕乘舒適性,防止乘客無意識的滑移,事故發生時阻止乘客移動。 通常情況下,汽車座椅由骨架,泡沫,面套,頭枕,塑料件組成,在基本的座椅功能基礎上,可以增加加熱,通風,按摩,腿托等擴展功能。 前排座椅通常是單人座椅,根據可調節的方向,通常有4向,6向,8向甚至更復雜的座椅功能配置,根據驅動方式,又分為手動,電動座椅等。 后排座椅座框通常是一體結構,有些與車身一體。靠背結構分為5-5分,4-6分,4-2-4分結構,常見的有管式結構,管板結構,板板結構。 客車座椅通常只有靠背角度可調,外側座椅的橫向移動可調,當然,很多定制化的車型,座椅配置也可以更加豐富。 乘用車汽車座椅規范依據GB 15083,GB 14167等,客車座椅骨架規范依據GB 13057等執行,除了國標的強制性規范外,很多主機廠都有系統的座椅標準,比如福特的SDS,日產的NDS等,針對不同的主機廠,開發的要求也是不盡相同。 座椅結構 乘用車座椅運動示意 隨著國家對環保要求越來越高,《節能與新能源汽車技術路線圖》的發布,汽車輕量化成為高度關注的發展方向。輕量化汽車座椅骨架也勢在必行。 鎂合金密度小,比強度高,消震性好,應用到汽車座椅,減重優勢明顯,鎂合金結構設計靈活,可滿足不同的客戶的產品要求。 鎂合金應用在座椅骨架有效減輕骨架重量,有良好的強度和剛度,耐疲勞性好,集成化設計有利于減少加工過程,可以減少加工過程對環境的重復污染。 在輕量化的大趨勢下,座椅的輕量化工程師也在尋找可以減輕整椅重量的方法和材料,座椅骨架占整椅重量的絕對比重,所以減輕骨架重量是減輕座椅重量的有效方式。 鎂合金作為最輕的結構材料,也受到了客戶格外的興趣。 鎂合金應在乘用車的前后排,公交車座椅,大巴車及公交座椅骨架等都已展開鎂合金應用的開發研究。 在歐洲,阿爾法·羅密歐已開發鎂合金座椅骨架,用于減重和改善座椅的抗沖擊性,使用鎂合金壓鑄成型座椅靠背,戴姆勒·克萊斯勒在其500 SEL Roadster上應用鎂合金壓鑄座椅靠背和座框,Chevrolet Corvette C7,Hyundai Azera,Genesis coupe/Sedan已經在應用鎂合金作為座椅的框架。 國內的鎂合金座椅框架研究也陸續在展開,延鋒安道拓,佛吉亞等座椅公司都已經取得了一些研究成果,并且開始在項目中批量應用。 阿爾法·羅密歐座椅 DC 500 SEL Roadster座椅 Hyundai Genesis coupe座椅 壓鑄鎂合金零件應用在前排座椅骨架,主要是將靠背和座框集成化設計。 靠背的集成化設計是將鋼制座椅靠背的上橫版,下橫版,左壁板,右壁板的沖壓及焊接總成件集成為一個壓鑄鎂合金零件,座框的集成化設計是將座框左壁板,右壁板,前座盆集成化設計,不僅減輕了產品的重量,而且減少了制造過程。 座椅靠背,座框(鋼材) 座椅靠背,座框(鎂合金) 鎂合金靠背相比鋼材靠背減重1.068Kg,減重比47.7%,鎂合金座框相比鋼材靠背減重1.077Kg,減重比44.2%。 除了常規乘用車的鎂合金座椅骨架之外,為滿足新能源汽車及低速電動的發展要求,市場也需求輕量化和薄型化得座椅骨架得研發。 低速電動車座椅骨架 薄型化座椅骨架 鎂合金在乘用車后排座椅中的應用已經有一些實例,Ford_Explorer第三排座椅靠背就應用了壓鑄鎂合金零部件。 對于鎂合金的后排座椅骨架,國內還處于研究探索階段,基本沒有量產的產品。除了壓鑄的座椅零件設計之外,也有用鎂合金擠壓管設計的鎂合金后排座椅骨架的研究。 Ford_Explorer鎂合金靠背 鎂合金壓鑄后排座椅骨架概念方案 鎂合金擠壓后排座椅骨架概念方案 除了座椅骨架之外,還有座椅的支撐支架也用鎂合金零部件代替以前的鋼制框架,既可以滿足座椅的高度提升需求,零部件減重51%,同時提升了座椅的模態,座椅舒適性也相應提升。 某項目座椅支撐支架
鎂合金在大巴車上和公交車上的應用研究也越來越多,近兩年來,客車主機廠及座椅廠家對鎂合金應用在也是格外關注,類似的研究開發也是越來越多,但受制于成本和風險控制的影響,只有極少的應用,大部分都停留在研究階段。 從目前的研究數據來看,大巴車的座椅骨架應用鎂合金材料,每組座椅可實現7.5Kg左右的減重,減重比43%左右,如果按37座的大巴車計算,每臺車可實現減重138Kg。 鎂合金在公交車座椅骨架上的應用,每組座椅可實現減重4.5Kg,減重比38.5%左右。 某公交座椅骨架 大巴車座椅骨架概念方案 鎂合金應用在座椅骨架上,可以減輕整椅的重量,剛度好,提升產品模態,具有良好減震性能,耐久性、高低溫循環性能也已經被驗證通過,但是鎂合金的一些不可忽視的問題也不能輕視,鎂合金和異種金屬材料接觸的電位腐蝕問題,鎂合金材料強度和延伸率低,可選用的材料牌號很少,材料呈脆性,變形量小,產品成本高,基礎研究的資料缺失等問題都是制約鎂合金應用發展的短板。 從近些年,國家倡導節能減排,汽車輕量化呼聲高漲,鎂合金以其出眾的優勢得到了大家的廣泛關注,2018輕量化材料發展路線圖中也明確指出2030年中國單車鎂合金達到45Kg,要比目前的單車用量提升約3倍。 鎂合金材料作為輕量化的一種,要在超高強鋼,復合材料,鋁合金,炭纖維等都具有一定潛在應用的材料中脫穎而出,新材料的研究和應用,工藝穩定性控制,表面處理技術,連接技術都需要有所突破,適度且穩健的產品創新和工藝革新,加工方法與設備的能力提升,優化制造加工過程和成本控制都是對鎂合金行業從業者的挑戰。 相信在高校研究工作者和產業應用者共同的努力下,鎂合金材料和產品技術會在一定時間取得一定突破,實現成本降低,在輕量化材料的競爭中取得應屬于鎂合金當仁不讓的應用范疇。 聲明:以上所有內容源自各大平臺,版權歸原作者所有,我們對原創作者表示感謝,文章內容僅用來交流信息所用,僅供讀者作為參考,一切解釋權歸鎂途公司所有,如有侵犯您的原創版權請告知,經核實我們會盡快刪除相關內容。 鳴謝:鎂途公司及所有員工誠摯感謝各位朋友對鎂途網站的關注和關心,同時,也誠摯歡迎廣大同仁到網站發帖、投稿,宣傳您的企業、觀點及鎂人鎂事。 |
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