صندلیهای خودرو را میتوان از کمتوجهترین اجزای هر خودرو دانست. ما به اسببخار، مصرف سوخت و سیستمهای اطلاعات و سرگرمی اهمیت میدهیم، اما اغلب به چیزی که هزاران ساعت از عمرمان را در آن سپری میکنیم، کمتر فکر میکنیم. اگر رانندگان بهراستی از مهندسی صندلی آگاه بودند، واژههایی مانند «صندلی» یا «مبلمان» کاملاً ناکافی به نظر میرسیدند. در زیر روکش آن، یکی از پیچیدهترین تلاقیهای طراحی، بیومکانیک، علم مواد و مهندسی ایمنی در کل خودرو نهفته است.
چرا صندلیهای خودرو مهمتر از آن چیزی هستند که فکر میکنید
صندلیها بخش قابل توجهی از فضای داخلی را اشغال میکنند و برای طراحان و کاربران روزانه از اهمیت حیاتی برخوردارند. برای راننده، صندلی کانال اصلی ارتباط فیزیکی با خودرو است: در هر لحظه، تقریباً یکسوم سطح بدن در تماس مستقیم با آن است.
به این آمار توجه کنید:
- راننده متوسط اروپایی در طول عمر خود تقریباً ۲۲٬۰۰۰ ساعت در خودرو سپری میکند.
- علیرغم بهبودهای چشمگیر در کیفیت صندلی، حدود ۷۵٪ از رانندگان از درجاتی از کمردرد مرتبط با رانندگی شکایت دارند.
- از دیگر شکایات رایج میتوان به گردندرد، اختلال در گردش خون و خستگی زودرس اشاره کرد.
- از دست دادن تمرکز ناشی از خستگی مسئول یکسوم از تصادفات جدی جادهای در اروپا است.
از آنجا که صندلی خودرو هم سنگین و هم گرانقیمت است، در مهندسی و تولید بسیار بیشتر از آنچه در تبلیغات یا نقد رسانهها دیده میشود، مورد توجه قرار میگیرد. با این حال، تأثیر آن بر سلامت و ایمنی شما بسیار زیاد است.
مروری کوتاه بر تاریخچه طراحی صندلی خودرو
صندلیهای مدرن خودرو از ریشههای خود در صنعت مبلسازی راه درازی پیمودهاند. در اینجا نگاهی میاندازیم به سیر تکامل این فناوری در طول بیش از یک قرن:
- اوایل دهه ۱۹۰۰: اولین کالسکههای بدون اسب از صندلیهای فنری استقراضی از مبلمان استفاده میکردند — فنرهای فلزی پیچیدهشده پوشیده با چرم و بالشتک اندک.
- ۱۹۰۰ تا ۱۹۲۰: بالشتکها با استفاده از الیاف طبیعی، از جمله موی حیوانات، نخ نارگیل و مواد لاستیکیشده بهبود یافتند.
- دهه ۱۹۳۰: فوم لاتکس ظهور کرد و تولید صندلیها را در مقایسه با طرحهای فنری بهطور قابل توجهی ارزانتر کرد.
- از دهه ۱۹۶۰ به بعد: فوم پلیاورتان — مقرونبهصرفهتر و انعطافپذیرتر — به استاندارد صنعت تبدیل شد و تا به امروز نیز بهطور گستردهای مورد استفاده قرار میگیرد.
- تا اوایل دهه ۱۹۹۰: ملاحظات اقتصادی به پایان طراحی کلاسیک «کاناپهای» که چارچوب فنری و پوسته فوم قالبریزیشده را ترکیب میکرد، منجر شد. فنرها هنوز وجود دارند اما به یک سیم ساده Sشکل بهعنوان عنصر حمایتی غیرفعال تقلیل یافتهاند.
آناتومی یک صندلی مدرن خودرو
در هسته خود، هر صندلی مدرن خودرو بر پایه یک چارچوب سازهای از فلز یا مواد مرکب ساخته شده است. استحکام این چارچوبها در دهههای اخیر بهطور چشمگیری افزایش یافته که توسط مقررات ایمنی غیرفعال روزافزون سختگیرانه هدایت شده است. امروزه، صندلیها باید استانداردهای دقیقی را رعایت کنند، از جمله:
- یکپارچهسازی لنگرگاههای کمربند ایمنی و در بسیاری از موارد، کیسههای هوای جانبی.
- آزمون استحکام در طیف گستردهای از پارامترهای ضربه.
- انطباق با استانداردهای ایمنی غیرفعال که بهطور مؤثری ساخت صندلی را در میان سازندگان استانداردسازی کرده است.
این الزامات سختگیرانه پیامد ناخواستهای داشتهاند: بازار خردهفروشی صندلیهای تنظیمشده یا سفارشی در خودروهای معمولی جادهای را تقریباً از بین بردهاند. حتی برند افسانهای ریکارو، که شهرت خود را بر صندلیهای ورزشی بنا کرده بود، تقریباً یک دهه پیش تولید صندلیهای خودروی غیرنظامی را متوقف کرد و به جای آن، نام تجاری خود را به تولیدکنندگان شخص ثالث واگذار کرد.
چگونگی ارزیابی حرفهای صندلیهای خودرو
آسایش صندلی در دو مرحله متمایز ارزیابی میشود:
- آسایش استاتیک — برداشت اولیهای که در ۱۰ تا ۱۵ ثانیه اول نشستن شکل میگیرد، درست مانند زمانی که مشتری در نمایشگاه خودرو هستید. سؤالات کلیدی عبارتند از: آیا ورود و خروج از صندلی دشوار است؟ آیا بیش از حد سفت یا نرم است؟ آیا احساس تنگی میکند؟ بدن را چقدر خوب نگه میدارد؟ و مهمتر از همه — نیروهای واکنشی ناشی از فشار بدن چگونه در سراسر سطح روکش توزیع میشوند؟ این آخرین مورد همان چیزی است که روزنامهنگاران خودرویی از آن بهعنوان «پروفیل» صندلی یاد میکنند.
- آسایش دینامیک — در طول رانندگی حداقل یک تا دو ساعته ارزیابی میشود. در حین حرکت، تمام عوامل استاتیک هنوز اعمال میشوند، اما پارامترهای اضافی نیز وارد بازی میشوند؛ مهمترین آنها توانایی صندلی در میراکردن طیف گستردهای از ارتعاشات است. کیفیت سواری یک خودرو تنها تابع سیستم تعلیق آن نیست — بلکه ترکیب سهگانهای از لاستیکها، شاسی و صندلیهاست که با هم کار میکنند.
علم پشت آسایش صندلی و ارگونومی
تحقیقات علمی جدی در زمینه طراحی صندلی تنها از دهه ۱۹۴۰ آغاز شد و دو تا سه دهه دیگر طول کشید تا این یافتهها تأثیر معناداری بر تولید انبوه داشته باشند. امروزه، دادهها فراوان هستند — هرچند همیشه سازگار نیستند. بحثبرانگیزترین سؤال همچنان این است که بار بدن چگونه باید در سطح صندلی توزیع شود.
دو مکتب فکری اصلی وجود دارد:
- نرمی یکنواخت: اقلیتی از محققان استدلال میکنند که یک سطح بهطور یکنواخت نرم — مشابه صندلیهای قدیمی خودروهای فرانسوی — برای آسایش کافی است.
- سختی متغیر: اکثریت دانشمندان از رویکرد منطقهبندیشده حمایت میکنند، جایی که چگالی صندلی متفاوت است زیرا بخشهای مختلف بدن بارهای متفاوتی را تحمل میکنند. حمایت محکمتر زیر توبروزیتههای ایسکیال (استخوانهای نشستن) و ناحیه کمری، فشار بر بافتهای نرم آسیبپذیرتر را کاهش میدهد.
سایر اصول کلیدی ارگونومیک عبارتند از:
- زاویه بین کوسن صندلی و پشتی باید از سر خوردن سرنشین به جلو جلوگیری کند، که جابجایی بافت را علاوه بر فشار فشردهسازی افزایش میدهد.
- سرنشینان باید بتوانند در طول سفرهای طولانی بدون تغییر قابل توجه در توزیع فشار، موقعیت خود را تغییر دهند.
- در موقعیت نشستن ایدهآل، هر مفصل اصلی تقریباً در وسط دامنه حرکتی خود قرار میگیرد.
- تمام محاسبات ارگونومیک نسبت به نقطه H (نقطه لگن)، یعنی مرکز مفصل لگن — بهعنوان یک مرجع جهانی در مهندسی صندلی — انجام میشود.
از دیدگاه ارتعاش، چارچوب صندلی، عناصر الاستیک و فوم باید بهطور مشترک از تشدید در محدوده فرکانسی مشکلساز ۴ تا ۸ هرتز اجتناب کنند. تشدید در محدوده پایینتر ۰.۱ تا ۰.۶ هرتز باعث بیماری حرکت میشود — همان تاب آرامشبخش آشنا برای کسانی که در صندلی عقب خودروهای بزرگ قدیمی سوار شدهاند. دور شدن از چارچوبهای فنری کویلی بهطور قابل توجهی به افراد با سیستم وستیبولار حساس کمک کرده است، زیرا فرکانسهای طبیعی صندلیهای مدرن بهطور قابل توجهی بالاتر هستند — هرچند نه آنقدر بالا که ارتعاشات جاده را بهشدت منتقل کنند.
بهطور متوسط، روکش صندلی تحت وزن بدن ۴ تا ۵ سانتیمتر فشرده میشود و در طرحهای فوقالعاده نرم تا ۸ سانتیمتر. ارتفاع صندلی — که بهعنوان موقعیت نقطه H بالای کف تعریف میشود — نقش مهمی در آسایش نشستن دارد، اما سازندگان باید طیف بسیار گستردهای از انواع بدن را در نظر بگیرند. محدوده طراحی استاندارد صنعت از پنجمین صدک زنانه (تقریباً ۱.۵۳ متر) تا نود و پنجمین صدک مردانه (تقریباً ۱.۸۷ متر) است، اما حتی با این محدوده، سازندگان فقط میتوانند حدود ۹۰٪ از مشتریان را کاملاً راضی کنند.
علاوه بر این چالش: مردم قدبلندتر میشوند. آمریکاییها و اروپاییها بهطور متوسط هر دهه تقریباً یک سانتیمتر قدبلندتر میشوند. در نتیجه، محدوده تنظیم طولی صندلی — که زمانی توسط DIN در حداقل ۱۶۰ میلیمتر استانداردسازی شده بود — اکنون اغلب به ۳۰۰ میلیمتر نزدیک میشود. تنظیم ارتفاع معمولاً ۶۰ تا ۷۰ میلیمتر کورس ارائه میدهد.
میکروکلیمای صندلی و مواد روکش
از آنجا که تقریباً یکسوم بدن با صندلی در تماس است، روکش نقش مهمی در آسایش حرارتی دارد. دمای بهینه سطح صندلی ۲۳ درجه سانتیگراد است، صرفنظر از فصل یا زمان روز. صندلیهای گرمکن از سال ۱۹۶۶ در دسترس بودهاند، زمانی که کادیلاک برای اولین بار آنها را بهعنوان یک گزینه ارائه داد — اما تبادل گرما یک فرآیند دوطرفه است. صندلی همچنین باید تقریباً ۷۵ وات بر متر مربع از انرژی حرارتی تابیدهشده توسط بدن انسان را جذب کند، به این معنی که تنفسپذیری به اندازه گرما اهمیت دارد.
در اینجا مقایسهای از مواد رایج روکش از نظر تنفسپذیری و مدیریت حرارتی آمده است:
- چرم مصنوعی (لدرت): بدترین عملکرد از نظر تنفسپذیری. گرما و رطوبت را به دام میاندازد و سفرهای طولانی را در شرایط گرم ناراحتکننده میکند.
- چرم طبیعی: کمی بهتر است — تا حدی «تنفس میکند». بافت عمیق سطح به زهکشی ریز کمک میکند. با این حال، تحت فشردهسازی، بهویژه در لایه فوم زیر آن، تقریباً غیرقابل نفوذ میشود.
- پارچه (نساجی): حتی سادهترین روکش پارچهای هر دو نوع چرم را در اتلاف گرما تحت شرایط عادی پشت سر میگذارد. این تنفسپذیرترین گزینه استاندارد است.
- چرم سوراخدار با تهویه: هنگامی که با فنهای تهویه فعال ترکیب میشود (که معمولاً با کشیدن هوا به جای فشار دادن کار میکنند)، چرم سوراخدار میتواند از نظر بهرهوری حرارتی با پارچه برابری کند یا به آن نزدیک شود. این سیستم برای اولین بار در سائاب ۹-۵ در سال ۱۹۹۷ معرفی شد.
در آینده، پمپهای گرمای کوچکی که مستقیماً در صندلیها تعبیه میشوند — که با همان اصل مبتنی بر مبرد سیستمهای تهویه مطبوع کار میکنند — انتظار میرود به گام بعدی در فناوری کنترل آبوهوای صندلی تبدیل شوند.
آینده فناوری صندلی خودرو
نوآوری در صندلی خودرو بهسرعت در حال شتاب گرفتن است، با روندهایی که در دو جهت حرکت میکنند: شخصیسازی عمیق و ادغام هوشمند با سیستمهای خودرو.
شخصیسازی و قابلیت تنظیم:
- صندلیهای قالبریزیشده سفارشی — که از مدتها پیش در موتورسپورت و دنیای خودروهای اسپورت استاندارد بودهاند — به خودروهای لوکس جادهای نیز میرسند. فراری سالهاست که خودروهای جادهای را در سه اندازه صندلی ارائه میدهد، در حالی که پورشه قالبریزی فردی را در سه سطح سختی برای نسخههای ردیابی ۹۱۱ و ۷۱۸ ارائه میکند.
- لینکلن در سال ۲۰۱۷ با صندلیهایی با ۱۵ پارامتر قابل تنظیم مستقل، از جمله کنترل جداگانه بر طول و زاویه هر تکیهگاه ران — که در آمریکا بهعنوان صندلیهای «۳۰ طرفه» به بازار عرضه شدند (هر پارامتر در دو جهت قابل تنظیم) — معیاری را برای قابلیت تنظیم بازار انبوه تعیین کرد.
- قابلیت ماساژ اکنون فراگیر شده و در خودروهایی به دسترسی فورد F-150 نیز موجود است.
فناوری صندلی هوشمند:
- حسگرهای زیستی پایه تعبیهشده در صندلیها بهزودی امکان پایش بلادرنگ ضربان قلب راننده را با هشدارهایی برای کاهش هوشیاری فراهم میکنند.
- حسگرهای پیشرفته نقشهبرداری فشار، «نقشه» تماس بدن را در سراسر روکش ردیابی میکنند؛ این قابلیت نه تنها برای بهینهسازی تنظیمات صندلی، بلکه برای کالیبراسیون سیستمهای ایمنی فعال نیز مفید است.
- همین فناوری حسفشار میتواند حتی به سیستمهای ضد سرقت بیومتریک نیز تغذیه کند — با شناسایی امضای فشار منحصربهفرد بدن راننده مجاز.
در آیندهای نه چندان دور، پیامی روی داشبورد با مضمون «توبروزیتههای ایسکیال شناسایی شدند — سفر خوبی داشته باشید» ممکن است اصلاً علمیتخیلی نباشد.
میتوانید متن اصلی را اینجا بخوانید: https://www.drive.ru/technic/5ed0dcc6ec05c4ac13000157.html
منتشر شده اوت 12, 2021 • 8 دقیقه برای مطالعه
