好座椅並不等於“大沙發”

説到舒服的汽車座椅，很多人首先想到的都是寬大、柔軟的“大沙發”類型，似乎這種讓人在車裏也能找到居家感覺的座椅才是最完美的。但事實上，大沙發並不具備一張舒適汽車座椅應有的三個核心要素！下面我就來帶大家瞭解下，一張真正好的汽車座椅應該是什麼樣！

在聊到汽車減震時，大家通常都只會把減震效果與避震器聯繫到一起，似乎很少會重視座椅這個維度。但大家別忘了，人是直接坐在座椅上的，而座椅又是直接安裝在車身地板上的。座椅不但會接收到避震器不能完全過濾的殘餘震動，而且還會接收到汽車動力總成運行時所產生的震動。講到這，估計很多朋友以為我要開始聊座椅材質、結構對減震效果的影響了。但事實上，在減少震動之前，還有一個更為致命的事情要解決，那就是通過避開路面+動力總成震動的頻率，來避免座椅產生共振！

要知道，任何結構都會有一個自身的固有頻率，人體也不例外。而當自身固有頻率與外界傳來的震動頻率相吻合時，自身就會開始產生共振。如上圖所示，如果左、右兩個音叉一樣，那敲擊左側音叉所產生的聲音輻射便會通過空氣傳播，帶動同頻率的右側音叉震動。而如果通過改變右側音叉的長度來改變它的自身頻率，那當敲擊左側音叉後，右側的音叉便不會與其發生共振了。

大家可千萬不要小瞧共振的威力，下面這個真實事故大家應該都有所耳聞：18世紀中葉法國昂熱市一座大橋上，有一隊士兵正準備經過一座102米長的大橋。按理説，這一行人的重量遠沒超過大橋設計的載重，不過當他們邁着整齊的步伐開始過橋後，還沒走多遠大橋就塌了，事故共造成226名官兵和行人喪生。事後調查顯示，造成這起事故的原因正是因為士兵邁正步的頻率與大橋固有的頻率相吻合了，最終二者的共振造成了橋樑的斷裂。由此可見，共振的威力之大，就連橋樑、車身這種工程結構都無法承受，更別提人類脆弱的五臟六腑了。

所以，如果座椅的頻率與人體器官頻率一致的話，那人體便會隨之產生共振，這感覺就如同坐在一輛老式公交車上，明明車開的並不快，但胃裏卻總在翻江倒海一樣......而如果是車輛的座椅與輪胎、發動機的頻率重疊共振的話，那麼如上圖所示，車輛的椅背就會產生肉眼可見的搖擺。

在震動頻率方面，人體器官、頭部的固有頻率為3-12赫茲、發動機怠速時的震動頻率為23-26赫茲、輪胎滾動產生的震動頻率為3-18赫茲。所以一張合格座椅首先要做的，就是完全避開以上這些震動的頻段。而一張座椅的震動頻率，則取決於座椅的骨架、拉網（上圖籃圈區域）、靠背角度調節器（上圖黃圈區域）這三個部分，並不取決於座椅的填充物。

在避免了共振之後，下一步考慮的才是如何賦予座椅良好的減震效果，這一任務主要由座椅的坐墊、靠墊、拉網來負責。其中，坐墊和靠墊越厚越軟，那座椅的減震效果就越好。而拉網的剛性越小，減震效果也會越好。

不過需要注意的是，在車輛行駛的過程中，汽車座椅並非是一個獨立的個體，它是需要與車輛的底盤、轉向特性相匹配的。由於坐墊、靠墊、拉網相當於座椅的懸掛，而座椅的震動又是駕駛者感知路面、獲得路感的重要途徑，所以如果是一台偏向運動的車型，那坐墊、靠墊也勢必不可以做得太軟，否則駕駛員身體與車身動態、轉向操控產生的分裂感，會讓人更不舒服。這也就意味着，當我們評價一張座椅舒適與否的時候，並不能單單以座椅的大小、軟硬來判斷，而是要去考量一下這張座椅是否能滿足這台車的設計取向。

像是寶馬在開發座椅時，就會進行大量的模擬測試。工程師事先會在封閉場地內採集一台車的行駛狀態數據，然後再將這個數據帶入座椅模擬設備，來測試出那台車搭配不同座椅時的狀態，並邀請不同體型的人來進行實際體驗，最終工程師再根據體驗者的主觀評價來對座椅加以改進。

除了座椅要符合車型調性以外，要想打造出一張舒適的座椅，也並不是簡單通過將坐墊、靠背做軟就能實現的。這就跟牀墊一樣，當我們在商場體驗時，過軟的牀墊確實能帶來柔軟、舒服的感受，可一旦我們將過軟的牀墊買回家並睡上一整晚後，腰痠背疼的感覺就跟“舒適”二字相距甚遠了。那究竟什麼樣的座椅才能減少人們長時間乘坐所帶來的疲勞感呢？

大家都見過，如果將一把勺子平放在桌面上，那勺子無論如何都不可能與桌面完全接觸。如果這把勺子有知覺的話，那承擔它自身壓力的勺子頭部和柄部一定早就被壓麻了～

和勺子一樣，如果從側面看，任何一個人的身體都是由多個曲面組成的，所以當我們坐在家裏那種橫平豎直的金屬或木質餐椅上時，身體註定是無法與平直的椅背和椅面相貼合的，這便會導致我們的臀部、腰部、背部壓力都集中在與座椅接觸的一小塊區域上，進而引發腰痠背痛。所以為了打造出能讓乘客坐得更舒服的汽車座椅，工程師便根據人體工程學為“好座椅”提出了兩個硬性指標：第一個是，能讓乘坐者的身體壓力以較大面積分佈在坐墊和靠背上；第二個是，不會讓乘坐者在座椅某個點上出現壓力分佈過大的問題。

看到這可能一些朋友會認為，能讓身體壓力平均分配在整張座椅上的就是好座椅了。但事實卻並非如此。因為在生物學角度，人體有些地方天生就更適合承受壓力，比如人體的骨盆。而人體有些地方天生就不適合承重，比如集中了大量血管和神經系統的大腿，承受壓力稍大就會影響人體的血液循環系統和神經傳導功能，最終造成不適。這也就意味着，最佳的坐墊壓力分佈方式，應該是壓力從大到小的從骨盆均勻分配至大腿。

到此為止，我們已經弄清楚一張“好座椅”應該具備的壓力分佈特性了，那工程師又該通過怎樣的方法來實現呢？

為了能客觀、準確地評判座椅的壓力分佈好壞以及座椅的貼合性，工程師設計出了一種能精準顯示人體接觸面積，以及壓力分佈數值的壓力墊。只需將其鋪設在座椅上，乘客落座後施加在坐墊和靠背上的壓力就能轉換為數據。這樣一來，乘客與座椅的接合面積以及壓力分佈就能一目瞭然了。在建立了驗證方法後，下一步工程師就可以開始着手優化座椅的填充物了。

座椅填充物的軟硬，會直接關乎乘客身體的壓力分佈。其中，填充物越硬，身體的壓力就會越集中，就像過硬的座椅會令人產生坐石頭一樣的不適感；而填充物越軟，身體的壓力就會越容易分散，就像是手掌壓進柔軟的海綿裏一樣。但如果填充物過軟的話，座椅又無法為人體的肌肉、骨骼提供必要且均勻的支撐，那當駕駛員打方向、踩油門/剎車踏板，又或者是在應對過彎、顛簸等車身姿態時，身體就需要通過額外施力才能完成動作以及保持平衡。此外，再加上肌肉和骨骼嚴重偏離正常的生理姿態，所以長途駕駛就會很容易出現腰痠背痛的問題。

所以好的座椅並不會過分追求柔軟，而是會根據人體的部位特徵來設計填充物的軟硬程度。在汽車廠商那邊，通常會採用“壓陷量”這個指標來評價座椅的軟硬。在相同的施力重量下，座椅越軟壓陷量就越大，座椅越硬壓陷量就越小。當乘客落座後，由於臀部會承受較大的身體重量，所以需要壓陷量更大的填充物來分散壓力。而腰部、背部、肩部由於承受的身體重量較小，且需要一定的支撐，所以靠背的壓陷量要小於坐墊部分。一般來説，坐墊的壓陷量範圍為35-60mm，而靠背則為25-40mm。

不過上面我們也説了，較軟的填充物雖然能給人舒服的第一印象，但由於支撐不足，所以時間長了會更容易出現疲勞感。而較硬的填充物又會因為壓力分佈不佳，直接引來罵聲。那有沒有方法能做出既柔軟又具有支撐感的好座椅呢？其實只需將填充物的軟、硬進行搭配就可以實現了~

在設計座椅時，除了可以採用坐墊中間柔軟、兩邊側翼較硬的軟硬組合外，其實同一個區域也是可以進行軟硬搭配的。比如在坐墊部分，就可以採用表面軟、下面硬的雙層硬度填充物。這樣一來，當乘客落座後便會瞬間產生一種柔軟的緩衝感，同時下層較硬的填充物還能保證良好的支撐性，以減小長途駕駛時的疲勞感。

雖然現在我們已經有了打造正確壓力分佈座椅的方法，但這並不意味着同一張座椅能讓所有地球人都坐的滿意。上面我們講過，當一張座椅被設計出來後，工程師會通過採集體驗者的數據來驗證座椅的壓力分佈是否合理並進行調整。但由於汽車品牌和座椅供應商總部所處地域的限制，以及優先服務於本地消費者的傾向，所以他們招募的數據採集體驗者基本都是品牌所屬國的人。由於不同地區人民的高矮、胖瘦不同，所以便會導致一張在歐洲國家被認定為“好椅子”的汽車座椅，亞洲人坐上後會覺得偏硬，且對身體的支撐、貼合度不夠好；而當歐洲人坐到為亞洲人專門開發的座椅上後，又會覺得座椅偏軟，且側翼偏緊。所以，如果你買的車型在進入中國後沒有進行精心的本土化座椅設計，又或者你買的就是一輛歐洲進口車，那座椅的乘坐感受通常都不會達到最佳狀態。下面的國產車與合資車對比案例就是一個活生生的例子。

國產A車和合資B車均為中型SUV，上圖為國人乘坐兩台車駕駛位座椅的壓力分佈圖。其中A車坐墊與身體的接觸面積為1305c㎡（上圖彩色區域），而B車則為1279c㎡。雖説A/B兩車的坐墊接觸面積都比較大，且貼合度都很好，不過A車的坐墊壓力明顯分佈的更加均勻（深紅色區域更小），而B車的臀部壓力則出現了小區域的集中，時間長了容易產生麻木感。

從靠背的接觸面積來看，合資B車的腰部貼合面積明顯大於國產A車，但這並不意味着B車會比A車舒服，這是因為B車的腰部貼合面積已經大於了正常值，是由於靠背過軟所引發的乘客身體過度下陷導致的。此時，由於乘客的腰部得不到足夠的支撐，所以乘客的上半身在駕駛時就會不自覺的通過向前捲曲來保證穩定，以及確保轉動方向盤的便利性，那時間一長，需要向前發力的肩部就會出現緊繃、發酸的問題。這一點從上圖中，B車乘客肩部壓力的缺失也能直觀看出。也正是憑藉着肩部更好的貼合性，所以A車的靠背接觸面積達到了1008c㎡（上圖彩色區域），要大於B車的882c㎡。整體來看，國產A車的靠背不僅腰部支撐做得比合資B車好，並且肩部的貼合性也要更加出色。

最後就是揭曉謎底的時刻了，上面對比中表現更好的國產A車實際上是上代傳祺GS8，而表現略差的B車則是上代豐田漢蘭達。看到這個結果估計有的朋友會很驚訝：“國產車怎麼可能比合資車做的更好呢？！”其實原因很簡單，這是因為國產車座椅在開發時參考的是國人體型，所以國人坐起來自然會感覺更舒適。而漢蘭達雖然是日系車，但事實上這台車主打的是美國市場，因此座椅設計自然也會參考美國人的體型特徵。

那一張好座椅在解決完座椅壓力分佈後就能萬事大吉了嗎？非也，因為雖然從外部來看，人體只是一坨肉，但實際上內部還有着複雜的骨骼結構。更關鍵的是，無論是人體外部的肉，還是內部的骨骼結構，其實都是人類這個物種為了能更好直立行走所進化而來的形態，跟現代人每天保持時間最長的坐姿並沒有關係。所以，如果我們要想打造出一張極致舒適的椅子，就必須得保證當人類坐下後，身體的姿態也能如同站立時一般穩定、且如同站立時一般能化解衝擊。

人類是一種進化而來的高級動物，這種高級不僅體現在我們的智商之高，而且就連我們的身體也是一個相當高級的東西。如果大家感受不深，我只能説是因為咱們出生時的起點太高，大家習以為常罷了。舉個最常見的例子，當我們在行走時，我們的雙腳會在交叉行進中帶動下半身出現大約20cm的上下起伏。按理説，在如此之大的起伏之下，我們的腦袋應該不出幾步就被晃暈了。但經過實際的測量，人類的頭部在行走中的上下幅度僅在5cm以內，所以才沒有發生自己給自己走吐了的事情。而從腳步到頭部消失的這15cm上下起伏，實際上就是被我們的脊椎給化解了。

眾所周知，人類的脊柱並非像一根棍子那樣筆直，而是會呈現出S形的生理彎曲。而頸椎、胸椎、腰椎這三處彎曲，則可以通過自身的壓縮和伸展去吸收從腳部傳來的震動，效果相當於為脊椎增加了三根可以緩震的彈簧，所以只要我們能使脊椎保持住S形，我們的上半身就會感到十分輕鬆。反之，如果我們的胸椎不能向後彎曲，或者腰椎不能向前彎曲，那不僅會導致我們上半身的肌肉快速痠痛，同時我們的頭部還會因為脊椎S形的收窄導致不能得到充分的緩衝。迴歸到汽車座椅設計上就是，我們需要打造出一把能讓駕駛者坐下後，脊椎能如同站立般呈現S形的座椅。下面我就來講一下具體的實施步驟。

當我們坐下後，要想讓上半身的脊椎保持如站立一般的S形，首先第一件事就是要讓上半身與腿部相連的骨盆維持站立時的直立狀態，因為只有這樣才能為上方脊椎的直立狀態提供基礎。如上圖所示，當駕駛員就位後，骨盆的位置是位於坐墊最內側的，所以要想讓骨盆保持站立狀態，首先就得避免大腿前移的問題，以防止骨盆被大腿前移連帶進而產生後傾。對於這一點，我們只需為坐墊增加合適的仰角就可以避免了。在保證了骨盆不會因為向前滑移而失去直立後，下一步我們就需要將重點放在與骨盆相對應的坐墊位置了。我們需要將這個區域坐墊的填充物進行加強，以避免骨盆過度下陷後，無法保持與脊椎最自然的相對關係。在經歷了這兩個步驟後，我們便打造出了能保證“坐如站立”的坐墊。下面我們再來看看該如何打造出“坐如站立”的靠背。

上面我們已經講過，骨盆上方連接着腰椎、下方連接着大腿。如果骨盆無法保持直立，那上方的腰椎就無法保持直立。而相反的，如果腰椎得不到足夠的支撐，開始向後塌陷，那下方的骨盆便也會隨之向後傾斜，無法保證直立狀態。所以要想打造“坐如站立”靠背的第一點，就是要保證駕駛員的腰部得到足夠的支撐。同理，如果駕駛員的胸椎得不到足夠的支撐，開始向後塌陷，那不僅駕駛員的脊椎無法維持最自然的生理曲度，同時駕駛員在握方向盤的時候還需要靠自身的力量往前探。所以打造“坐如站立”靠背的第二點，就是要為駕駛者的胸椎提供足夠的支撐。

而對於座椅靠背而言，雖然表層的填充物軟硬、厚度會對椅背的支撐性產生一定的影響。但要論對支撐性起決定性因素的，還得當屬靠背內部的金屬拉網。由於人體腰椎和胸椎對承託的需求不一樣，所以承託任務要交由不同的拉網來完成。如上圖所示，腰椎的承託是由上方紫色區域的拉網來完成的，其中包括一塊用於承託骨盆的、代號為Kp的獨立拉網，以及另外單獨一大塊銀色拉網的下半部分。而這一大塊銀色拉網的上半部分（上圖綠框區域），則會負責胸椎部分的承託。不過由於這塊拉網下部會涉及乘客的背部，為了避免支撐過強，造成頂背的問題，所以上圖代號Kl處的左右兩個紫色彈簧的硬度便會被設定的小於上方為胸椎提供承託的四個代號為Kt的綠色彈簧。通過以上方法，一個能保持乘客脊椎S形，讓乘客“坐如站立”的座椅靠背便誕生了。

最後就是揭秘時刻了，上述這套“坐如站立”座椅設計理念的提出者，其實就是主打“人馬一體”的品牌--馬自達。而這種座椅設計也向我們傳達出了一種新的理念，一張座椅能長時間為乘客提供舒適乘坐感受的關鍵，已經不是光靠填充物軟硬就能判定的了，而是取決於汽車廠商對人體的認知有多深。

事實上，這個世界並不存在不會讓人感到疲勞的座椅，這是因為疲勞感是一種人體為了避免壓縮性損傷的自我保護機制，因此坐久了肯定會有不舒服的感覺。所以一張好座椅能做到的只是延遲疲勞感降臨的時間，以及降低疲勞感的程度。此外，這個世界上也不存在能讓人“舒服”的座椅（按摩椅除外），我們一屁股坐下去的舒適感，更多是來源於釋放了雙腿站立許久的疲憊感，以及將身體重量分佈在了更大的面積之上。所以，真正好座椅的標準其實應該是“坐着沒有感覺”。因為這種“無感”的感覺才證明了身體的各個部位都恰好處在了最佳的平衡狀態。