奥迪技术给人留下的印象是什么呢?LED灯具、FSI、quattro、CVT,当然还有铝制车身。不过,现在单纯地提铝制车身已过时了。让我带你进入奥迪轻量化的世界吧!
轻质结构很久以来一直是奥迪的首选,也是奥迪品牌的核心价值之一。在1994年推出首款A8的时候,奥迪不仅开发了ASF空间框架结构并将其投入系列生产,还制定了一整套量产所需的所有流程。这种一体式开发方式正是在车身轻量化方面取得突破的原因所在,截至目前,ASF空间框架结构车身总量已经达到55万台,远远超过了世界上的任何其他制造商。
一个属于轻质结构的世纪
轻质结构在奥迪品牌的发展过程中具有悠久的历史。在1913年,NSU打造了-款全铝车身的Type 8/24车型。在20世纪30年代,来自Auto Union赛车部的专家们手工打造了流线型的铝制车身钣金件。1936年款的Auto Union Type C重量仅为825公斤,凭借381马力的V16增压发动机,Auto Union Type C拥有与现代的R15勒芒原型车几乎一样的重量/功率比。
到了上世纪90年代,奥迪赛车的车身上已经出现了很多塑料部件来降低车身重鼋,甚至当时有些汽车已经正使用碳纤维复合材料制成的传动轴,名噪一时的奥迪90 quattro就是用了这种量化装备。同一时期,奥迪的乘用车也开始引入轻量化技术,除了之前提到的A8,作为量产试验车推出的A2也让人们看到全铝车身在紧凑型车上的应用。而且,铝制车身制造工艺复杂,要求精度非常高,车身强度却大大优于普通钢制车身的缘故,使得车身供应商的整体制造水平呈越级似的发展。
在奥迪的产品线中,完全使用全新ASF空间框架结构的车型包括新A8、R8和TT。全新的ASF空间框架由挤压型材和高压铸铝部件构成。车顶表面、底板或侧面板等铝面板通过摩擦连接集成于此框架中,以便形成半支撑结构.它们共同构成了一个完整的封闭结构。当然,这三款车的ASF结构也因其车型的不同而有所区别。R8大约使用了70%的铸钢部件,并引入了碳纤维部件作为增强车身强度,降低车重。而在TT的ASF框架外,铝制车身覆盖件大约占到了45%。新A8则应用更多的多功能-体式铸件,比如悬挂及动力总成的平台等,这些铸件大约占到了总重量的35%。
我们在奥迪的技术展示中心看到最新的ASF装配技术。激光焊接保证了框架的整体性,预热型自攻螺钉将铝和钢两种完全不相融的材料连接在一起。如果不是亲眼所见,你根本无法了解到一辆新型奥迪车的骨架到底有多么轻盈相结实。虽然车身重量大大降低,但是车身的抗扭强度和刚性有了大幅提升。比如,A8的轻质质量(一种重量、抗扭强度和尺寸之间的关系)比之前车型还提高了20%。
将来,轻质结构同样对未来的电动车发挥了重要作用、几乎和量产版毫无二致的R8e-tron和A1 e-tron在使用奥迪新的复合ASF空间框架车体之外,大量碳纤维零件,比如发动机舱盖、行李厢舱盖等使得整车重量较常规车型降低了400公斤左右,从而提高了电池使用效率。
多种材料组成新一代的轻质结构
挤压型材--挤压型材通过在高压环境下使用撞击工具挤压铝板,合金在温度为约450摄氏度时便可以开始塑形。而且各种合金材料均可以通过压力机成为挤压型材。比如,TT硬顶跑车和TT敞篷跑车的侧门槛,虽然二者的外观相同,但不同的骨架使得敞篷版的强度比硬顶版要高,来增强车身刚性。每个挤压型材的形状和截面均根据各自的作用进行优化。例如,新A8的车顶通过液压成形构成拱型结构,在高压环境下强制注入液体塑形。经过不同状态下的挤压等步骤使其横截面经过数次改变,长度平稳过渡到3.2米。
压铸部件--在需要增强刚性的部分和需要多功能性和自由的设计部分奥迪均使用了耐久性常高的真空压铸部件。很多铝铸件是在真空中打造而成,我们看到的成品部件的几何形状非常精确,而且制造工艺非常高。例如新A8的A柱节点,它是一个多功能部件,它连接了纵梁、挡风玻璃横梁、车顶架、支柱和脚坑前部的omega支架。这在以前的车身结构中不可能只有一个平台连接到如此多的车身部件。
复合铝制板材--奥迪在新A8的很多部分使用了这种全新的复合材料。而且有些部分也像压铸部件一样,承担着连接的作用。新材料的核心层由一种抗扩张强度超过250兆帕的合金制成,只需13毫米厚和30毫米宽的材料即可悬挂5辆A8整车。
我所介绍的这些奥迪新的轻量化结构也是其中的一小部分。在奥迪公司,轻质结构绝非一个单独的部分,而是一个品牌购哲学理念。奥迪正在努力将ASF空间框架结构技术提高到新的水平。按照奥迪的规划,新型ASF车身结构将很快取代传统单壳本车身,新结构将再一次大幅减轻重量,这将进一步提升燃油经济性,提高车辆的操控性。