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    车身轻量化结构--车身和轮胎技术领域

    来源:本站原创 发布时间:2015/01/30

    奥迪在车身轻量化技术领域一直处于世界领先水平。奥迪TT(图库 论坛),A8和R8的车身均采用奥迪空间框架结构技术(ASF),主要由铝或者全部由铝制成。这是奥迪品牌的一项革命性创新技术,也是奥迪转变车身重量螺旋式上升趋势的基础。

    车身轻量化结构--车身和轮胎技术领域

    铝制车身与钢板车身相比重量大约可减轻40%,这可以明显地降低能耗。轻量化车身是奥迪的核心竞争力之一,也是最重要的战略技术之一。因为它对于车辆的运动性能以及节能环保起着至关重要的作用。


    转变车身重量螺旋式上升趋势


    对于许多汽车品牌来说,随着品质需求的提高,车身重量都呈现出不断上升的趋势。而奥迪则恰恰相反:奥迪的车身重量早在15年前就停止了上升--1994年面世的A8是第一款铝制车身的量产车型。从此以后奥迪就将这种革命性的轻量化车身技术继续发扬光大。

    车身轻量化结构--车身和轮胎技术领域


    奥迪将轻量化理念贯穿到各个环节中,包括动力系统和底盘。在许多发动机上使用了铝以及高科技方法制造的蠕墨铸铁,从而大大减轻了曲轴箱的重量。奥迪在许多车型中都用铝制部件作为底盘的主要材料,一些高功率的车型会根据客户要求使用陶瓷刹车盘。还有一些轻量化构造的亮点,比如刹车钳、发动机盖、行李箱盖、一些铝制零件或者顶棚部件,以及镁制的转向盘骨架以及仪表板支架。


    对车身重量螺旋式上升趋势的转变还带来很多的附加好处。铝制的行李箱盖只需要较轻的充气弹簧支撑杆。与钢制的传动杆相比,铝制的车轴带给车身的压力更小,这使得构造更轻盈,同时也为更紧凑的刹车装置、更小巧的发动机和的排气系统创造了条件。

    车身轻量化结构--车身和轮胎技术领域


    1994年奥迪在内卡苏尔姆建立了一个专门从事铝材质在车身应用的技术中心,2003年这个中心改名为铝质和轻量化构造研究中心。在这个机构中,除了铝之外,高强度钢材、定制化铂板、强化纤维合成材料以及镁都是主要的研究对象。


    车身轻量化技术构成了奥迪整体效能提升的基础,也是奥迪未来最重要的战略计划之一。因为它对于车辆的运动性能、高效节能以及降低行驶成本起到了至关重要的作用。未来的电动驱动技术会给车辆增加额外的重量,因此不断减轻车身重量就显得尤为重要。

    ASF奥迪空间框架结构

    ASF车身在构造上遵循了仿生学原理,从自然界中吸取灵感。车身骨架由铝质的挤压型材和压铸零件构成。比如应用于车顶和车身侧翼的铝板都是互相咬合连接的。就像一副骨架中的每块骨头一样,汽车的各个部件都将最轻的重量和最优化的性能集于一身。根据车身不同部位对零件材质和结构的不同要求提供针对性的解决方案。

    车身轻量化结构--车身和轮胎技术领域

    在ASF技术领域中奥迪还扩展出很多相关技术并投入量产。奥迪品牌的一项特殊技术是激光焊接。这是一个极其精密的工艺流程允许误差只有0.1毫米。比如,奥迪A8(图库 论坛)车身两侧的车顶和车身侧面之间各有1.8米长的无缝焊接铝板便是使用激光焊接工艺制做而成的。在完成激光焊接工艺后还会对焊接表面进行抛光处理。


    即使从生态学的角度上考虑,铝质轻量化车身材料与钢相比属于绿色环保材料。铝在初级生产阶段虽然会有较高的能源消耗,但它的重量优势却可以在车辆使用过程中弥补这一劣势。在汽车寿命结束后,所有的铝制零件都可以通过较少的能源消耗进行回收再利用。制造A8车身所需要的所有铝材中,约有50%的铝材可以通过回收再次使用。


    车身轻量化结构--车身和轮胎技术领域



    奥迪ASF技术在研发过程中曾经获得上百项专利以及"2008年欧洲年度发明奖"。世界上没有任何一家汽车生产商能够在量产轻量化车型数量上达到奥迪的领先水平,至今奥迪已经生产了近60万台铝质车身结构的车型。

    混合轻量化结构


    在新的A8,TTCoupé以及TTRoadster中,奥迪展现了ASF技术的一个全新方向--铝和钢相结合。在豪华车型的铝质车身中加入了硬化成型的钢质B柱。这些钢柱在加热炉中被加热到大约900度后,紧接着被放到冷却的压制设备中冷却至200度左右,这样的工艺处理可以使钢柱具备极高的坚固性。


    TTCoupé以及TTRoadster跑车主要是在车身底部、车门,以及行李箱盖上使用了钢质部件,这使得前后轴之间的重量分布达到更为理想的平衡状态。奥迪TTCoupé1.8TFSI的空车重量不超过1,240千克,这一水平对一款跑车来说已经非常出色。其车身重量为206千克,其中140千克为铝(68%),另外66千克为钢。Roadster车型的车身重量为251千克。


    车身轻量化结构--车身和轮胎技术领域



    将铝和钢相结合是一个非常大的挑战,这也体现了奥迪的技术创新。通过冲压铆合、咬合连接以及粘合可以解决这一技术难题。粘合剂构成一个隔离层,因此解决了两种材料之间的接触腐蚀问题。还有一项高端技术是自攻螺钉工艺。这项技术由自机器人完成,螺钉通过摩擦力融化零件表面来实现渗入咬合。目前这项技术已经使用在奥迪TT系列和A8车型中。


    车身轻量化结构--车身和轮胎技术领域



    用户和专家都给予了这项轻量化技术高度评价:奥迪混合轻量化结构在2006年底获得了"欧洲车身设计大奖",这是车身结构方面最重要的欧洲创新奖。早在2003年奥迪就以A8的ASF奥迪空间框架结构成功摘得这一奖项。


    车身轻量化结构--车身和轮胎技术领域



    2008年Q5为奥迪赢得了第三个奖项--在钢质车身上,轻量化结构也体现了最大的优势。运动版Q5车身仅有355千克,这已经是同级别车型的最佳表现。Q5中的硬化成型钢总重量仅有44千克,与普通的零件相比轻了15千克。车尾底部的拼焊卷板(tailoredrolledblanks)为进一步降低重量贡献显著。另外奥迪Q5(图库 论坛)还大面积地使用了铝,比如发动机盖和行李箱盖,使车身重量减轻了8.1千克。


    奥迪始终对轻量化技术不断创新。在钢质轻量化车身中奥迪使用了大量的高新科技,从而减轻重量,提高操控精确性。奥迪的最畅销车型A4也是一款采用钢制轻量化车身技术的高档中型轿车--作为1.8TFSI车型,它的重量仅有1410千克。这要归功于其车身先进的混合材料。只有38%的重量源自常规的冲压钢材,高强度钢占32%的重量,超高强度钢占18%。剩下的12%是硬化成型的高端钢材。

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