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发表于 2011-8-6 01:20
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轻量化设计是一门艺术——奥迪ASF设计原则
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多数制造商的轿车随着时间的推移已变得越来越重。而Audi与这个真实过程完全相反:十年前,采用铝车身的Audi A8和Audi A2为这个从未停止的重量不断增加趋势提出了一个停顿,从那以后,Audi公司已研发了越来越多的减重技术。今天,人们已认识的ASF(Audi空间构架)被用于Audi TT, TT Roadster, R8和A8车型。
ASF:三方面的学问代表了Audi Space Frame- Audi已完全重新发明的轿车车身构造技术;ASF将车身不断增加重量的问题分离开,其增长需求的根源在于现代的轿车必须是满意的。新的原则是对动力学性能及这些Audi车型高效率的贡献。以TT 2.0 TDI quattro车型为例,该车装配125 kW (170 hp)柴油发动机,从静止到100 km/h加速时间为7.5秒,最高时速为226 km/h,其每百公里平均油耗仅5.3升,一个非常低的数字。
ASF技术
回顾发展过程,该技术已为Audi公司带来三位数的专利及欧洲专利办公室颁发的“2008年度欧洲发明奖”,该技术品牌拥有宽范围的专有技术,含盖从最好的金属合金到适合零件连接技术的铸造、成型。
一个ASF车身结构由挤压的铝部件及压铸件组成,该架构支撑铝板元件,如:车顶板,它是与架构刚性连接的能承受车身的载荷。Audi Space Frame的元件因形状、横截面有很大的不同,取决于它们各自承担的任务,就像人的骨骼,它们以低的重量组合成最佳的功能。
挤压段的最大优势是其设计的灵活性,例如Coupe和Roadster车型侧窗台部分的车身看上去一样,可以使用相同的工具、机器来生产,而对于内部,这些部件都采用仿生学原理经过轮廓的最佳化处理,筋肋负责部件的刚性,因而具有不同的格式—Roadster车型在这个区域比Coupe车型需要更大的刚性,在所有情况下,挤压部分用于TT车身,并采用高级铝合金制造以求在减少重量的同时提高它们的强度。
而压铸因为经得起极度恶劣的载荷成为首选,部件局部传入高的力并且这些局部地区需要智能多功能。A柱节点是一个很好的例子,一个高科技多功能部件将侧面的元件、车窗,A柱及风挡横截面连接在一起。与所有这些铝压铸件一样,值得注意的是其精密的几何形状及最大的可提供使用空间。
TT Coupe和Roadster车型
与先前的完全依赖钢材料的车型相比,采用一系列ASF技术,在某些地方除了铝之外还用钢材料使革新的混合材料建造原理将轿车的总重量减少100公斤,特别是车地板后部、车门及车身盖。这些紧凑的Audi运动轿车当然包含完全的镀锌钢材元件,尽管这些钢件比铝重,它们能获得好的前、后桥载荷分布平衡。
TT 2.0 TFSI车型毛重仅1,260公斤-对于运动轿车来说是一个相当好的数字,其车身重量大约为206 kg,该重量由140 kg重的铝部件(68%)及66 kg重的钢部件组成。一个由传统方法采用钢结构具有相同车身的部件大约要重100 kg。用在车身的铝由63 kg的板材、45 kg的压铸件、32 kg的挤压件组成。Roadster车型重量标准是251公斤。
Audi公司在铝、钢部件结合方面积累经验的财富是无价的,采用了各种方法:铆接冲压、铆钉及粘结。两种金属之间的接触磨损问题通过粘结剂的选择得到解决,该粘结剂形成一个隔离层。照相机系统监视它们的正确应用。一个第四个连接技术是新的:自攻螺钉由机器人插入产生摩擦以熔化部件表面使它们完全地渗入材料中形成一个刚性连接。用于TT车型的另一个革新概念是车顶及侧面区域铝部件的零间隙连接,它由激光焊接完成。
带混合ASF技术的Audi TT车型
在德国Ingolstadt建造的,随后运到匈牙利Györ总装的车身特点是非常好地适应运动轿车,与先前的车型相比,Coupe车型的静态扭转刚性要高大约50%,而Roadster车型的这个数据则要好两倍。同时,具有对震动高级别的自由度及杰出的碰撞能吸收能力。
低重量是获得迷人的道路动力学及高效率的关键之一。将轿车的重量减轻100公斤就能使燃油消耗改善大约0.3 l/100 km,每公里的二氧化碳排放可以减少7.5和12.5克。客户及贸易专家一致赞赏这个趋势:2006年底,Audi公司新的混合车身设计原理获得欧洲轿车车身奖,这是车身建造革新方面最重要的欧洲奖项。Audi公司在2003年就因为用于Audi A8车型的ASF技术获得过该奖。
Audi公司的技术ABC
在全球各地,铝是化工厂频繁使用的元素,它能从矾土、铁矿中提取并且有大量的应用,其特点使铝成为适合车辆车身的理想材料,这是由于其低密度,比传统的钢材轻2/3,同时它是一种相对软的金属,易于加工。对于高硬度应用,它可以与镁、硅形成合金。如果铝未与其它材料混合,它能非常有效地再生,进一步地改善能源消耗。
Audi公司正对轻质设计及其它方面的未来作出规划,1994年在德国Neckarsulm投入运行的铝及轻质设计中心雇佣了超过120名专家从事新的连接技术、车身结构、材料及建造技术,他们也着眼于高强度、超高强度钢的使用。在纤维合成领域,Audi公司担当了一个革新、潮流引导先驱的角色。
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