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从奥迪A8“逆势增重”看汽车轻量化设计

2018-06-23 09:46 来源: 汽车探索

作为奥迪旗下的豪华旗舰轿车,奥迪A8自1994年诞生之日起,就以全铝空间框架式车身结构(ASF)、永久全时四驱quattro的独门绝技和低调奢华的外观不断给世人带来惊喜。奥迪A8现款车型于2009年上市,在竞争对手奔驰S级及宝马7系纷纷推出了换代车型后,奥迪官方近日宣布,新一代奥迪A8将在7月11日在西班牙巴塞罗那举行的奥迪第一届峰会上正式发布,将配备全新自动驾驶辅助系统。全新A8预计也将在9月举行的法兰克福车展上亮相,并于年底上市发售。新一代奥迪A8这次将带来怎样的惊喜?

而奥迪方面近日透露的信息,给我们带来的意外和惊讶远多于惊喜。据了解,全新奥迪A8对奥迪的全铝空间框架式车身结构(ASF)技术进行了革新和升级,舍弃了奥迪向来引以为傲的全铝车身,铝合金占比降至58%,车身却比现款车型增重近51公斤,由现款A8车型的236kg增加到了282kg。据了解,全新的奥迪A8更注重轻量化材料的混合应用,其研发核心不再只关注铝型材的比例,而是关心如何将多种材料正确混合使用。在当前汽车轻量化的发展趋势下,奥迪A8“逆势增重”给汽车轻量化设计带来了哪些启示?

车身结构中多种轻量化材料的仿生学组合

奥迪全铝空间框架式车身结构(ASF)技术遵循了仿生学的原理,灵感来自于自然界的动物,通过对车架结构的优化,在关键部位应用超高强度材质、非承重部位应用轻量化材质,来达到整车轻量化的目的。奥迪作为车身轻量化领域的先驱,自上世纪80年代末就开始轻量化技术的研究,当时推出的奥迪V8就是奥迪车身轻量化应用的原型车。随着对车身刚性和碰撞安全方面要求进一步提高,奥迪A8系列在车身材料方面,已经从1994年第一代奥迪A8的全铝车身发展为现款混入8%钢材的设计。此次,新一代奥迪A8铝合金的应用进一步降至58%,除了高强钢以外,在车身材料中加入了更多的复合材料。

从奥迪A8“逆势增重”看汽车轻量化设计

新一代奥迪A8车身结构材料示意图

全新奥迪A8采用铝合金材料对车身整体框架进行了搭建,为确保结构强度,在关键联接部位采用铝制铸件,车身表面采用了铝制钣金件。在车身座舱笼形结构中,大量采用热成型超高强度合金钢,远多于现款A8高强钢仅在B柱上的应用,该高强钢材料和20年前的钢材相比,刚度增强了5倍,重量降低了40%。车身结构中加入了镁合金,车厢后部采用了CFRP碳纤维复合材料,从后壁板等细节降低了车身的重量。

值得一提的是,在宝马i3和宝马7系中,碳纤维复合材料主要用于车架单体或者车架核心,而新一代奥迪A8将碳纤维复合材料主要用在车辆的后排与尾箱的隔板。该碳纤维隔板由6到19层碳纤维布依照碳纤维的纹路纵横交错的堆叠在一起,用来分别对应车身后部不同方向上的应力,其先进之处在于不需将碳纤维布用环氧树脂浸透,可让成品碳纤维件在几分钟之内就固化。奥迪方面表示,仅这块很轻的碳纤维部件就已给A8在提高车身抗扭刚性上贡献了33%的份额,其重要性不言而喻。另一个亮点是镁合金的使用。镁合金用在了发动机舱内连接悬架顶端的三角加强架上,用铝合金螺栓固定在支柱塔顶上,起到了“顶吧”的作用。奥迪工程师表示,该镁合金的支撑杆可降低28%的重量,减重效果也是非常神奇。

整体来看,新一代奥迪A8车身重量达到了282Kg,相比第四代车型的231Kg车身增重了不少,但车身进行了很多加强,关键结构部位中高强钢含量也进一步增加,使车身抗扭强度要比现款A8提升24%,满足了更严苛的排放法规、电气化、舒适性、噪音以及碰撞测试的要求,车辆的安全性和操控性都有了大幅提高。铝合金材料含量达到了58%,和加入了碳纤维材料的宝马7系相比,在轻量化方面依然胜出。综合比较而言,全新奥迪A8的轻量化水平其实是有了实质性的提升。

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