奥迪铝车身框架（ASF）技术分析（下）

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源：

旺材汽车轻量化

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接上文，下篇内容包括兰博基尼Gallardo和Gallardo Spyder、奥迪R8和奥迪R8 Spyder、奥迪A8（D4）的车身框架结构。

4. 兰博基尼Gallardo和Gallardo Spyder

 

奥迪的子公司兰博基尼（Lamborghini）于2003年推出了第一代Gallardo。紧随其后，在2006年，Gallardo Spyder配备了完全可伸缩的软顶。Gallardo使用了铝空间框架，基于铝挤压件焊接到铝铸造连接件。在此结构框架上，根据部件的功能，由不同的系统（铆钉或螺钉或焊接）安装外部铝车身部件。其他外部悬挂部件（如前裙板和后裙板、侧门槛板和挡泥板）由热塑性材料制成，并通过螺栓连接。

 兰博基尼Gallardo

 

Gallardo的整个铝空间框架由ThyssenKrupp Drauz建造，整个白车身（包括车门和盖）仅重199公斤或239公斤。最具挑战性的任务是实现铝空间框架的利基生产。焊接工艺主要采用手工MIG焊接，总共有115m的MIG焊缝（其中在外面板上有大约5m的可见焊缝）。为了减少所需的焊接精加工的操作，还对车身外壳进行了粘合。

 

此外，还使用了约1300个自攻铆钉、100个空心铆钉和200个自攻螺钉。然而，既没有结构粘接也没有激光焊接。

Gallardo车身框架中的铝型材

 

Gallardo铝车身框架包括53％的挤压件（黄色），37％的板材（绿色）和10％的铸件（红色）。所用的合金有：

-挤压件用EN AW-6060

-湿型铸造件用AlSi7

-En AW-6016用于外部面板，En AW-6181用于内部面板。

兰博基尼Gallardo铝合金白车身

Gallardo的铝车身框架（前后视图）

5. 奥迪R8和奥迪R8 Spyder

 

奥迪R8是2007年推出的中置引擎两座跑车。该车由奥迪的子公司quattro GmbH在内卡苏姆建造。R8的ASF车身确实在高性能跑车领域确立了轻量化质量（尺寸，重量和刚度之间的关系）的新标准。R8车身框架设计清楚地显示出与兰博基尼Gallardo的相似之处。 但是奥迪R8的轴距延长了90毫米，来提供额外的行李空间，底盘也相当高，以提供更多的净空高度。

R8跑车的车身框架

 

R8的上部结构仅重210公斤，大量使用了挤压铝型材，占总数的70％，真空铸造节点占8%，铝板占其余22%。一个镁发动机的框架提供了额外的刚性在后端的上部。奥迪R8的一个有趣的部分是隧道的盖板，这是一种通过摩擦搅拌焊生产的拼焊板。 将两张1.7和2.4毫米的Ecodal®-608（EN AW-6181A）板焊接在一起。拼焊板的应用可减少20％的材料使用和约1 kg的车辆重量。

拼焊铝盖板

R8的前挡泥板和门槛衬板使用塑料，引擎盖由复合材料制成，侧叶片可选用碳纤维增强塑料（CFRP）。

奥迪R8车身结构

2009年，奥迪R8 Spyder紧随coupe版本。在R8 Spyder（车身重量为218公斤）中，挤压型材在组合中的主导地位甚至比Coupé更为明显，占重量的75%。共有155个不同截面的挤压件。约20%的挤压件，即碰撞载荷路径中的所有挤压件，均由高强度铝合金制成。一个重要的设计要求是最大限度地利用R8的保留部件，使用了与R8双门轿车相同的铸造部件，连接A柱和前端的铸造部件略有改进。此外，板材基本上是保存下来的零件。

奥迪R8 Spyder中的铝型材

奥迪R8 Spyder：对R8车身框架的必要修改

奥迪R8 Spyder的铝车身

 

R8 Spyder的车身框架重量为218公斤，白车身重量261公斤，包括铝制车门、发动机罩和前挡泥板。行李厢上方还有一个薄铝盖，敞篷高性能跑车的结构将后侧壁和顶部储物箱盖整合在一起，作为承重CFRP组件，后引擎盖是SMC组件。

 R8 Spyder车身外壳中的碳纤维防火增强塑料部件

 

6. 奥迪A8（D4）

 

第三代奥迪A8（D4）于2009年底问世。D4车型延续了奥迪在铝车身设计和制造方面的领导地位。一个主要成就是与D3车型相比，静态抗扭刚度提高了25％，重量减轻了，从而提高了油耗、更好的操控性和被动安全性的基准水平。标准轴距的轿车车身重量仅为231公斤；长轴距车型重10公斤。

 

在D4的开发过程中，整体目标是为整个白车身提供轻量化设计，以及实现最高功能的结构优化。举一些具体例子：

 

新的车门设计理念使车辆重量减少了11公斤。

备用轮胎轮舱由60%玻璃纤维的增强塑料制成。

前端选择了一体式塑料/铝混合解决方案。

部分成型硬化钢部件集成在铝车身（B柱）中

奥迪A8（D4）：车身框架中的材料

奥迪A8（D4）的分解图

 

奥迪ASF技术的进一步发展使得白车身中的零件数量不断减少：D2:334个零件→D3:267个零件→D4:243零件。

D4白车身包含：144个铝板零件；33个钢板件；25个铝铸件；30个铝型材。

 

另一方面，应用的铝合金数量增加（以及它们的屈服强度水平）：

D2：7种合金100-200 MPa7

D3：10种合金120-240 MPa

D4：13种合金120-280 MPa

 

此外，生产车身结构所需的接合量减少了，热接合减少有利于冷接合技术。 例如，新推出的“ FDS流钻螺钉技术”替代了近40 m的MIG焊接。D4生产中应用的连接技术有：1847个自冲铆钉；25 m MIG焊接；6 m激光焊接；632个自攻螺钉；202个点焊；44 m结构粘接。

 奥迪A8（D4）的铝车身框架

 

其他的新发展包括引入新的铝合金，用高强度Novelis Fusion AS250材料替代车身结构中的传统AlMgSi车身板合金，其屈服强度提高了20%，使车辆减少了约6.5 kg。

Novelis Fusion AS250材料在D4车型中的应用

 

随之而来的是大型多功能结构铝铸件的发展趋势，后纵梁包括的大型铸件（长度1.45 m）是采用Castasil®-37（AlSi9MnMoZr）合金的高压压铸件，在铸态下具有极高的延伸率。

压铸门槛/纵梁连接件

（本文完）

END