奥迪公司的汽车轻量化历程

  今年是奥迪创立一百周年，在过去一世纪的专业汽车研发生产的悠久历史中，这个德国高级汽车品牌，始终以走在时代前面的先驱概念著称，现在就让大家一起了解在过去一百年内，奥迪在致力追求车辆轻量化领域所立下的里程碑与迄今依旧无人能级的丰硕成果！ 

  奥迪ASF概念车 

1936年的Auto Union Type C Streamliner实现车。 

    由1994年开始迄今，奥迪已经累积生产超过55万辆由铝合金车体制成的量产汽车，而且也持续不断地针对车身轻量化的技术进行探索与研发，并且逐步落实在量产车上，而称为ASF（Audi Space Frame）的铝合金车身结构技术，更获得无数的奖项肯定。

    对于奥迪来说，轻量化车身的重要性，其实远远超过多数人的想像，除了降低车身负载对于动力效能所产生的影响外，在当今讲究环保节能的形势下，其实除了导入环保节能替代能源技术外，车身轻量化技术与概念也更为重要，无论是当今的油电混合动力还是电动车，其实与传统燃油动力车辆截然不同的动力总成配置，其重量与体积方面的改变，都可能影响到整车性能的发挥甚至动态表现，所以奥迪坚信轻量化技术绝对是一切环保节能发展方向的根本。

    早在1913年，奥迪汽车品牌的前身德国NSU，就打造一辆称为Type 8/24的原型车，这款原型车采用全合金车身配置，十年后称为AUDI Type更采用了极度流线的轻量化车身钣件，打造了一款具强烈实验性质的概念跑车，1930年代同样是奥迪前身的Auto Union赛车部门，开始利用流线且轻量化的铝合金车身，来打造进军各项赛事的战驹与挑战地表极速记录的赛车。 

1937年的Auto Union Type C赛车

1936：Auto Union Type C 

    根据欧洲格兰披治Grand Prix赛车在1934-1937年间的规则，参赛车辆车身重量不得低于750kg（不包含油品、轮胎与轮圈在内），1936年的Auto Union Type C赛车空车总重仅有825kg，并且搭载一具汽油V16 机械增压引擎，可输出最大马力520hp，每匹马力仅需负载1.6kg的车身重量，其效能几乎与现代的Le Mans赛车相当。

    对於奥迪来说，开启轻量化设计的大量生产之路，可以说是由1982年开始走入坦途，当时原厂与美国一家专精于制造铝合金的公司合作，并且希望打造出真正可以供量产汽车使用的铝合金车架，而著名的 ASF全铝合金车身结构便由此诞生，当时第一量量产成功的ASF车身，仅有传统铁制车身骨架重量的2/3。

    但是要解决铝合金本身材质方面与传统铁制车架的不同，必须由彻底了解材质特性开始，在1985年，奥迪以当年的100房车的车身结构为基础，打造出完全由ASF铝合金打造的车身，但采用的还是传统铁制车身的单体式结构概念，不过在轻量化车身概念的落实方面，奥迪已经领先全球走出第一步，尔后于1991年也打造出全铝合金概念跑车Avus quattro与quattro Spyder，当时这二辆概念车采用全铝合金钣件，但部分结构配置依旧采用传统的钢铁材质。  

Avus quattro 

quattro Spyder 

1993: ASF 全面发扬 

    真正落实量產车导入ASF铝合金车身结构的关键在1993年，奥迪在当年举行的法兰克福国际车展上展出一辆完全没有涂装并且保持铝合金原色的概念车，这时候也标志着奥迪全面量产铝合金车身之始—一个在全球车坛车身材质上全面突破的里程碑。

    随后量产的奥迪 A8顶级房车，更成为全面采用这项技术量产的高级房车，但除了全铝合金车身外，其实奥迪也更扩大对于轻量化车身技术的研发范围，包括让传统钢制车身结构也可以融入ASF轻量化车身结构的概念，大幅降低车辆本身的结构负载，让动力效能得以发挥至极致。 

左边是效仿动物骨骼内部结构的设计，可有效提升强度对抗各种应力。 

 将铁与铝合金镕接在一起的混合技术，不仅维持轻量化效果，更进一步提升结构强度。

    当然在研发ASF铝合金车身结构的过程中，奥迪更以大自然为师，包括在动物体内的骨骼结构，其实也成為奥迪用来强化提升铝合金车身与结构强度的核心概念之一，一般动物骨骼（包括人类在内）充满有机概念的各种不规则曲线内部结构，不仅让动物或人类可拥有使用高达数十年的寿命，而且也必须能够承受各种外力与身体运动所带来的应力，导入这样的概念，其实在当今奥迪旗下各车系中，在车身A、B、C柱的结构内部便可以见到这样的设计，当然在欧盟EuroNCAP实车撞击测试中呈现优异的实际测试成果，也让这样轻量化但具备高强度的设计，可以充分吸收并且分散撞击能量，进而达到将保护乘员提升到最高的效果。 

 在AUDI Forum Nackasulm陈列的上一代AUDI A8铝合金车身 

    以目前的AUDI A8车系来说，ASF铝合金车身的重量，比传统钢制车身轻上达40％，目前在2010年式的 AUDI A8车上，其车身结构净重仅249kg，而1999年开始量产的AUDI A2小车铝合金车身结构的重量更仅有166kg，而A2 1.2 TDI环保节能柴油乘用小车，车身结构重量仅有135kg，更缔造每公升超级柴油可行驶33.44km的优异表现。 

在AUDI Forum Nackasulm陈列的AUDI A8铝合金车身。 

在世经典A8, R8, TT 与 TT Roadster

    目前在市场上销售的AUDI A8与R8、TT Coupe与TT Roadster等车款，都可以说是ASF铝合金轻量化车身结构最佳的代言者，目前市售 A8车身结构重量仅有218kg，而进一步采用镁铝合金结构的R8，其车身结构更仅有210 kg，而所搭载的V10引擎具备525hp的强大马力输出表现，搭配仅有1620kg的空车总重，让这款性能跑车每匹马力仅需负载3.1kg 的车身重量。

    此外，目前生产的TT Coupe跑车车身结构重量仅有206kg，而敞篷跑车TT Roadster车身结构重量也仅有251kg， 而且在这辆著名的跑车上，更在后半段的结构采用了创新的铝铁混合材质，提供更为完美的平均配重表现。 

AUDI R8车身结构的打造过程。

    目前在售的TT车系，若与第一代车系相比较，依照各车型配置不同减少约20-90kg的车身重量，而第一代TT车系依旧采用的是传统钢制车身，但第二代车系虽然更为轻盈，但车身抗扭曲强度却提升达50%，而在敞篷跑车更提升达100%，这也让采用铝合金车身与铝铁混合材质技术的第二代TT车系在动态表现与行车特性方面都大有进步，而更优异的结构强度也形成对乘员最顶尖的保障。

    举例来说，目前量产的欧规TT 2.0 TDI quattro跑车，动力系统可输出170hp最大马力并且搭配全时四轮驱动系统，优异的轻量化表现提供实车在效率方面的提升，这辆跑车平均每公升超级柴油可行驶约18.3km的距离，而且每行驶一公里仅排放139g的二氧化碳，但同时拥有0-100km/h仅需7.5秒的加速表现，安全极速更达到226km/h的水准。 

AUDI R8车身结构 

AUDI TT车身结构 

ASF：车身减重的迴转螺旋

    除了采用轻量化的车身结构外，其实奥迪也同时没放过让其他车上零部件减重的机会，根据精密的计算显示，同样动力配置的汽车，若每减重100kg约可提升3-5％的平均油耗，而且也可以降低每行驶一公里的二氧化碳排放量约8-11g左右。 
当然在动力科技方面，近年来奥迪也致力于将先进的增压技术导入动力系统，这可以让引擎本体的排气量降低，但同时可以藉由强制进气来提升引擎运作的输出效能，即使在未来应用替代能源概念的电动车上，若能够降低车身重量，也将有助于动力系统运作的效能，以电动车为例就可以明显提升满电一次的续航行驶距离。

    迄今，奥迪已经累积生产超过55万辆搭载铝合金车身的汽车，另外还有九千辆LAMBORGHINI跑车也采用同样的技术，迄今依旧没有其他业者或车厂可望其项背，此外奥迪因为投注于车身轻量化研发的同时，也大幅度提升车辆生产过程的自动化程度，若与传统钢制车身的生产程序相比，位于Neckasulm的铝合金车身生产线的自动化程度，就比一般传统钢制车身生产线提升约25-80%左右，当然在焊接与各项零组件生产的精确度要求也更高，确保了车辆生产品质。

    为了让轻量化车身技术落实于生产阶段，奥迪在1994年在位于Neckasulm的生产基地内，建立了铝合金与轻量化设计中心（The Aluminum and Lightweight Design Center），该中心研发的范围也不断扩展，包括铝合金、高强度钢铁、复合塑钢材质等等，不过未来依旧将以铝合金材质的应用为主，而复合塑钢材与碳纤维材质也将成为未来重要的发展方向。

   目前这座设计中心建置约150名专业人员，建立迄今也已经累积具备超过百余项专利，更在2008年因为ASF铝合金车身结构的不凡成就，获得欧洲专利中心颁发欧洲年度发明风云首奖的荣衔。 

因应铝合金材质的特性，AUDI也发展出许多自动化的专利生产技术。 

The Euro Car Body Award 欧洲车身大奖

    2006年 AUDI因为在第二代TT车系采用前所未有的铝铁混合技术，获得该年度的欧洲车身首奖，在此之前AUDI更于2003年同样以AUDI A8的铝合金车身获得这项年度大奖的肯定。

    在先前已经获得二届首奖之后，2008年AUDI再度因为 Q5的新概念轻量化车身设计，获得第三座年度欧洲车身大奖，应用高强度轻量化概念的车身配置，让AUDI Q5运动休旅车的车身结构仅重355 kg ，也成為同级车款中最轻盈的车体，高强度的车身结构在打造过程中采用了摄氏920度的热成形制成，提供了同级车款中最佳的车身刚性表现。 

AUDI迄今共获得三次 The Euro Car Body Award 欧洲车身大奖。 

大量应用的轻量化概念

    在其他市售或甚至参赛车款中，AUDI都将轻量化设计的概念不断地发挥到极致，除了车身结构外，原厂也致力于将轻量化概念落实于底盘悬吊系统的研发生产，目前AUDI车款所搭载的动力系统中，便有许多动力系统的引擎曲轴箱已经全面採用轻量化材质，悬吊各项组件也换上铝合金，其他包括轻量化的煞车卡钳、碳纤维陶瓷煞车碟盘等等，还有包括部分市售车款换上重量更轻的行李厢盖与掀背尾门材质，以及方向盘支架与仪表内衬结构採用更轻量化的镁合金材质。

    当然在AUDI投注许多心力与资源的房车赛与LeMans大赛中，原厂赛车团队也应用多项轻量化技术于参赛的战驹，也充分体现品牌广宣口号Vorsprung durch Technik的核心精神。 

位于Neckasulm的铝合金与轻量化设计中心（The Aluminum and Lightweight Design Center） 

    在此我们也应该感谢百年奥迪汽车公司为人类做出的伟大贡献，也希望奥迪公司不断创造辉煌！