新材料与工艺手册
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[轻量化材料] 日本奥迪A6采用铝钢混合车身

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发表于 2012-10-20 12:39:54 | 显示全部楼层 |阅读模式

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图1:新款A6的外观

采用了最新款奥迪车通用的前脸设计,包括棱角圆润的格栅及下端形状不规则的头灯等。
奥迪日本上市了经过全面改进的中型轿车“A6”(图1)。不仅通过采用钢和铝(Al)材料相结合的车身减轻了重量,还通过改进发动机提高了燃效。而且利用新开发的4轮驱动机构提高了驱动力分配的自由度。
新款奥迪A6的日本国内车型有两款,一款与原来一样配备2.8L排量V型6缸汽油直喷发动机,另一款配备带机械增压器的3.0L排量V型6缸汽油直喷发动机。两款车均采用4轮驱动方式。此次只推出了4门轿车,预定今后追加旅行车“Avant”。
因为是最新款,燃效高于原车型。2.8L款的10·15模式燃效为11.0km/L,比原来提高13%,3.0L款为10.2km/L,比原来提高8.5%。
对提高燃效作出贡献的技术首先是轻量化技术。新款A6的车身采用铝(Al)合金与高张力钢板的混合构造,车身的20%以上由铝合金构成。由此将车身重量减轻了30kg。

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图2:铝合金与钢板相混合的车身

除了前发动机罩及车门等“盖状部件”,前部的支柱塔部分等也采用了铝材料。车柱使用了通过热成形来提高强度的钢板。
采用铝材料的部分是,发动机舱内的支柱塔部分、前后保险杠加固材料、车门、前发动机罩及后备箱盖等(图2)。支柱塔部分采用了铸件,保险杠加固材料及悬架横向连接杆使用了挤压材料。尽管原车型也采用了铝制车身,但只限于车门及发动机罩等“盖状部分”。

 楼主| 发表于 2012-10-20 12:40:10 | 显示全部楼层
新款车还改进了加工技术。焊接车门及后备箱盖的外板与内板时采用了二极管激光焊接技术。与原来的固体激光〔YAG(钇铝石榴石)激光〕相比,二极管激光的波长较短,焊接铝材料时的吸收率是固体激光的近3倍,因此可减少能耗。而且提高了处理速度。制造车门时,使用12台这种新型激光焊接机,只需75秒即可完成50处接缝焊接。
钢板也实现了轻量化。尤其引人注目的是增加了热成形技术的采用,通过将钢板加热至1000℃以上,采用水冷式模具进行冲压成形,来提高钢板强度。新款A6在发动机舱间隔墙的加固材料、前柱、中柱、侧栏及中央通道等多种部件中均使用了热成形件。
两种发动机基本与原车型相同,只是改进了细节部分。对提高燃效作出贡献的是,两种发动机标配的怠速停止机构及能量回收系统。能量回收系统可在驾驶员松开油门踏板,或踩下制动踏板时,提高发电机的输出电压,从而增加储存至电池的充电量。
扩大驱动力分配可变范围

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图3:新一代4轮驱动系统

由两个相对的冠齿轮、连接冠齿轮的小齿轮以及油圧多板离合器构成。
在行驶性能方面引人注目的是新一代4轮驱动系统的采用(图3)。采用新一代差速齿轮机构进行前后驱动力分配,该机构使用了形状酷似王冠的“冠齿轮”。该差速齿轮机构将连接前轮的冠齿轮与连接后轮的冠齿轮相对配置,再啮合以90度间隔配置在两个冠齿轮之间的四个小齿轮。因前后冠齿轮的形状不同,通常会向后轮传输60%的驱动力,向前轮传输40%的驱动力。
发动机产生的驱动力首先会传向小齿轮。前后轮转速相同时,两个冠齿轮会与小齿轮合为一体一同旋转。但前后轮之间产生转速差时,会推动外壳内部的离合器板,在两个冠齿轮之间传输动力,从而改变驱动力分配比例。

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 楼主| 发表于 2012-10-20 12:40:26 | 显示全部楼层
原来使用蜗轮齿轮的差速限制机构的驱动力分配比例可变范围为前60%后40%~前20%后80%,而新型机构扩大为70%后30%~前15%后85%。另一特点是,差速齿轮机构自身的重量为4.8kg,比原来减轻了约3成(2kg)。因没有使用电子控制方式,因此还具备动作反应快的优势。


图4:转向拉杆齿条驱动型电动助力方向盘

这是奥迪继“A7 Sportback”之后第二次采用。

而且,此次的4轮驱动机构的特点之一是配备了“扭矩矢量分配系统”,通过利用防侧滑装置,只对正在旋转的内侧车轮施加制动力,从而可辅助其旋转,实现中性转弯特性。助力转向系统为转向拉杆齿条驱动型电动式,新款A6是继共用底盘的“A7 Sportback”之后采用这种助力转向系统的第二款车型(图4)。算上“A1”的话,A6是奥迪第三款采用电动助力方向盘的车型。


图5:自适应巡航控制系统(ACC)

可自动控制与前方车辆的车距,通过自动制动方式停车。
安全技术方面,配备了多种最新的驾驶员辅助系统。其中奥迪定位为“最高端系统”的是自适应巡航控制系统(ACC,图5)。比原车型的ACC实现了大幅改进,可自动调整与前方车辆之间的车距,前方车辆停止时可通过自动制动方式停车。该系统为2.8L发动机车型的选配件,为3.0L发动机车型的标配件。设置在前保险杠进气口的两个毫米波雷达可沿左右40度的方向发送雷达波,从而检测出前方约250m范围内的车辆。
A6还配备了用来操作导航仪系统及音频系统的奥迪最新版界面“MMI(Multi Media Interface)”。新型MMI的最大特点是,在换挡杆旁边设置了触摸板,可手写输入导航仪系统的目的地名称及电话番号。(记者:鹤原 吉郎,《日经汽车技术》)

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发表于 2015-10-15 14:46:02 | 显示全部楼层
牛,学习了   
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