Алюминиевый кузов Ауди А8: модель D2

В 1994 году начал выпускаться автомобиль Audi A8 (D2) – четырехдверный седан представительского класса.

Самонесущий алюминиевый кузов Ауди

Новизна автомобиля Ауди А8 была в том, что при его разработке впервые применялась концепция пространственной самонесущей конструкции кузова – ASF (Audi Space Frame). Эта концепция продолжалась в последующих моделях Ауди, в том числе, алюминиевом кузове Ауди А2.

audi-a8-d2Рисунок 1 – Audi A8 (D2)

kuzov-audi-a8-d2Рисунок 2 –Алюминиевый кузов Ауди А8 (Д2)

Сущность этой концепции заключается в том, чтобы максимально использовать в автомобиле преимущества различных форм алюминиевой продукции:

  • алюминиевых листов,
  • алюминиевых профилей и
  • алюминиевых отливок.

В этой концепции роли различных компонентов самонесущего кузова автомобиля четко разделяются:

  • профили – несут нагрузки;
  • листы – обеспечивают жесткость;
  • отливки – служат соединительными элементами.

Самонесущий кузов Ауди состоит из скелетной конструкции, выполненной из полых алюминиевых профилей. Эти алюминиевые профили могут быть прямолинейными или гнутыми (2D или 3D). При необходимости применяют алюминиевые профили с несколькими полостями со специально разработанным поперечным сечением. В самых нагруженных углах и других соединениях элементы кузова обычно соединяются с помощью сложных, тонкостенных алюминиевых узловых деталей. Эти алюминиевые литые детали отливают методом вакуумного литья под высоким давлением.

aljuminievye-splavy-kuzov-audiРисунок 3 – Покомпонентное изображение
алюминиевого кузова Ауди A8 (D2)

Алюминий в кузове Аudi А8 (D2)

Автомобиль Audi A8 (D2) выпускался с 1994 по 2002 год. Его алюминиевый кузов имел вес 249 кг (без дверей) – на 200 кг легче стального кузова. Это алюминиевый кузов включает 334 детали:

  • 47 алюминиевых профилей (14 % веса);
  • 50 отливок (15 %) и
  • 237 листовых штамповок (71 %).

По сравнению с предыдущей — стальной — конструкцией кузова количество отдельных деталей уменьшилось на 25 %.

Первые самонесущие алюминиевые кузова Ауди содержали:

  • Гнутые алюминиевые профили, плоские (2D) и пространственные (3D), из сплава 6060
  • Наружные листовые панели кузова из алюминиевого сплава 6016
  • Внутренние листовые панели из алюминиевого сплава 6009
  • Несущие листовые панели из алюминиевого сплава 5182
  • Литые узловые детали из алюминиевого сплава А356

Для производства алюминиевого кузова первой модели А8 (D2) была характерна низкая степень автоматизации. Сборка кузова производилась примерно на 75 % вручную. Соединения к литым узловым деталям, которые производились сваркой MIG, служили для компенсации допусков.

Термическая обработка алюминиевого кузова

Другой особенностью изготовления кузовов D2 была термическая обработка всего кузова в сборе при 210 ºС в течение 30 минут непосредственно перед окраской. Цель этой операции заключалась в том, чтобы обеспечить необходимую прочность кузова за счет идеального – искусственного – старения профилей и листов сплавов серии 6ххх (AlMgSi).

Однако впоследствии опыт показал, что в отдельной операции термической обработки кузова нет необходимости, и она была отменена уже на следующей модели Ауди с алюминиевым кузовом – Audi A2. Вместо этого требуемый уровень прочности кузова достигался во время нагрева в печи при операции окраски кузова. Дело в том, что эта операция окраски включает окунание кузова катафорезную ванну и затем обработку его в печи в течение примерно 20 минут при температуре 180 ºС. Этого нагрева оказалось вполне достаточно для эффективного упрочнения алюминиевых сплавов серии 6ххх за счет искусственного старения.

Химсостав алюминиевых сплавов кузова

ximsostav-aljuminievye-splavy-audi-a8Красным цветом выделены главные легирующие элементы, синим — вспомогательные легирующие элементы и ужесточенные требования по примесям.

Источник: The Aluminium Automotive Manual, Европейская Алюминиевая Ассоциация, 2013