Вы просматриваете: Главная > Авторемонт разное > Легкость бытия: cбрасываем лишние килограммы
Post Icon

Легкость бытия: cбрасываем лишние килограммы

Опубликовано в Авторемонт разное
26 мая 2009

Легкость бытия: cбрасываем лишние килограммы

Легкость бытия: cбрасываем лишние килограммы

    Сборка кузова: Аudi TT Coupe Схема размещения материалов и их количественное соотношение в кузове Audi TT Coupe Алюминиевые профили, из которых делаются силовые элементы кузовов, смогут иметь самые различные сечения. От их внутренней структуры зависят вес, характер и прочность сминания Сминание экструдированных профилей происходит предсказуемо, давая инженерам возможность совершенно верно вычислить распределение энергии при столкновении Резьбовые соединения на винтах-саморезах разрешают соединить подробности из стали и алюминия и изолировать их друг от друга чтобы не было контактной коррозии

Я стою на старте горной автострады испытательного полигона Bosch в Боксберге (Германия). Передо мной два прекраснейших купе Audi A5 — красное и белое.

Под капотом красного авто 265-сильный V6 с рабочим количеством 3,2 л. Сердце белой автомобили — турбированный 2.0 TFSI мощностью 211 л.с. «Выбирайте, красная либо белая?» — обращается ко мне тест-пилот Audi, и я ловлю собственный отражение в его спортивных очках, как Нео, готовящийся забрать пилюлю с ладони Морфеуса. Я выбираю белую — пускай более спокойный мотор окажет помощь мне «вкатиться» в автостраду, да и цвет данный ей больше идет.

Ведущий тест-пилот на стремительной TT RS начинает перемещение, и я устремляюсь за ним. С непривычки мало побаиваюсь, но стараюсь совершенно верно повторять все перемещения ведущего, поддерживать его скорость.

Ощущения местами захватывающие — мы интенсивно разгоняемся и тормозим, очень решительно входим в поворот, чувствуем, как боковые перегрузки приятно вдавливают тело в спортивное кресло. Чуть поодаль в зеркале мелькает красный автомобиль: по всей видимости, сотрудник-журналист намерено отпускает нас вперед, дабы прокатиться с ветерком. Автомобиль цепко держит дорогу, не скользит — значит, скорость выбрана правильно.

Пересаживаюсь в красный автомобиль и с уверенностью нажимаю на газ: автострада мне уже знакома. Медлено вхожу в поворот за белой Audi — и внезапно передние колеса под тяжестью громадного V6 начинают предательски скользить наружу.

Отпускаю газ, теряю время, пробую догнать сотрудника на прямой перед приближающейся связкой виражей. В следующем повороте делается легко страшно. Стараясь сохранить сцепление колес с дорогой, я теряю очередные драгоценные секунды.

Но я не могу отставать, что поразмыслят коллеги! И, смирившись с истерическим визгом всех четырех колес, я доверяю управление ESP, а выбор скорости (а заодно и собственное здоровье) — пилоту-ведущему, поскольку он собственный дело знает!

На финиш я прибыл вовремя, но из автомобиля вывалился взмыленный и растерянный. В чем секрет, что оказывает помощь двухлитровому автомобилю рвать могучий 3,2, как тузик грелку? Ответ несложен: во всем виноват его величество Вес.

Красный автомобиль — это стандартная модель со металлическим кузовом и снаряженной массой 1540 кг. На каждую из 256 лошадок в нем приходится 5,8 кг веса. Белый автомобиль — это прототип с полностью карбоновым капотом и алюминиевым кузовом.

Он весит 1310 кг, и на каждую из 211 лошадей в нем приходится 6,2 кг. Маленькая отличие в энерговооруженности с лихвой компенсируется большей скоростью в поворотах (на более легкую машину действует меньшая центробежная сила), и белая А5 выясняется намного стремительнее красной.

Строим на костях

В начале 1980-х облегчение конструкций было возведено в ранг стратегических направлений компании Audi. Дабы собственными глазами заметить, как германские инженеры оказывают помощь машинам скинуть лишние килограммы, мы побывали в Неккарзульме, на ветшайшем производстве Audi.

Завод был выстроен 136 лет назад. В первой половине 90-ых годов двадцатого века на нем был создан производства и Центр разработки алюминиевых и облегченных конструкций. В этом же году свет заметил Audi A8 — первый серийный автомобиль с несущим алюминиевым кузовом, созданный по разработке Audi Space Frame (ASF).

В базе пространственной конструкции ASF лежит принцип применения разных деталей и материалов, произведенных по разным разработкам, в тех местах, где их особенности оказываются самые ценными. К примеру, кузов купе Audi TT на 22% складывается из алюминиевых частей, отлитых под давлением, на 16% — из экструдированного алюминиевого профиля, на 31% — из штампованных алюминиевых панелей и на 31% — из штампованной стали.

Использование стали в задней части кузова разрешило совершенно верно скорректировать развесовку переднемоторного купе по осям. В следствии масса кузова TT нового поколения образовывает 206 кг, что на 90 кг (30%) меньше, чем у модели-предшественника.

«Создавая автомобильные кузова, мы опираемся на топологические законы природы», — говорит Генрих Тимм, начальник Центра алюминиевых и облегченных конструкций. К примеру, кости животных имеют пористую структуру.

Бессчётные внутренние перегородки разрешают им оставаться достаточно прочными и твёрдыми при относительно маленькой массе всей кости. По такому же принципу спроектированы силовые элементы кузова ASF, каковые отливаются под давлением в предельно правильных формах.

Так, например, сделана опора передней стойки Audi TT, которая соединяет лонжерон, порог, подрамник двигателя и стойку крыши. Подробность имеет ребристую структуру, жесткость которой в различных направлениях вычислена посредством компьютерного моделирования.

Нижняя часть опоры сделана более мягкой, чем верхняя: при важной аварии это разрешает двигателю уходить вниз, не травмируя ноги пассажиров, а при легких ДТП энергия удара не передается на крышу, которая самый дорога в ремонте. Литые подробности употребляются в местах концентрации нагрузок на кузов. «Материал должен быть лишь в том месте, где он вправду может трудиться», — подчеркивает Генрих Тимм.

Строптивый металл

Продольную и поперечную жесткость кузову ASF придают балки из алюминиевых профилей. В зависимости от требуемых особенностей снаружи однообразные профили смогут иметь самую различную структуру внутренних ребер жесткости.

В сечении профили смогут быть крестовидными, звездообразными, ромбовидными. Кроме того в купе и родстере Audi TT и TT Roadster пороги с виду не отличаются друг от друга, но имеют различную структуру.

Особенные прочностные особенности профиля обусловлены разработкой его производства: в нем нет сварочных швов либо иных соединений, это цельная подробность, выдавленная через матрицу с соответствующим сечением. При аварии профиль сминается совершенно верно в продольном направлении. Это свойство разрешает с высокой степенью предсказуемости руководить сминанием кузова в целом и целенаправленно распределять энергию удара по определенным областям.

За внешний облик и геометрические формы кузова ASF отвечают штампованные алюминиевые панели. Их изготовление — куда более сложный процесс, чем штамповка стали.

Алюминий менее пластичен, исходя из этого при сильном изгибе в одной плоскости его не следует подвергать большой деформации в второй. «Крылатый металл» характеризуется высоким коэффициентом упругой деформации. Иными словами, он пружинит и пытается возвратиться в исходное состояние по окончании сгибания.

Разрабатывая производственное оборудование, инженеры уделяют особенное внимание моделированию поведения строптивого металла конкретно в ходе штамповки. Помимо этого, дизайнерам, каковые создают внешний образ машин Audi, приходится руководствоваться не только эстетическими мыслями, но и твёрдыми технологическими ограничениями.

В одном из цехов завода в Неккарзульме мы заметили последнее достижение в области штамповки алюминия — цельную алюминиевую боковую панель новой Audi A8, которая включает в себя два дверных проема, стойки и линию крыши, порог и заднее крыло. Эта подробность будет устанавливаться на новый седан представительского класса, что продемонстрируют широкой публике только через год. Для сравнения: боковая панель нынешней A8 складывается из восьми отдельных алюминиевых подробностей.

Сварка лазерным клинком

Комбинировать различные материалы в кузове автомобиля возможно лишь в том случае, если мы можем их надежно соединить. В некоторых случаях это очень непросто.

К примеру, сталь и алюминий владеют различными коэффициентами расширения при нагревании, исходя из этого их нереально соединить сваркой. В этом случае используются прессовая клепка, винты и клеевые швы-саморезы. Для соединения элементов кузова купе Audi TT употребляется 229 саморезов.

Робот вворачивает любой винт в течение трех секунд, за это время пара раз меняя скорость вращения (до 5000 об/мин) и силу нажима (до 1500 Н). Под действием силы трения металл плавится. Наряду с этим нарезается такая прочная резьба, что по окончании ремонта винт может употребляться повторно.

Геометрия соединения рассчитывается с учетом алюминия и различного поведения стали при нагревания. Это принципиально важно для производственных процедур, в частности грунтовки способом погружения.

Прочность большинства соединений значительно повышается за счет применения клея. Клей изолирует алюминий от стали, предотвращая контактную коррозию. Клеевые швы частично заменяют сварные и при соединении металлических подробностей, делая автомобиль легче.

В современной Audi A4 насчитывается 125 м клеевых швов.

Так или иначе, сварка остается главным методом соединения кузовных элементов и занимает большое время в производственном ходе. На дверях и порогах Audi A4 используется дистанционная сварка лазерным лучом, которая разрешает радикально ускорить сборку кузова.

Простая сварочная головка находится на расстоянии нескольких миллиметров от материала и обязана всегда перемещаться на протяжении шва. На это перемещение тратится большинство времени. Сварочный лазер находится в нескольких метрах от свариваемых подробностей.

Лазерный луч отклоняется зеркалами и фокусируется на рабочей поверхности. Шов прокладывается за 40 миллисекунд, и вдобавок через пара тысячных секунды начинается прокладка нового шва. Дистанционная сварка проходит в закрытой камере с применением лазера мощностью 7 кВт.

Правильное позиционирование луча разрешает уменьшить ширину сварочных фланцев до 6 мм, тем самым дополнительно облегчив каждую дверь на 60 г. Посредством лазера подробности не только соединяются, но и очищаются перед сваркой. Пульсирующий лазерный луч, скользящий по поверхности, испаряет остатки масла, сохранившиеся по окончании штамповки, действеннее и экономичнее, чем простая мойка.

На крыше у подавляющего большинства машин возможно подметить пластиковые водостоки. Они скрывают сварные швы, которыми крыша соединяется с боковиной.

На машинах Audi пластиковых полос нет, поскольку для сборки данной части кузова употребляется гибридная лазерная сварка в инертном газе с нулевым зазором. Как и в простой MIG-сварке (metal-inert gas), сварочная головка порциями подает к месту соединения расплавленный инертный газ и металл, изолирующий рабочую территорию от атмосферных газов. Но вместо электрической дуги употребляется совершенно верно сфокусированный 3-киловаттный лазер.

Быть либо казаться

Облегчение автомобиля вовсе не сводится к улучшению конструкции кузова. Вес экономится по крупицам, и оптимизация каждой небольшой подробности по цепочке влечет за собой улучшение условий работы всех узлов автомобиля. «Алюминиевые рычаги подвески передают меньше энергии на кузов, чем металлические, — растолковывает Хайнц Холлервегер, начальник проектно-конструкторского направления Audi AG, — значит, и кузов возможно более легким, что со своей стороны разрешит установить более двигатель и компактные тормоза».

Уменьшение неподрессоренной массы на 10 кг свидетельствует понижение нагрузки на амортизационные стойки на 4%. Дабы добиться для того чтобы же результата за счет подрессоренных весов, пригодится экономия на 50 кг.

Очень принципиально важно значение вращающихся весов с их громадным моментом инерции. К примеру, облегчение маховика двигателя на 1 кг и включение соответствующей передачи эквивалентно облегчению кузова на 16 кг.

Правильное нанесение шумоизоляционной пены, гидроизоляции и антикоррозийного покрытия ПВХ экономит килограмм массы. Дополнительная экономия достигается за счет только правильного нанесения краски в четыре узких слоя.

Значение массы для автомобиля тяжело переоценить. Автомобиль массой 1200 кг при разгоне с места на 12 м раньше достигает скорости 100 км/ч, чем его соперник массой 1400 кг. Понижение массы на 100 кг свидетельствует экономию от 0,3 до 0,5 л топлива на 100 км и сокращение выброса CO2 на 8−11 г/км.

Электромобили, каковые обещают собрать популярность в ближайшее десятилетие, будут оснащаться тяжелыми аккумуляторными батареями, для которых также необходимо разгрести место. Наряду с этим любой лишний килограмм будет оборачиваться ощутимым понижением запаса хода.

По окончании тестового дня и технического семинара фактически все гости задавали инженерам Audi одинаковый вопрос: для чего компания реализовывает купе А5 с двигателем V6, в то время, когда кроме того стандартная A5 с четырехцилиндровым двигателем едет не намного медленнее? Хозяева ответили честно: «Многие клиенты желают иметь автомобиль с шестицилиндровым двигателем, по причине того, что это респектабельно. Приятно же сказать: у меня купе с V6!» Господа, пора изменяться — отказываться от стереотипов прошлого века и открывать глаза.

Как закалялась сталь

«Материал должен быть лишь в том месте, где он может трудиться» — данный наиболее значимый принцип соблюдается при создании не только алюминиевых, но и металлических кузовов Audi.

В кузове Audi A4 насчитывается 11 разных видов стали. Среди них особенное место занимают стали тёплой формовки, каковые отличаются относительно малым весом при большой прочности. На заводе в Ингольштадте установлены две газовые печи длиной 23 м любая.

Лента конвейера перемещает лист металла через печь за четыре 60 секунд. За это время он нагревается до температуры более чем 920 °C. На выходе раскаленный докрасна лист перемещается в гидравлический пресс с упрочнением сжатия более чем 600 т

Углеродная ткань

Сухие цифры гласят: один кубический дециметр углепластика имеет массу 1,5 кг. Но значительно красноречивее о легкости карбона говорит тот факт, что рычаг подвески, выполненный из этого материала, возможно с легкостью удерживать на отставленном мизинце.

Эта деталь поддерживает целый автомобиль и первой принимает на себя удары дорожных перегрузки и неровностей в поворотах. Толщина углеродных волокон образовывает от 5 до 8 микрон, они вдесятеро уже людской волоса.

Волокна сплетаются в так именуемые ровинги (нити), складывающиеся из 1 000−50 000 волокон и служащие базой ткани. В качестве армирующего наполнителя в композитных материалах наровне с углеродными смогут употребляться и другие волокна — к примеру, стекловолокно либо арамид.

При помещении их в полиамидную матрицу получается прочный материал — так называемый органопластик. На сегодняшний сутки изготовление таких подробностей подразумевает ручной труд, исходя из этого для крупносерийного производства нужна разработка новых производственных разработок.

Езда по сценарию

    Испытательные заезды на полигоне Bosch в Боксберге разрешили нам собственными глазами заметить, как легкий автомобиль с четырехцилиндровым двигателем может обогнать такую же машину с могучим V6

Для теста на экономичность инженеры Audi подготовили два автомобиля. Первый — 1360-килограммовый TT Coupe 2.0 TFSI с турбированным мотором мощностью 200 л.с. Второй, так называемый референсный автомобиль, — TT с атмосферным V6 мощностью 250 л.с., масса которого была намерено доведена до 1500 кг.

Нам было предложено выехать на кольцевую автостраду, так широкую, что в ходе езды не обязательно наблюдать на дорогу. Вместо этого мы наблюдали на экран компьютера, что в настоящем времени рисовал график трансформации скорости перемещения во времени.

Данный график необходимо было загнать в узкий коридор, руководя машиной по строго определенному сценарию. Так оба автомобиля преодолели полностью однообразный маршрут с однообразной скоростью, то разгоняясь, то замедляясь.

По окончании заезда компьютер рассчитывал средний расход горючего. Обычный TT демонстрировал цифры, родные к 12 л на 100 км, показатели «референсного» автомобиля стремились к 14.

Статья размещена в издании «Популярная механика» (№86, декабрь 2009).

Скинуть вес ? скинуть лишние кг ? Марафон стройности ФитКёрвс 2017 ? быть в форме!


Записи по принципу Рандом:

самые интересные для Вас статьи, подобранные по важим запросам:

Метки: , , ,

Комментирование закрыто.