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奥迪采用一种玻璃纤维增强环氧树脂车用弹簧为汽车减重 |
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| http://cn.newmaker.com
4/6/2012 8:04:00 PM
佳工机电网
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 汽车制造商奥迪公司即将启用一种玻璃纤维增强环氧树脂车用弹簧，这种弹簧与应对震动负荷的钢圈具备同样的功能，但重量要轻约40％。
和其他汽车制造商一样，奥迪的工程人员也在任何可行的地方尽可能减少车重，不仅在车身上，还包括其他各种零部件和组件。
超轻型设计对汽车底盘和悬挂系统来说尤为重要，因为簧下质量的减少对驾乘舒适性和操纵性的提升十分明显。纤维增强塑料（FRP）圆簧是由奥迪的项目工程师Joachim Schmitt和意大利汽车零部件设计兼生产商索格菲集团共同开发的，索格菲集团也是该项专利的持有方。
与传统的钢制弹簧相比，FRP弹簧所用的“导线”更厚，总体直径更长，圈数更少。最重要的是，这种弹簧的重量要轻得多。Schmitt介绍说：“奥迪A4前悬挂系统中所用的钢制弹簧每个重量为2.66公斤。而FRP弹簧仅重1.53公斤，减轻了40％以上的重量，但在性能上毫不逊色。而且这种弹簧还保持着最‘天然状态’的亮绿色！”
据奥迪公司称，如果在设计中将这一特定用途考虑进去，由FRP制成的螺旋结构能够极佳地吸收扭转负荷。弹簧芯由长玻纤扭结而成，并在空隙处注入环氧树脂。在弹簧芯周围，依照纵轴±45°的角度交错填充了更多纤维，直径只有几毫米。这一交替层互相支撑，发挥压缩或拉伸的作用。整个零部件携带的扭转负荷随后在纤维中被转换为拉伸和压缩负荷。
接下来的生产阶段将针对“导线”进行，尽管导线仍是又湿又软的，目的是将导线贴合到低熔点的金属合金芯线上。随后在超过100°C的熔炉中对FRP材料做硬化处理，使芯线融化。
目前这项工艺被用在原型车生产中，但奥迪预计该工艺若被用在量产中将在速度和效率上得到显著提升。
新的FRP悬挂弹簧将在2012年底前在电力驱动的奥迪R8 e-tron车型上公开亮相。到2013年，该弹簧将被逐步加大数量用于奥迪的大中型豪华车款。目前该产品正在接受长期道路试验，并在特殊试验台上进行马拉松式测试循环，每次循环都要对弹簧施加相当于普通驾车者驾驶大约30万公里时产生的负荷。
Schmitt回忆道：“在早期阶段，我有许多同事都不确信这一项目是否会取得成功。但从一开始，FRP就显示出了作为绝佳选材的潜质。它有很强的抗腐蚀能力，且能有效抵御车轮清洁剂这样的化学制剂的侵蚀。FRP弹簧在生产过程中的能源消耗也低于钢制弹簧，而且它能把诸如当前款奥迪A4的总体车重减轻约4公斤。这在汽车减重上跨出了一大步。”
FRP弹簧具有很强的“可调性”，能够灵活满足底盘工程师的要求，让他们得以将车辆的轴载荷和驾乘舒适性与操纵性等特性考虑在内。可调变量包括“导线”的长度、直径和线圈数量。据奥迪的工程人员预计，再过数年时间，随着在生产方法上得到进一步的完善，FRP材料的载荷量将随之提高，弹簧本体所需的空间将与如今的钢制弹簧基本相当。
此外，除了少见的亮绿色外，奥迪还在设法为该弹簧提供更多的颜色选择。Schmitt说道：“如果我们在FRP弹簧的混合材质中添加一定量的石墨，弹簧就会完全呈现黑色。而对于充满激情活力的驾车一族，我们已经在着手制作红色和蓝色弹簧！”
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