張為揚

撰文

Audi 提供

攝影

50,848

2011

12月

22

不僅在 1901 年打造出擁有 4~5 匹馬力的 The first Horch、且於 1933 年開發出全球第一輛前置引擎、前輪驅動車款:Front UW ,不斷追求突破與創新的 Audi,前身之一的 A. Horch & Cie 公司還是德國第一個採用輕量化合金製造引擎及變速箱外殼的廠商,奠定了輕量化與品牌間密不可分的關係。

最擅用鋁合金材質的專家

由於很早就發現鋁合金擁有輕量化及耐腐蝕的特性,所以致力追求輕量化的 Audi,不但 1920 年代便開始逐步在賽車上擴大鋁合金材質的運用,並於 1981 年開始、與美國鋁合金製造商合作,且旋即在 1982 年便首度於廠內正式打造出第一個鋁合金車體。1991 年、對於鋁合金材質運用越來越得心應手的 Audi,更分別於德國 IAA 法蘭克福車展及日本東京車展、推出 Audi quattro Spyder 及 Avus quattro 兩款搭載鋁合金車體的概念車,不但向世人及消費者展示了它們對鋁合金運用技術的自豪,也宣告了它們將量產鋁合金車體的計畫。

1981 年開始便與美國鋁合金製造商合作,且 1982 年打造出第一個鋁合金車體的 Audi,曾於 1991 年在德國 IAA 法蘭克福車展及日本東京車展、分別推出 Audi quattro Spyder (圖上車款) 及 Avus quattro 兩款搭載鋁合金車體的概念車,展示它們在鋁合金研發上的技術。

於是在二年後的 1993 年、Audi 不但正式推出 ASF (Audi Space Frame) 概念高剛性車身結構技術,首度透過與航太科技相同的輕量化鋁合金來打造量產車的車體,建構出耐腐蝕性、剛性與抗扭曲性皆比傳統鋼材出色的結構,次年 (1994 年) 更發表了全球第一款搭載 ASF 概念高剛性車身結構的量產車:第 1 代 Audi A8。

1993 年、Audi 正式推出 ASF 概念高剛性車身結構技術、打造 Audi ASF 概念車,首度透過與航太科技相同的輕量化鋁合金來打造量產車的車體,而這輛概念車就是 1994 年發表之第 1 代 A8 的雛形。

第 1 代 A8 的誕生,是當時車壇相當重要的大事,因為這款全球第一輛採用 ASF 概念高剛性車身結構打造出鋁合金車體的量產車,不但車身得以較當時同級對手輕上 100~150 公斤,且剛性提升 60%、油耗大幅降低,成為當時大型豪華房車的標竿。而且除了將 ASF 概念高剛性車身結構成功運用在大型豪華房車的車體外,1999 年、Audi 也嘗試過將鋁合金車體搭載於 5 門設定的 A2 上。

第 1 代 A8 是全球第一輛採用 ASF 概念高剛性車身結構打造鋁合金車體的量產車,車身較當時同級對手均輕上 100~150 公斤,且就算配置 4.2 升 V8 引擎,油耗表現依舊相當出色。

研發過程中曾經獲得上百項專利、「2008 年歐洲年度發明獎」,以及 4 座全球最權威之造車設計獎項:「歐洲車體設計大獎 (Euro Car Body Award)」的 ASF 概念高剛性車身結構,構造設計採用了源自大自然的仿生物學原理,車體骨架由擠壓成形和壓鑄的鋁合金所構成,且透過誤差值不超過 0.1 毫米的雷射技術銲接,再於表面進行拋光處理,且能夠根據車體不同部位的需求、以不同的製程來生產。

除了運用在大型豪華房車的車體製造上,1999 年、Audi 也嘗試將鋁合金車體搭載於 5 門的 A2 上,並創下許多同級車的車重與油耗記錄。

從環保的角度來看,鋁合金車體雖然在生產初期會產生比較高的能源消耗,但輕量化的特色卻可以讓它擁有較低的油耗與二氧化碳排放,而且鋁合金零件還可以進行回收再利用,以 A8 為例、整個車體便有 50%的鋁合金是可以重新使用的,較傳統金屬材質更為環保。至於發展至今已為第三代的 ASF 概念高剛性車身結構,不但較過去增加了 75%的自動化生產流程,且車體剛性比上一代 ASF 概念高剛性車身結構提高了 60%。

自 1994 年、Audi 開發出第一輛搭載鋁合金車體的 A8 至今,全球已有超過 55 萬輛運用 ASF 概念高剛性車身結構的新車,圖中便是現行 S8 車型的鋁合金車體結構。

不過,即使自 1994 年、Audi 開發出第一輛搭載鋁合金車體的 A8 至今,全球已有超過 55 萬輛運用 ASF 概念高剛性車身結構的新車,但 Audi 並沒有因此自滿而停下進化的腳步,不但成立了擁有 180 名工程師的 ALDC (Audi Lightweight Design Center) 輕量化設計中心,致力輕量化科技的研究與開發,且將輕量化的哲學由車體延伸至全車包括引擎等不同的部分,並分別運用不同的輕量化材質來生產、打造出全方位輕量化車款,且將這種輕量化科技命名為「Audi ultra」。

源自賽車,全面輕量化訴求

輕量化對 Audi 而言,不但是它們最擅長的優勢,更是每一名設計師、工程師的堅持,所以秉持著「對的材料、要在最適合的位置提供最佳功能」的理念,Audi 決定透過整合不同面向的輕量化科技,並利用策略性、有彈性的運用不同材質,打造出更全方位輕量化的車款,而這個整合性的輕量化科技,便是「Audi ultra」。

「Audi ultra」概念的誕生,源自於最「斤斤計較」的賽車,並透過賽道上的競爭,驗證研發的成果。

賽車運動向來是最講究輕量化的領域,所以透過賽道上不斷地競爭與驗證後,Audi 成功地整合 ASF 概念高剛性車身結構與 MSF 複合材質車體結構,融合為先進的「Audi ultra」技術。

近年非常積極投入 Le Mans 24 小時耐久賽的 Audi,不但自 1999 年重新加入原型賽車組別的競技以來,只有第一年、2003 年與 2009 年與冠軍獎盃失之交臂,共風光地抱回 10 座總冠軍獎杯;而且更珍貴的是,它們還從中找到了「Audi ultra」科技。

就如同執行長 Rupert Stadler 在 Audi Motorsport 車隊拿下 2011 年、第 79 屆 Le Mans 24 小時耐久賽後所言:「這是 Audi 輕量化造車技術的勝利,證明了在嚴苛的賽事條件下,Audi 不只打造了表現最佳的車款,更以 Audi ultra 輕量化科技打造速度最快的賽車稱霸今年的賽事。」

甫拿下 2011 年、第 79 屆 Le Mans 24 小時耐久賽冠軍的 Audi R18 TDI 賽車,便是「Audi ultra」輕量化科技與空氣力學效應整合下的作品。

Audi 賽車部門總監 Dr. Wolfgang Ullrich 同時表示:「拿下 Le Mans 24 小時耐久賽冠軍的 R18 TDI 賽車,不但是 Audi 未來科技的實現,更是 Audi 期望藉由賽道嚴苛考驗、驗證設計中心開發技術,最後再運用在量產車款之上,讓消費者得以在日常生活中享受的結果。未來 Audi 在賽道上成功驗證的 ultra 輕量化科技,也將大量下放到 Audi 市售產品上,讓 ultra 成為 Audi 品牌的科技代名詞。」

Audi 品牌首款超級跑車 R8 不但車體是以運用 ASF 概念高剛性車身結構之輕量化鋁合金所打造,能提供高剛性與輕量化的優點,車身鈑件還大量運用了鋁合金和碳纖維所製作,採用了 MSF 複合材質車體結構技術。

與 ASF 概念高剛性車身結構僅是鋁合金車體打造技術不同,「Audi ultra」是以專精鋁合金運用科技為主的 ASF 概念高剛性車身結構為基礎,並進一步將 MSF (Multimaterial Space Frame) 複合材質車體結構技術加入車體輕量化科技的概念;其中、源自賽車車架與車體製作的 MSF 複合材質車體結構技術,選用的材質包括鋁合金、鋼材、強化塑膠纖維與碳纖維,最後並透過策略性的整合應用,將各種材質放置於各自最適當的位置上,達成輕量化、安全強度與剛性、抗扭曲性的巧妙平衡。

新一代 Audi A6 導入「Audi ultra」輕量化科技後,將引擎蓋、前葉子板、車門和尾廂蓋等共 20%的車身上運用鋁合金生產,車身重量較前代車型減輕了 15%,且可提供更佳的安全保護,落實了 Audi 在輕量化與安全等各方面的優勢。

而在逐步導入「Audi ultra」輕量化科技後,以新一代 Audi A6 為例、搭載 Aluminum hybrid body 輕量鋁合金複合車體,在引擎蓋、前葉子板、車門和尾廂蓋等共 20%的車身上運用鋁合金生產後,不但車身重量可較前代採傳統金屬打造的車身減輕 15%,且油耗與二氧化碳排放也獲得了提升,並可提供絕佳的車身結構與安全保護,完整落實了 Audi 在輕量化、空氣力學、性能操控與安全等各方面的優勢,是「Audi ultra」輕量化科技的出色展現。