Audi A8 hoàn toàn mới sử dụng khung vật liệu nhẹ thông minh

Khung xe thế hệ Audi A8 sắp tới sẽ là sự kết hợp thông minh của bốn loại vật liệu được sử dụng lần đầu tiên trong cấu trúc thân xe trọng lượng nhẹ.

Đây là sự kết hợp của nhiều loại vật liệu hơn bất kỳ mẫu xe nào Audi từng sản xuất. Mẫu sedan sang trọng trên lại một lần nữa khẳng định vai trò của nó như một động lực sáng tạo về thiết kế ôtô trọng lượng nhẹ: trọng lượng nhẹ và độ cứng ấn tượng giúp xe thể hiện tốt hơn, tiết kiệm nhiên liệu và an toàn hơn.

Các kỹ sư thiết kế của Audi từ lâu đã từ bỏ ý tưởng chỉ sử dụng một vật liệu trong thiết kế khung trọng lượng nhẹ. Với sự kết hợp giữa các chất liệu nhôm, thép, magiê và polymer gia cường bằng sợi carbon (CFRP), họ viết nên một chương mới về cấu trúc đa vật liệu trong thiết kế khung không gian của Audi (ASF) cho thế hệ Audi A8 mới - phù hợp với nguyên tắc "vật liệu thích hợp, đúng chỗ với định lượng phù hợp”.

Audi luôn ứng dụng các công nghệ vật liệu và thiết kế mới trực tiếp đem lại lợi ích cho khách hàng - chứ không chỉ nhằm giảm trọng lượng. Độ bền xoắn trên mẫu xe đầu bảng của Audi là tham số quan trọng để đem lại cảm giác lái chính xác và các âm thanh dễ chịu, vượt trội hơn các chỉ số vốn đã tuyệt vời của mẫu xe đời trước.

Về kích thước tổng thể, tấm panel ngăn giữa cabin và cốp sau làm bằng chất liệu CFRP đặc biệt cứng chắc và có độ bền xoắn cao, là chi tiết lớn nhất trong khung cabin của A8 mới. Nó đóng góp 33% cho độ bền xoắn của toàn bộ xe.

Để hấp thụ tải trọng theo chiều dọc và chiều ngang cũng như lực cắt, tấm CFRP có từ 6-19 lớp xợi, đảm bảo có thể chịu tải trọng tối ưu. Các lớp sợi riêng rẽ này là các dải băng rộng 50 milimet (2,0 inch) và có thể đặt riêng rẽ trong một lớp hoàn thiện, ở bất kỳ góc chịu lực mong muốn nào và chỉ cần cắt xén tối thiểu. Qui trình xếp lớp sợi mới được phát triển để không cần đến công đoạn trung gian cần thiết thường thấy trước đây trong toàn bộ quá trình chế tạo tấm CFRP. Sử dụng một quy trình mới phát triển khác, khối phân lớp này được nhúng nhựa epoxide chỉ trong vài phút.

Các chi tiết làm bằng thép xử lý nóng có độ bền kéo cao được giằng với nhau để tạo nên khung khoang cabin, gồm phần dưới của vách ngăn trước, trụ sàn xe, trụ B và phần trước của mui. Trên những tấm kim loại này có một số lỗ, với độ dày khác nhau, sử dụng các công nghệ chế tạo đặc biệt, và các lỗ khác được xử lý phần nào bằng nhiệt. Các lỗ này giúp giảm trọng lượng và tăng độ bền, đặc biệt là ở các khu vực đóng vai trò đặc biệt quan trọng cho độ an toàn của khung.

Các chi tiết nhôm chiếm tỷ lệ 58% trong bộ khung Audi A8 mới, và là phần vật liệu lớn nhất. Các tiếp điểm nhôm đúc, chi tiết đùn bằng nhôm và tấm nhôm là yếu tố đặc trưng trong thiết kế ASF. Các chi tiết hợp kim nhôm được xử lý nóng mới có độ bền kéo cực lớn lên tới hơn 230 MPa (megapascal).

Ngoài ra các thanh giằng magiê cũng hoàn thiện thêm sự kết hợp thông minh giữa các vật liệu. So sánh với mẫu xe đời trước, Audi A8 mới giảm 28% trọng lượng. Các bu lông nhôm đảm bảo sự gắn kết chắc chắn của khung giằng, và là nhân tố đảm bảo độ bền xoắn cho thân xe. Trong trường hợp va đập ở đầu xe, lực tác động sẽ được phân bổ tới 3 phần đệm ở đầu.

Không chỉ phát triển mới hoàn toàn khung giằng ASF cho A8 thế hệ mới, tại Neckarsulm cũng đã xây dựng các cơ sở sản xuất mới dành riêng cho việc chế tạo mẫu xe đầu bảng này. Tổng cộng, người ta sử dụng tới 14.400 tấn thép để xây một xưởng chế tạo khung mới, cao 41 mét - gấp đôi lượng thép sử dụng cho Tháp Eiffel ở Paris. Công đoạn sản xuất phức tạp song tiết kiệm năng lượng trên sử dụng 14 quy trình gia công khác nhau.

Năm 1994, thế hệ Audi A8 đầu tiên, sử dụng khung thân nhôm, đã tạo dựng danh tiếng cho thiết kế khung APF trong thế giới ôtô. Kể từ đó, Audi xuất xưởng hơn 1 triệu chiếc xe sản xuất theo nguyên tắc thiết kế APF, và thiết kế này liên tục được hoàn thiện dựa trên những sáng tạo của Audi trong việc sử dụng các vật liệu khác nhau cũng như kỹ thuật phối kết hợp chúng.

Tâm Khanh