TECHNIKA
Wydanie Specjalne Audi
Audi Space Frame - przewaga dzięki masie!

Jednym z głównych kamieni milowych w inżynierskiej historii Audi było ujarzmienie aluminium jako tworzywa do budowy nadwozi samochodów osobowych. I nie mówimy tutaj bynajmniej o pojedynczych elementach karoserii, tylko o nadwoziu jako całości.

Michał Reicher
Tak jak przełom lat 70. i 80. naznaczony był pięcioma cylindrami, tak początek lat 90. nieodłącznie związany jest z aluminium. Za punkt kulminacyjny trzeba uznać rok 1993 i salon samochodowy we Frankfurcie – Audi zaprezentowało na nim prototyp lśniącej limuzyny o nazwie „ASF”. Lśniła nie tylko w przenośni, albowiem całe nadwozie wykonano z polerowanego aluminium. ASF to z kolei skrót od słów „Audi Space Frame”, opisujących nowatorską przestrzenną ramę nośną również z aluminium. Z tego materiału wykonano zatem nie tylko standardowo przykręcane panele nadwozia, lecz także całą konstrukcję nośną, a dzięki zmyślnym zabiegom zagwarantowano jej odpowiednią sztywność.
Przypomnijmy, że aluminium stanowiło budulec poszycia legendarnych wyścigowych Auto Union z lat 30. Czym innym jest jednak zbudowanie pędzącego pocisku, który ma przecinać powietrze jak wystrzelona strzała, a czym innym samochodu osobowego, w którym priorytety są nieco inne. Tutaj nie liczy się wykręcanie życiówki na każdym okrążeniu Nürburgringu ani bicie rekordu prędkości.
Technicznie Audi Space Frame to rama przestrzenna wykonana z mieszanki aluminium, stali oraz włókna węglowego, do której następnie przymocowano panele nadwozia. Struktura powstała z wytłaczanych profili, łączonych odlewanymi ciśnieniowo wiązaniami. Inżynierowie z Ingolstadt musieli opracować wiele nowych technologii, i to w najdrobniejszych szczegółach. Łącznie za całym projektem ASF kryje się ok. 50 zastrzeżonych przez Audi patentów, a obejmują one m.in. metody wytwarzania ulepszonych stopów lekkich, nowe techniki ich przetwarzania i łączenia, a także wiele innych, pomniejszych kwestii. Przykładowo, jeśli chodzi o łączenia, to po raz pierwszy do budowy karoserii samochodu wykorzystano przebijane nity, „wstrzeliwując” je pomiędzy dwa elementy.
Tak wykonane nadwozie bazujące na ramie przestrzennej ważyło 250 kg, czyli zaledwie połowę tego, ile ważyłoby identyczne w formie, ale zrobione ze stali. Audi, jakby dla podkreślenia tego faktu, wyposażyło zaprezentowany we Frankfurcie prototyp ASF w wysokoprężny silnik V8 TDI o pojemności 3,4 l. Diesel w limuzynie? Odkąd skonstruowano rodzinę silników wysokoprężnych z bezpośrednim wtryskiem paliwa, temat nie wydawał się już tak niedorzeczny.
Wspomniany wcześniej coming out miał miejsce w 1993 r., ale to nie było tak, że Audi wyskoczyło z pomysłem aluminiowego samochodu znienacka i bez ostrzeżenia. Dwa lata przed prezentacją prototypu ASF pokazano w ciągu kilkunastu miesięcy dwa ekscytujące projekty: Spydera i Avusa (patrz s. 95). Oba miały nadwozia wykonane z aluminium, nie były jednakże przewidziane do produkcji. Same prace nad technologią budowy nadwozi z aluminium prowadzono natomiast w tamtych czasach już od dekady. Zawiązano współpracę z amerykańską firmą Alcoa, będącą wtedy potentatem w branży producentów aluminium. Podjęto ponadto pierwsze próby wykorzystania tego metalu do budowy nadwozi samochodowych, czego efektem było Audi 100 z takim właśnie poszyciem. Niemniej od zasiania ziarna do zebrania owoców musiało minąć jeszcze prawie 10 lat.
O ile wspomniane wcześniej Spyder i Avus stanowiły wyłącznie pokaz możliwości, o tyle ASF było właściwie gotowym do produkcji autem. Późniejsze, zaprezentowane w następnym roku produkcyjne Audi A8 od prototypu różniło się wyłącznie… polakierowanym nadwoziem. Nie, polerowanego aluminium nie przewidziano na liście opcji. A8 zastąpiło dotychczasowy topowy model V8, a przy okazji dokonano również zmiany w nazewnictwie modeli – od teraz każdy nowy samochód zaprojektowany w Ingolstadt określano alfanumerycznym symbolem, zastępując wcześniejsze liczbowe oznaczenia.
Od momentu prezentacji Audi A8 firma zaprezentowała wiele modeli z nadwoziem wykonanym w tej właśnie technologii, co stało się jej kolejnym znakiem rozpoznawczym. Jednymi z bardziej ekscytujących projektów były pokazane pod koniec lat 90. Audi TT czy zaprezentowany już w kolejnym wieku supersportowy model R8. Kolejne generacje A8 również produkowano z aluminium, dzięki czemu, kiedy ciężkie limuzyny BMW czy Mercedesa ważyły po przeszło dwie tony, Audi nieznacznie przekraczało półtorej. W późniejszych latach projekt ASF oczywiście ewoluował wraz z wymogami gry. Rama aktualnego Audi A8 została wykonana z mieszanki aż czterech surowców – do tercetu „aluminium, stal i włókno węglowe” dodano również domieszkę magnezu.
Żeby nie wyjść na bajkopisarzy, aluminiowe nadwozie też ma oczywiście wady, których zwyczajnie nie da się przeskoczyć. Praw fizyki nie oszukasz, więc aluminium zawsze będzie mniej wytrzymałe od stali pomimo wszelkich egzorcyzmów odprawianych nad jego obróbką. Cokolwiek by jednak mówić, zbudowanie nadwozia samochodu wykonanego w całości z aluminium tak, aby nie stanowiło wyłącznie eksponatu w muzeum sztuki, było w tamtym czasie prawdziwym przełomem.


Czytaj więcej