Не до жируС каждым сброшенным килограммом автомобиль становится быстрее, экономичнее и экологичнее. В компании «Ауди» целенаправленно занимаются облегчением машин вот уже без малого 30 лет. Результаты и перспективы оценил Дмитрий Федоров.ТЕХНИКАРАЗРАБОТКИ AUDIВЕС СБРОСИТЬ! На протяжении всей своей эволюции автомобиль неуклонно набирал вес. Машины росли в  размерах, обзаводились новым оборудованием, приспосабливались к жестким нормативам безопасности. При этом требовали мощных моторов – соответственно становились прожорливыми, выбрасывали больше вредных веществ. Только в  80-е годы эту тенденцию удалось переломить. В  числе основателей теории облегчения была компания «Ауди». Вложиться в  программу по  снижению веса  – значит сэкономить на  более сложных разработках, направленных на снижение расхода топлива и выбросов СО2. Убираем 100 кг массы авто158 За рулем 11/2009мобиля – и получаем от 0,3 до 0,5 л сэкономленного горючего и уменьшение выброса СО2 на 8–11 г/км. Кроме того, более легкий автомобиль проще наделить образцовой управляемостью и  высокими скоростными качествами. На  языке инженеров «Ауди» подобная взаимосвязь называется «весовой спиралью». Ведь чем легче кузов, тем менее массивными можно сделать элементы подвески. Легкий автомобиль резвее разгоняется и быстрее тормозит, а значит, он обойдется двигателем меньшего литража и легкими тормозными дисками.АЛЮМИНИЙ ИЛИ СТАЛЬ? Наиболее сложный и  трудоемкий для облегчения элемент конструкции  – ку-зов. Пятнадцать лет назад «Ауди» совершила индустриальный прорыв, когда представила публике роскошный А8 первого поколения с  цельноалюминиевым кузовом, состоящим из  литых и  экструдированных деталей. (Последние получают, продавливая металл через отверстие требуемого сечения.) Технология получила фирменное обозначение ASF (Audi Space Frame). До  появления «Ауди-А8» в  мире не  было крупносерийной модели с  полностью алюминиевым кузовом и,  самое главное, с  пространственным несущим каркасом. Кстати, немецкая фирма к  настоящему моменту выпустила более 550 тысяч разных кузовов, сделанных по  технологии ASF. 31% 31%22% 16%  В структуре кузова суперкара «Ауди-R8» преобладают алюминиевые элементы, выполненные методом экструзии.  Спортивный ТТ – единственная модель «Ауди», чей кузов представляет собой сочетание алюминиевых и стальных элементов.Алюминий – очень капризный материал: хуже стали поддается штамповке, из-за толстой оксидной пленки доставляет немало хлопот при сварке. Но  перспектива на  40% снизить массу кузова по сравнению со стальным аналогом стала для инженеров прекрасным стимулом. За прошедшие годы технологии шагнули далеко вперед. Точечную сварку заменили лазерной: такой шов не  только более прочен, но и почти незаметен. Благодаря этому разработчики купе ТТ отказались от декоративной накладки на стыке панелей крыши и  боковины. Мно-гие детали крепят саморезами и  заклепками, избегая нагрева. Это очень важно для того же ТТ, кузов которого – комбинация алюминиевых и стальных панелей с  разными термическими свойствами. Уровень автоматизации при сборке кузова к настоящему времени возрос с 25 до  80%, и  отставания от  традиционных «стальных» технологий по  этому показателю практически нет. Технология ASF хороша тем, что ее легко подстроить под нужды конкретной машины. Например, в  А8 больше всего литых алюминиевых деталей – 34%массы конструкции. Кузов суперкара R8 на  70% состоит из  экструдированных элементов, придающих ему повышенную жесткость, а для спортивного «АудиТТ» и вовсе разработали гибридную пространственную раму, в  которой примерно две трети деталей алюминиевые, а  оставшиеся  – стальные. Кстати, этим достигли лучшей развесовки по  осям  – более тяжелые стальные панели сконцентрированы у ТТ в хвосте и уравновешивают расположенный спереди двигатель. Интересно, что технология формовки под давлением позволила без особых  Инженеры немецкой фирмы стараются  максимально сократить количество кузовных  деталей. К примеру, боковину А8 второго  поколения изготавливают цельной. У предшественника она состояла из восьми элементов.  Винты-саморезы используют в труднодоступных местах кузова. Их вкручивают роботы, способные развить усилие  до 1500 Н.   При разработке деталей, играющих  важную роль в силовой структуре кузова, инженеры «Ауди» стараются смоделировать аналоги из живой природы.  К примеру, идеалом видится строение  птичьих костей – легких и прочных.   Стальные и алюминиевые детали  с различными термическими свойствами соединяют без сварки – винтамисаморезами, заклепками или болтами.  В кузове купе 229 таких соединений,  в родстере – 250, причем 80% из них  дополнительно проклеивают. Так устраняют угрозу контактной коррозии. За рулем 11/2009 159 ТЕХНИКА | РАЗРАБОТКИ AUDI  Средняя стойка кузова А4 сварена  из металла разной толщины. Внизу, в районе  возможного удара, применен элемент потолще, вверху – более тонкий.   Методом экструзии получают детали самого разного сечения. Перед нами – порог спортивного «Ауди-ТТ» в разрезе.затрат создать разные силовые элементы для купе и родстера – построить для каждого собственную силовую схему. В  итоге жесткость кузова купе по  сравнению с ТТ первого поколения увеличилась наполовину, а у родстера – вдвое! Результаты впечатляют. Однако алюминий заметно затратнее в  производстве, чем обычная сталь, – и сам металл дороже, и  обработка. Активно использовать его в  более массовых моделях слишком расточительно. Поэтому при подготовке моделей А4, А5 и Q5 сделали ставку на  высокопрочные стали, позволяющие снижать толщину деталей без потери прочности. Например, в  кузове  А4 последнего поколения 11  различных сортов стали: 38% деталей выполнено из  стали глубокой вытяжки, 32%  – из  высокопрочных марок, 18% – из особо высокопрочных, а 12% –из  термоупрочненных (трос диаметром 1 мм из такой стали способен выдержать нагрузку 150  кг). В  итоге кузов похудел на 10% по сравнению с машиной предыдущего поколения, которая на  120  мм короче и на 50 мм уже.СВИНЕЦ И КОЛЕСА Чем легче автомобиль в  целом, тем меньше нагрузка на  ходовую часть. Так, похудевший на  100  кг кузов позволяет снизить нагрузку на  амортизатор в среднем на 7%. Скиньте с корпуса еще сотню – уже на 18% сократится нагрузка на стойки. Следовательно, их диаметр можно заметно уменьшить. А заодно повысить комфорт, смягчив настройки амортизаторов, пружин и  стабилизаторов. Особое внимание снижению неподрессоренных масс  – например, минус 1  кг с  каждой детали подвески эквивалентен 5  кг, снятым с  кузова. «Ауди» стремится использовать в  подвеске и  другие легкие материалы. Уже 15  лет стабилизаторы поперечной устойчивости для А4 изготавливают из пластмассы, экспериментируют с рычагами из кевлара. Втрое выгоднее по сравнению с невращающимися элементами подвески облегчать колеса или тормозные диски: тут сэкономленный килограмм – за пуд! Не верите – проведите эксперимент. Навесьте свинцовые грузики на раму велосипеда, а  затем на  колеса. В  каком случае крутить педали станет труднее? Конечно, в  последнем, ведь момент инерции вращающегося элемента куда больше, чем у статичного. Тормозные диски комбинированной конструкции – с алюминиевой ступицей и  чугунной рабочей поверхно  Рычаги подвески, выполненные из углепластика,  пока очень дороги даже для мелкосерийных спортивных моделей.   Алюминиевые детали проще запрограммировать  на допустимую деформацию при ударе.  Для массового производства композитных  тормозных дисков инженеры «Ауди» разработали новую технологию. Чугунная рабочая  поверхность имеет по внутреннему диаметру  штифты, которые при формовке центральной  части заливаются алюминием. Специальная  форма этих штифтов помогает диску очищаться от грязи и рассеивать тепло.160 За рулем 11/2009 ТЕХНИКА | РАЗРАБОТКИ AUDI  Эксперименты с пластиковыми впускными коллекторами на «Ауди» начали еще  в 1982 году. На конвейере они  появились десять лет спустя.  Возможно, колеса некоторых моделей вскоре станут  составными – с кованой  центральной частью и литыми спицами. Такие гораздо  легче цельнолитых и заметно  дешевле полностью кованых.стью  – применяют на  спорткарах R8, TT RS или RS6. Возможно, это решение перейдет и на многотиражные модели. Экономия на каждой машине – 22 кг. А  если пересчитать в  статическом эквиваленте, умножая реальную разницу в массе на 16, – целых 352 кг! В стадии разработки  – алюминиевые колеса составной конструкции: центральная часть у  них кованая, а  обода и  спицы литые. Выигрыш  – 14,4  кг по  сравнению с  чисто литыми колесами. Для  получения такого  же эффекта за  счет облегчения кузова с  него пришлось бы срезать 230  кг металла (14,4 кг × 16).ВТОРОСТЕПЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ НЕТ Когда потери в облегченной ходовой части сведены к  минимуму, автомобиль вполне потянет мотор меньшего объема, причем без ущерба для динамики. Сейчас 2-литровый турбодвигатель выдает такие  же показатели, как и  ат-мосферная «шестерка» объемом 3,2  л, но при этом экономичнее и легче. Правда, он пока не  для представительских машин – кто же купит А8 с 2-литровым мотором, пускай даже наддувным?! Немалый потенциал скрыт и  в  деталях двигателя. Достаточно поставить облегченные шатуны, и тут же снизится нагрузка на  коленчатый вал, с  которого тоже можно соскрести лишние граммы. В  итоге меньше энергии затрачивается на  раскручивание мотора, он умеряет аппетит и  охотнее реагирует на нажатие педали акселератора. С 1996 года «Ауди» изготовляет корпуса коробок передач и впускные коллекторы для некоторых спортивных моторов из  магния, который на  треть легче алюминия. Инженеры «Ауди» не  брезгуют и второстепенными, казалось бы, деталями, ведь собранные по разным уголкам граммы дают в итоге весомые цифры. Наиболее яркие примеры: у кроссо-вера Q5 основа пола багажника сделана из  пластиковых сот взамен прессованной древесины  – минус 2,5  кг с  машины. Передняя поперечина мягкого верха у  кабриолета A5 выполнена из  магниевого сплава вместо алюминия – минус 1,5  кг. Пластмассовые, а  не  стальные трубки системы охлаждения – еще 410 г долой. Что в  перспективе? В  немецкой компании не  спешат раскрывать секреты. Однако журналистам пообещали, что следующее поколение представительского седана А8 получит кузов с увеличенной на 25% жесткостью. Изюминка  – в  новом алюминиево-медном сплаве, который пойдет на  изготовление большинства силовых панелей пола. Полоска толщиной 13 и шириной 30 мм выдерживает без деформации подвешенный к ней груз в 10 т. И это не единственная новинка в  технологиях снижения массы будущих моделей «Ауди». Как говорится, всему свое время.  Наглядной демонстрацией  преимуществ теории снижения  массы служит опытное купе А5  с алюминиевыми панелями кузова и капотом из кевлара. Разница  с обычной машиной ощутима –  и в динамике разгона, и в устойчивости в поворотах.162 За рулем 11/2009