Khung gầm Audi A8 2018 sẽ là bước đột phá lớn về vật liệu và công nghệ chế tạo

Đón đầu việc ra mắt thế hệ A8 hoàn toàn mới, Audi vừa chính thức tung ra hàng loạt hình ảnh về khung gầm (Audi Space Frame) của chiếc sedan hạng sang đầu bảng này. Qua đó, người dùng có thể thấy rõ những cải tiến đáng giá trong kết cấu cũng như những sự tinh tế, tinh xảo về mặt chế tạo, thể hiện đẳng cấp của nền cơ khí nước Đức.

Thực tế, Audi đã liên tục đầu tư cho việc nghiên cứu, thử nghiệm các thiết kế siêu nhẹ suốt từ năm 1982. Từ những phát kiến trong quá trình phát triển bộ khung gầm nhôm dựa trên chiếc sedan 100 năm 1985, Audi đã lần đầu đưa ra một mẫu xe hiện đại với khung gầm nhôm khi chiếc Audi Avus được hãng xe Đức trình diễn tại triển lãm xe Tokyo năm 1991.

Điều thú vị nằm ở chỗ, khung gầm chiếc xe ra đời cách đây hơn hai thập kỉ này khiến nhiều sản phẩm hiện đại phải...chào thua, khi tổng trọng lượng chi tiết này chỉ 52kg, trong khi vỏ nhôm của xe cũng chỉ nặng gần 100kg mà thôi. Sự kết hợp của hệ khung vỏ này với động cơ W12 dung tích 6.0L cho công suất 509 mã lực giúp Avus sở hữu tỉ lệ công suất/trọng lượng tốt đến kinh ngạc. Cùng trong năm đó, Audi cũng trình diễn thêm một sản phẩm với khung, gầm, vỏ đều bằng nhôm là chiếc xe thể thao Audi quattro Spyder tại triển lãm xe Frankfurt (IAA).

Khung an toàn cho khoang lái trong kết cấu khung gầm Audi A8 2018.

Tới năm 1994, chiếc sedan A8 đã trở thành mẫu xe đầu tiên của Audi sử dụng Space Frame, sau khi được ra mắt tại triển lãm xe Geneva. Ngay lập tức, nó cũng chiếm luôn vị trí chiếc sedan hạng sang cỡ lớn (full-size) có trọng lượng nhẹ nhất trên thị trường lúc bấy giờ. Với con số 249kg, khung gầm của Audi A8 giai đoạn này nhẹ hơn tới 200kg so với các giải pháp sử dụng thép của xe cùng phân khúc.

Nếu như trước đây, khái niệm nhẹ và sang trọng thường chẳng mấy khi gắn bó với nhau bởi sự hiện diện của các tiện nghi, phụ tùng cần thiết cho một chiếc xe sang luôn khiến trọng lượng tổng tăng lên đáng kể, Audi Space Frame đã cho phép những chiếc xe đã nhẹ hơn rất nhiều. Hơn thế nữa, phần lớn những vị trí cắt giảm trọng lượng đều không tác động gì tới việc sử dụng của khách hàng cũng như những tính năng vận hành của xe, trong khi lại giúp cho xe cải thiện đáng kể về hiệu năng, vào cua linh hoạt và đặc biệt là phanh hiệu quả hơn rất nhiều.

Hình ảnh thật của các tấm vật liệu Polymer gia cố bằng sợi carbon (CFRP).

Theo dòng thời gian, Audi Space Frame liên tục được cải tiến. Thay vì cấu trúc nguyên thủy hoàn toàn chỉ sử dụng nhôm, Audi đã liên tục tìm kiếm những giải pháp tối ưu hơn trong nhiều năm qua thông qua việc ứng dụng các loại vật liệu mới. Hãng cũng đồng thời triển khai rộng rãi Audi Space Frame trên nhiều dòng sản phẩm khác nhau - bao gồm cả mẫu xe thể thao Audi R8. Không chỉ tập trung vào việc cắt giảm trọng lượng, trong thời kỳ này, Audi cũng buộc phải chú trọng tới những yêu cầu về an toàn - hệ quả của việc hàng loạt chính phủ và tổ chức quốc tế liên tục thắt chặt các quy định về an toàn trong kết cấu mỗi chiếc ô tô.

Sau nhiều năm, những thành tựu đạt được đã dẫn tới sự hiện diện của hệ khung gầm trên thế hệ A8 hoàn toàn mới (2018), với tỉ lệ vật liệu nhôm ở mức 58% - cho thấy sự hiện diện tăng cường đáng kể của các loại vật liệu công nghệ cao, tiên tiến khác.

Kết cấu vật liệu CFRP phía sau xe mới.

Một trong những thay đổi vượt bậc của khung gầm Audi A8 mới nằm ở sự hiện diện của nhiều loại vật liệu công nghệ cao hơn. Nếu như trên thế hệ cũ, Audi chỉ sử dụng kết hợp nhôm và thép, với A8 2018 sắp tới sẽ có cả vật liệu polymer gia cố bằng sợi carbon (CFRP), magnesium.

Đây là giải pháp giúp tăng cường khả năng chống vặn xoắn thêm 33% (phần lớn đến từ sự hiện diện của tấm ốp CFRP với 6-19 lớp vật liệu chồng lên nhau, nằm ở phía sau hàng ghế thứ hai.

Audi thậm chí còn đưa ra một phương án mới trong việc định vị các dải sợi carbon (rộng 50mm) nhằm hạn chế tối đa việc phải cắt tỉa, đồng thời nâng cao độ bền bỉ của chúng, nhằm phục vụ các nhu cầu về cảm giác lái, an toàn...

Khung cứng phía trước (màu đỏ) bằng Magnesium.

Mặt khác, sự hiện diện của vật liệu thép siêu cứng cũng giúp A8 mới trở thành chiếc xe có tỉ lệ nhôm lên tới 58% - cao hơn đáng kể so với trước kia.

Một số kết cấu quan trọng liên quan tới an toàn cũng được gia cố. Điển hình là phần dưới của vách ngăn khoang máy, các cột A, B (màu tím trong hình dưới) đã được thay thế bằng thép đúc nhiệt siêu cứng. Để giải quyết rắc rối ăn mòn do kết nối hai loại vật liệu khác nhau (thép và nhôm), Audi cũng đã cách li chúng bằng keo và ghép lại bằng ốc vít công nghệ cao.

Ít ai biết rằng khung gầm của A8 2018 sử dụng tới 29 loại vật liệu khác nhau.

Việc tận dụng tới 29 loại vật liệu khác nhau cho khung gầm và vỏ của A8 2018 cũng đem lại một "hậu quả" cho Audi. Để đảm bảo việc "se duyên" chúng lại với nhau một cách hoàn hảo, lần đầu hãng đã phải triển khai nhiều công nghệ hàn, dập hoàn toàn mới. Thậm chí, Audi buộc phải xây dựng mới một xưởng khung với 14 quy trình ghép nối khác nhau để đáp ứng được nhu cầu.

Các công nghệ hàn mà Audi sử dụng để hoàn thiện phần khung gầm vỏ của Audi A8 2018.

Trong số đó, bao gồm cả các quy trình ghép nguội lẫn ghép nóng (có cả công nghệ hàn laser điều khiển từ xa với độ chính xác cao hơn rất nhiều so với công nghệ hàn laser truyền thống).

Tinh xảo tới từng chi tiết.

Thực tế, vì A8 là mẫu xe đầu bảng của Audi, không lạ khi sản phẩm này được ưu ái với những món mới - mà khung gầm như nêu trên là một điển hình. Số liệu ban đầu cho thấy tổng trọng lượng của khung gầm xe mới chỉ ở mức 282kg - nhẹ nhất trong toàn bộ các mẫu sedan hạng sang cùng phân khúc hiện nay. Trọng lượng nhẹ, cùng với độ cứng cáp cao hơn (cải thiện 24%) hứa hẹn một chiếc xe êm ái hơn, vận hành tốt hơn, nhiều tiện nghi bên trong hơn - tất cả đều khiến người tiêu dùng không thể không háo hức chờ đợi ngày trải nghiệm khoang lái của những chiếc Audi A8 2018 thật sự.

Audi sử dụng keo để cách biệt hai lớp kim loại nhằm hạn chế ăn mòn, trước khi kết nối lại bằng ốc vít công nghệ cao.

Trong thời gian tới, chắc chắn những thành tựu về vật liệu và công nghệ chế tạo của A8 2018 cũng sẽ được Audi chia sẻ với nhiều sản phẩm khác của mình - tương tự như những gì hãng từng làm trước kia. Khi ấy, hầu như mọi fan hâm mộ biểu tượng bốn vòng tròn sẽ đều được hưởng lợi.

Trong những năm tới, rất có thể nhiều mẫu xe khác cũng sẽ được Audi chuyển dần qua ứng dụng các công nghệ vật liệu, chế tạo tiên tiên này.

Hoàng Linh