Audi Space Frame (ASF)

Audi Space Frame, oznaczane skrótem ASF, to opracowana przez Audi metoda budowy nadwozia w przeważającej części z aluminium, a nie z tłoczonej stali stosowanej w większości produkowanych masowo pojazdów. Powstała ona po to, by zmierzyć się z problemem masy: lżejsze nadwozie poprawia przyspieszenie, hamowanie, prowadzenie i ekonomię, lecz nie może osłabiać wytrzymałości i sztywności, od których zależą bezpieczeństwo, kultura pracy i trwałość. Aluminium otwierało drogę do znacznej redukcji masy, ale tylko pod warunkiem, że inżynierom uda się pokonać jego wyższy koszt oraz trudności w obróbce na skalę przemysłową.

Cechą definiującą tę konstrukcję jest jej rama. Zamiast opierać się wyłącznie na powłoce nadwozia wytłoczonej i zespawanej ze stalowych paneli, ASF buduje szkielet z wyciskanych profili aluminiowych, skomplikowanych odlewanych węzłów aluminiowych oraz dużych paneli strukturalnych. Profile tworzą proste belki, odlewy łączą je w narożach i punktach przenoszenia obciążeń, a aluminiowe panele są wklejane i wspawane w tę strukturę, tak że również one przenoszą obciążenia. Całość działa jako zintegrowana jednostka, a łączenie odbywa się poprzez połączenie spawania, nitowania i klejów strukturalnych dobranych do tego metalu.

Efektem jest radykalne obniżenie masy przy danym poziomie sztywności. Aluminium ma gęstość około jednej trzeciej gęstości stali i choć dany element trzeba wykonać grubszym, by dorównał wytrzymałości stali, dobrze zaprojektowana rama przestrzenna potrafi być znacznie lżejsza od równoważnego nadwozia stalowego, pozostając co najmniej tak samo sztywna. Sztywność ta sprzyja precyzji prowadzenia, zachowaniu w zderzeniu oraz eliminacji skrzypień i ugięć, a niższa masa przekłada się bezpośrednio na lepszą efektywność i zwinność.

Podejście to nie jest pozbawione kompromisów. Aluminium jest droższe od stali, a specjalistyczne profile, odlewy i techniki łączenia podnoszą złożoność i koszt produkcji. Bardziej wymagająca jest też naprawa: uszkodzonych struktur aluminiowych nie da się prostować i spawać w taki sam sposób jak stalowych, co wymaga warsztatów z odpowiednim sprzętem, przeszkoleniem i autoryzacją, przez co naprawy powypadkowe bywają kosztowniejsze i wolniejsze.

ASF zadebiutował publicznie w pierwszej generacji luksusowej limuzyny Audi A8 w 1994 roku, gdzie oszczędność masy była szczególnie cenna, równoważąc ciężkie wyposażenie dużego, flagowego modelu. Audi następnie dopracowywało tę koncepcję w kolejnych modelach i stosowało ją, w różnych odmianach, w innych pojazdach, ewoluując proporcje odlewów, profili i paneli, a później łącząc aluminium z innymi materiałami tam, gdzie okazywało się to korzystne.

Jako filozofia budowy nadwozia ASF stanowi przeciwieństwo stalowej konstrukcji samonośnej, czyli monocoque, na której opiera się większość samochodów i w której samo nadwozie pełni rolę ramy nośnej. Jest ściśle powiązane z całą strukturą pojazdu, w tym z elementami nośnymi takimi jak słupek A, a oszczędzona dzięki niemu masa uzupełnia inne działania na rzecz efektywności, takie jak staranna aerodynamika, w dążeniu do lżejszego i sprawniejszego samochodu.