汽车达人秀(36) 奥迪的玻璃纤维弹簧

  先是全力宣传创新的激光大灯，然后又高调宣布加入谷歌的OAA联盟，并推出了概念性的平板电脑...奥迪汽车这是要进军IT行业吗？显然不对，他们还是一家标准的汽车厂商，并且还在专注着汽车机械技术本身，这一期《汽车达人秀》我们会一起聊聊奥迪推出的玻璃纤维（GFRP）弹簧，德国人与意大利人合作的产物，这很有意义。

  《汽车达人秀》是由凤凰汽车出品的一档汽车新技术解读栏目，这里有最前沿的汽车圈时尚科技，这里也有机械制造领域里的点点滴滴。我们喜欢精美的图片和详实的文字，我们讨厌杂乱的数据和枯燥的说教。凤凰汽车的技术解读栏目，每周五如期上线 。

  GFRP是什么？首先它与我们无线上网用的GPRS（通用分组无线服务技术）无关；然后它与我们导航用的GPS（全球定位系统）也无关。实际上，它是一种人造化学材料的名称玻璃纤维增强聚合物（glass fiber-reinforced polymer，简称GFRP），有时候我们也俗称它为“玻璃钢”。与碳纤维增强聚合物（CFRP）的物理属性相似，这种玻璃纤维聚合物也是以环氧树脂（EPOXY）为基材的。不懂没关系，举个实际应用的例子：很多制造工厂的地面上都会铺有一层光亮的“绿皮”材质，它就是用环氧树脂类材料制造的，还有很多电子线路板的生产也离不开这种材质。就环氧树脂本身来说，它具有电绝缘性好、物理特性稳固、易于加工等诸多优点。

  相比之下，玻璃纤维我们该更熟悉一些，这是一种很好的金属替代材质（别总想着啤酒瓶的样子），它具有绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高等等优点，但缺点也很明显：耐磨性差且特性生脆，不过聪明的科学家们发现把这种材质抽丝后，就可以即保证其坚固特性又能赋予柔软性，再配合树脂类材质塑形，于是物理特性优秀的玻璃纤维增强聚合物（GFRP）就这样出现了。它不是金属，也不能完全等于塑料。

  其实“玻璃纤维”弹簧并不算得上什么顶尖新技术，首先，工厂大批量生产玻璃纤维树脂已经有几十年历史，然后，奥迪早在2011年其实就提出了用这种材质生产汽车减震弹簧的概念，并在2012年的巴黎车展上应用到了一款名为CrosslaneCoupeConcept的概念车上。只是人们当时更关注了概念车的造型本身，而忽视了这一技术亮点，具体到GFRP弹簧的研发生产层面，奥迪的合作伙伴是意大利汽车零部件设计兼生产商索格菲（SOGEFI ）集团，相应的，索格菲集团也是这项专利的持有者。

  一个字回答：轻！与普通的钢制弹簧相比，玻璃纤维弹簧最大的优点就是轻，不是轻一点，而是轻很多。举个例子：奥迪A4的前悬挂系统中钢制弹簧每个重量约2.7公斤，换成纤维树脂材料后仅重约1.6公斤，也就是说，整体减轻了40％以上的重量，一辆车上4根GFRP弹簧大约共减重4.4千克，这其中的一半是属于簧下质量。我们大家都知道，对于一辆汽车的操控性和舒适性来说，簧下质量更低是非常有意义的，最简单的例子：很多性能车型的悬挂下摆臂都是采用的轻量铝合金材质，而不是普通的钢制件，意义就在于此。

  其实不单单是更轻的质量，从外观上看，这种弹簧直径比传统弹簧略大，但弹簧卷数减少了。另外，应用玻璃纤维弹簧也能更加方便车辆的调校。这要从玻璃纤维弹簧的生产的全部过程说起：玻璃纤维弹簧的芯轴直径其实只有几毫米，由长玻璃纤维组成，内部灌注了环氧树脂（epoxy resin）材料，更多的玻璃纤维则以正负45度的方向包裹在芯轴上。这样，玻璃纤维的压缩层就会形成相互支撑，以充分吸收作用在弹簧上的压力。在最后的生产阶段，坯件将在温度高达100摄氏度以上的烤炉中来加工，这样的一个过程中，可以更方便对弹簧拉伸和压缩负荷值进行精准调校。同时，这种弹簧也要比传统钢制件具有更加好的耐腐的能力，更重要的，生产的全部过程的能耗也会更低。

  必须不会，装配玻璃纤维弹簧的奥迪R8e-tron已经在2012年公开亮相。目前这项新技术产品正在进行长时间道路测试，同时完成了试验台上进行的马拉松式测试循环，每次循环都要对弹簧施加相当于普通驾车者驾驶大约30万公里时产生的负荷。实践证明效果它并不比金属材质的耐久度更差，而随着生产技术的提升，玻璃纤维弹簧的载荷量将随之提高，弹簧的长度、直径和线圈数量也更加容易控制，应用前景是非常光明的。到2014年年底，玻璃纤维弹簧将被首先引入到奥迪的中大型车上。