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Acrobacias para reducir el peso

# pesoligero

Reducción de peso en el Audi A3

Según la versión del motor, el A3 puede pesar hasta 90 kg menos que su predecesor. Audi está haciendo todo lo posible para aplicar el diseño ultraligero a la producción en serie.

Durante muchos años, el peso de los vehículos en la industria de la automoción ha ido en una sola dirección: hacia arriba. Sin embargo, Audi ha conseguido romper la espiral del peso con el primer A8 y los modelos actuales de A6 y TT. El A3 sigue este rumbo. En su versión 1.4 TFSI pesa 90 kg menos que su predecesor (bastante por debajo de los 1.200 kg).


Este logro es extraordinario, en primer lugar por el formato compacto del vehículo y, por otro, porque el A3 supera a su predecesor en todos los criterios: es más deportivo, más seguro e incluso está mejor equipado. Muchos de sus principios de diseño y componentes individuales están basados en la nueva plataforma modular transversal del grupo (MQB)*, que ofrece una amplia libertad técnica y financiera para el diseño ultraligero.


El principio del diseño ultraligero no constituye una obligación para los ingenieros, sino más bien un estado de ánimo. Los ingenieros de Audi consideran siempre el vehículo como un conjunto y hacen que cada gramo cuente en cada área. Muchos elementos de las molduras interiores, por ejemplo, se sujetan ahora con remaches de plástico. Cada uno de ellos permite ahorrar 4 g en comparación con los tornillos de acero que se utilizaban en el modelo anterior.


La nueva configuración de las unidades de control hace que una serie de líneas de cableado resulten ahora superfluas, con lo que se reduce el peso en 1,5 kg. El sistema de aire acondicionado ha permitido recortar 4 kg porque el motor del ventilador ahora requiere menos bobinas. La carcasa del airbag del copiloto está fabricada con plástico y el marco del monitor MMI® con magnesio (estos dos componentes han permitido una reducción combinada del peso de 0,6 kg). Los nuevos asientos son 4 kg más ligeros que los anteriores y en el armazón del asiento trasero, las inserciones de plástico ocupan el lugar del alambre de acero.

Entre las iniciativas diseñadas para mantener la paz y el silencio a bordo del nuevo Audi A3 se incluyen los pasos de rueda fabricados con un material textil aislante acústicamente que los hace 0,5 kg más ligeros. La pieza moldeada que se encuentra entre el suelo del interior y el alfombrado pesa solo 3,9 kg.


Un factor fundamental en relación con el peso del nuevo A3 es el motor. El 1.8 TFSI que impulsa el tres puertas con 180 CV (132 kW) y 250 Nm solo pesa algo más de 140 kg. La tecnología de pared fina empleada para moldear el cárter permite ahorrar 2,4 kg. En el nuevo 2.0 TDI, el montaje de los ejes de balanceo en el interior del bloque del motor permite reducir el peso en 3 kg, mientras que los silenciadores modificados en la línea de escape contribuyen a ahorrar 2 kg más. El sistema de escape ha permitido reducir el peso en todas las versiones de motor.

En el caso del 1.4 TFSI, con una potencia de 125 CV (92 kW), la aguja se detiene en solo 107 kg (21 kg menos que su predecesor). El nuevo cárter de aluminio, con 18 kg en lugar de 33, ha realizado la mayor contribución a esta rebaja. Múltiples detalles, como los pistones de aluminio, las válvulas extraplanas, los cojinetes de las bielas huecos, el cárter de peso optimizado y el intercooler compacto, completan el paquete general.


Los ingenieros han realizado también importantes reducciones del peso en el chasis del nuevo Audi A3. El subchasis del eje delantero, que también soporta el motor y la transmisión, está moldeado en una sola pieza de aluminio y, como resultado, pesa únicamente 8,6 kg (1,5 kg menos que su predecesor de tres piezas). En el 1.8 TFSI y en el 2.0 TDI, los rodamientos giratorios del eje delantero también están fabricados con aluminio. Con un peso combinado de 4,8 kg, alcanzan aproximadamente la mitad del peso de los componentes de acero fundido del modelo anterior.

Lightweight design
Lightweight design
Lightweight design

Las llantas de aleación opcionales de 18 pulgadas no pesan más que las de 17 pulgadas y están fabricadas con la sofisticada tecnología de conformación por estirado. La base de la llanta se extiende sobre un cilindro a alta presión y alta temperatura, lo que endurece el material y permite obtener una pared con un espesor menor. Las nuevas llantas de 18 pulgadas son más resistentes que las del modelo anterior, aunque solo pesan 11,6 kg cada una.

 

El componente único más grande de cualquier coche es la carrocería, que ofrece un potencial especial de ahorro de peso. De acuerdo con el principio de “el material adecuado en el lugar correcto para un funcionamiento óptimo”, se ha creado una célula de acero para el nuevo A3 con una estructura de múltiples materiales. El resultado es 25 kg más ligero que el modelo anterior. En su centro se puede encontrar acero endurecido en molde. Antes de moldearse se calienta a casi 1.000 grados en un horno continuo e inmediatamente después se enfría a 200 grados aproximadamente en una prensadora refrigerada con agua. Este descenso de la temperatura produce una estructura de hierro y carbono extremadamente rígida (el acero endurecido en molde permite obtener paredes de un espesor reducido y las piezas asociadas pesan 18 kg menos que los componentes convencionales).

 

El acero endurecido en molde se utiliza en la transición entre la sección frontal y el habitáculo de los pasajeros, en los pilares A, los pilares B, los arcos del techo, el túnel central, los estribos de las puertas y el suelo. En conjunto, todas estas piezas constituyen el 26% del habitáculo de los pasajeros. Una pieza en blanco a medida enrollada forma la transición entre el suelo y la parte trasera. Sus 11 segmentos se enrollan con cinco espesores diferentes. Se emplean aceros de alta resistencia y de resistencia ultraalta en muchas otras partes de la carrocería, como el suelo del habitáculo de los pasajeros. En la parte delantera del vehículo, el capó y los guardabarros están fabricados con aluminio, lo que hace que el capó sea 7 kg más ligero y permite un ahorro de 1,1 kg en cada guardabarros, lo que equivale aproximadamente a un ahorro del 50%. Un perfil de aluminio situado detrás del faldón delantero sirve como sistema de gestión de impactos. Pesa 3,8 kg y supone una reducción de 1,4 kg. La extraordinaria rebaja en el peso de la parte frontal del vehículo también genera una distribución perfectamente equilibrada de la carga del eje. El resultado es una maniobrabilidad deportiva bien equilibrada que caracteriza el nuevo Audi A3.

 

En el taller de prensa y en el taller de carrocería, el moldeado de los componentes de aluminio y su empalme con las piezas de acero presenta desafíos especialmente exigentes. Lo mismo sucede con los componentes endurecidos en molde, que se recubren con una capa anticorrosiva elaborada con una aleación de aluminio y silicona. Audi se beneficia en esta fase de sus conocimientos técnicos en diseño ultraligero (se han estado probando durante años técnicas avanzadas de unión en modelos como el Audi TT). La carrocería del nuevo Audi A3 presenta una amplia variedad de tecnologías de unión, entre las que se encuentran la unión con adhesivo, el remachado y el remachado con punzón.

 

La unión entre la pared lateral y el techo del Audi A3, ambas piezas elaboradas en acero, se ha llevado a cabo mediante una soldadura por arco de plasma, con una tolerancia permitida reducida a tan solo unas décimas de milímetro. La unión resultante se pule con unos cepillos para obtener una unión prácticamente invisible.

 

Al contrario que lo que sucedía en el modelo anterior, las puertas y los marcos de las ventanas se moldean en una sola pieza, lo que también permite ahorrar peso. El diseño ultraligero ha sido una de las competencias esenciales de Audi durante muchos años. La marca desea seguir expandiendo el liderazgo internacional con el que ya cuenta en este campo. De ahora en adelante, cada nuevo modelo de Audi será más ligero que su predecesor. El nuevo Audi A3 muestra el camino.

 

Fuente: Audi Technology Magazine Encounter 2/2012
Texto: Johannes Köbler
Fotografías: Myrzik y Jarisch

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