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#1 27-08-2016 14:36:33

Audi-Tech
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[Audi TT Mk3] Carrosserie

Carrosserie

Introduction

Avec son concept de matériaux mixtes, la carrosserie de l'Audi TT constitue une nouvelle étape de l'évolution de l'Audi Space Frame Technologie (ASF). La carrosserie de 3e génération utilise des composants de la plateforme modulaire transversale (MQB), le TT possédant avec 2505 mm le plus petit empattement de la plateforme MQB.

La sous-structure se compose des longerons, des éléments des montants A, du tablier, du plancher, des passages de roue arrière et de l'arrière de carrosserie. Les aciers thermoformés de la sous-structure constituent, avec 39,5 kg, presque un quart du poids total de la structure.

Avant le formage, ils sont chauffés à environ 1000 °C puis, directement après, refroidis lors du formage à environ 200 °C dans une presse refroidie par eau. Ce choc thermique produit une structure fer-carbone de très grande résistance à la traction. Les aciers thermoformés ne requièrent que de faibles épaisseurs de paroi et se caractérisent par leur légèreté.

Des composants en acier à ultra-haute limite d'élasticité formés à froid, combinés à des profilés extrudés en aluminium pour les bas de caisse latéraux et des tôles d'aluminium pour les passages de roue arrière, complètent la sous-structure de l'Audi TT.


sous-structure-de-la-carroserie.jpeg


Rigidité en torsion

En termes de rigidité à la torsion également, la carrosserie ASF constituée de matériaux mixte s'est avérée parfaitement adaptée à l'Audi TT Mk3 (type FV). Par rapport au modèle précédent (type 8J), qui se caractérisait déjà par une très haute rigidité, la résistance à la torsion statique du TT Mk3 (type FV) a augmenté de 23 % tout en conservant une rigidité dynamique élevée.



Architecture

L'architecture de l'habitacle, ne pesant que 68 kg, est constituée par une structure en aluminium formant avec 4 éléments en fonte les points nodaux de la carrosserie. Au niveau des montants A, des nœuds largement dimensionnés constituent la liaison entre profilé latéral de cadre de pavillon, bas de caisse, traverse de glace et le profilé longitudinal supérieur dans l'avant du véhicule. Au-dessus de la glace arrière, 2 petits nœuds coulés relient l'arche de toit aux montants C plats et à la traverse de toit arrière.


Habillage extérieur

L'habillage extérieur de l'Audi TT est intégralement constitué d'aluminium :

•  Ailes avant
•  Panneaux latéraux
•  Toit
•  Éléments rapportés capot moteur, portes et hayon

Les deux derniers éléments de carrosserie cités permettent de réaliser, par rapport à une exécution en acier, un gain de poids de 15,5 kg. La carrosserie complète pèse au total, avec les éléments rapportés, 276 kg.



Technique d’assemblage

Des caractéristiques de carrosserie optimale exigent « la mise en œuvre du bon matériau au bon endroit ». Il en résulte pour la technique d'assemblage le défi de mettre au point des solutions fiables au niveau des processus, si possible d'usage universel, compatibles avec la grande variété des combinaisons matériaux/épaisseurs des carrosseries. Sur le TT, Audi utilise, pour la construction mixte aluminium-acier des techniques d'assemblage « à froid » telles que le rivetage, le vissage et le clinchage. L'utilisation supplémentaire de colle renforce non seulement l'assemblage, mais évite la corrosion par contact qui se produirait sinon au niveau de la liaision aluminium-acier.

La carrosserie est assemblée en faisant appel aux techniques suivantes :

•  3020 points de soudure
•  1113 rivets auto-poinçonneurs
•  44 rivets auto-perceurs
•  128 vis auto-taraudeuses (Flow Drill)
•  199 points de clinchage
•  1,9 m de liaisons soudées MIG/MAG (soudure sous protection de gaz inerte/actif)
•  4,9 m de cordons de soudure au laser
•  76 m de cordons de colle

technique-d-assemblage_20160823-1710.jpeg


Mesures de protection contre la corrosion par contact

L'aluminium possède, sur sa surface, une couche d'oxyde de passivation, qui protège le matériau sous-jacent des influences environnementales. C'est pourquoi, en général, un composant en aluminium non peint ne se corrode pas. S'il y a toutefois contact entre l'aluminium et un métal qui présente par rapport à l'aluminium, dans la série des potentiels électrochimiques, un potentiel électrique positif et si un électrolyte, tel que de l'eau salée, est présent à cet endroit, une corrosion par contact se produit. Elle est d'autant plus importante que la différence de potentiel est élevée.

Comme l'aluminium est le plus souvent le métal le moins noble, il est décomposé. Une corrosion par contact peut également se produire en cas d'utilisation d'éléments d'assemblage inappropriés (vis, écrous, rondelles, etc.). C'est la raison pour laquelle il faut, lors de la production de la carrosserie comme lors de réparations, prendre de nombreuses mesures en vue d'éviter ce processus. Audi n'utilise par conséquent, dans le cas de la construction mixte aluminiumacier, que des éléments de liaison dotés d'un revêtement de surface spécial. Le caoutchouc, les pièces en plastique et les colles sont également en matériau non conducteur. À titre de mesure supplémentaire, tous les assemblages mixtes sont soit étanchés après application d'apprêt par cataphorèse au trempé avec du chlorure de polyvinyle (PVC), soit protégés par de la cire.


Méthodes d'assemblage thermiques « à chaud » et mécaniques « à froid »

Le choix de la méthode d'assemblage appropriée dépend, dans le cas de la construction des carrosseries modernes, du matériau. Le soudage de matériaux de même type reste la technique d'assemblage la plus utilisée. Les techniques de soudage et de brasage font partie des méthodes d'assemblage « à chaud » et offrent grande variété de possibilités d'utilisation. L'apport de chaleur provoque toutefois des tensions internes élevées dans la pièce, devant souvent être compensées par des réusinages complexes.

La technique d'assemblage mécanique, encore appelée technique d'assemblage « à froid », offre par rapport à la technique d'assemblage thermique l'avantage décisif de permettre de réaliser en toute fiabilité des liaisons mixtes à partir des matériaux les plus divers. Les propriétés positives du matériau ne sont pas diminuées en raison de l'influence thermique.

Les méthodes d'assemblage « à froid » suivantes sont mises en œuvre :

•  Rivetage-poinçonnage
•  Clinchage
•  Vissage avec vis auto-taraudeuses (Flow Drill)
•  Agrafage
•  Collage

Il est souvent judicieux de combiner les techniques d'assemblage mécaniques ponctuelles avec des procédés de collage. D'une part, cela augmente la solidité de la liaison, de l'autre, la colle joue un rôle d'isolant supplémentaire dans le cas d'assemblages mixtes d'acier et aluminium. Elle évite, en partie en combinaison avec un étanchement du cordon, le contact direct des métaux, évitant la formation de corrosion. Par ailleurs, un concept de collage intelligemment sélectionné peut également compenser une partie des dilatations thermiques différentes des différents matériaux.



Méthodes d'assemblage « à chaud » sur l'Audi TT

Soudage MIG/MAG

Dans le cas du procédé de soudage MIG/MAG (MIG = Metal Inert Gas/MAG = Metal Active Gas), un arc électrique brûle entre le fil d'apport fusible, guidé automatiquement (électrode) et la pièce. Du gaz injecté en supplément protège l'arc électrique et la zone de soudage de l'arrivée d'air extérieur. Gaz de protection et fil de soudure doivent être adaptés au matériau de base.

Avantages :

•  Possibilités d'applications multiples
•  Résistance élevée du cordon de soudure
•  Excellentes propriétés avec les tôles minces

soudage-1.jpg


Soudage par points par résistance

Lors du soudage par points par résistance, les tôles à souder sont soudées ensemble via des électrodes généralement situées l'une en face de l'autre sous l'effet de la force, de la pression et du courant.

Avantages :

•  Sans élément de liaison supplémentaire
•  Aucune zone d'influence thermique
•  Temps de soudage court

soudage-2.jpg


Soudage au laser

Dans le cas du soudage au laser, le faisceau laser concentré sert de source d'énergie. Le rayon émis par le laser est réuni en un faisceau à l'aide d'une lentille et conduit par des miroirs au champ de soudage. Au point de contact, le faisceau laser provoque la fusion de la pièce. Le soudage peut s'effectuer avec ou sans matériaux d'apport.

Avantages :

•  Faible influence thermique
•  Faible déformation thermique
•  Temps de réusinage plus court

soudage-3.jpg


Méthodes d'assemblage « à froid » sur l'Audi TT

Rivetage-poinçonnage

Le rivetage-poinçonnage est une méthode pour laquelle des pièces non préperforées sont assemblées en 2 ou plusieurs couches par un rivet (rivet semi-tubulaire/plein) qui perfore les couches supérieures de la pièce puis s'ancre par expansion dans la couche inférieure de la pièce.

Avantages :

•  Aucune opération de perforation préalable n'est nécessaire
•  Résistance dynamique élevée
•  Verrouillage mécanique
•  Particulièrement adapté pour les assemblages hybrides

rivetage_20160823-1715.png


Clinchage

Lors du clinchage, les tôles ou profilés sont assemblés par formage mécanique à froid du matériau, sans élément d'assemblage auxiliaire (tel qu'un rivet). Il peut alors s'agir d'assemblages à deux ou plusieurs couches.

Avantages :

•  Sans élément de liaison supplémentaire
•  Ménage la surface des pièces revêtues

clinchage.jpg


Vissage avec vis auto-taraudeuses (Flow Drill)

Une vis spéciale revêtue est vissée en appliquant une pression élevée au travers de pièces, partiellement sans perforation préalable. Sous l'effet de la pression et de la vitesse élevée, la vis réalise un fluoperçage sans enlèvement de copeaux. La vis pénètre dans la pièce et effectue un auto-taraudage.

Avantages :

•  Résistance élevée par fluoperçage
•  Particulièrement adapté en cas d'accessibilité unilatérale
•  Liaison facilement détachable

vissage_20160823-1716.jpg


Collage

En complément des assemblages par rivetage-poinçonnage, clinchage, rivets auto-perceurs, vissages par fluoperçage et soudage par points par résistance, des assemblages collés sont également réalisés dans des zones spécifiques. Ils augmentent la solidité de la liaison. Dans le cas d'assemblages agrafés, au niveau du passage de roue arrière par exemple, il est également procédé à un collage. En d'autres points de la carrosserie, des cordons de colle sont utilisés pour l'étanchement, l'isolation entre l'aluminium et l'acier ainsi que pour la réduction du bruit.

Avantages :

•  Liaison possible sur une grande surface
•  Surface et structure inchangées
•  Convient à l'assemblage de matériaux différents
•  Assemblage assurant l'étanchéité

collage.jpg

Éléments rapportés

Serrure de capot avant avec crochets de sécurité

Audi présente, avec le TT, un nouveau système de fermeture inédit du capot avant. Il exploite les synergies de la plateforme modulaire transversale et sera mis ultérieurement en œuvre sur tous les modèles Audi. L'avantage de ce système est le crochet de sécurité intégré dans la serrure du capot avant ainsi que le confort de commande amélioré.

Tout d'abord, les deux serrures de capot avant sont, comme jusqu'à présent, déverrouillées à l'aide du levier de déverrouillage se trouvant dans l'habitacle (au plancher côté conducteur) et via un câble Bowden. Ensuite, les deux crochets de sécurité situés sur les serrures du capot avant sont déverrouillés via l'élément de déverrouillage monté dans le porte-serrure et un câble Bowden supplémentaire.

elements-rapportes.jpeg


Module de volet de trappe de réservoir

Le TT est le premier modèle Audi à posséder un système de fermeture sans couvercle de réservoir, implanté de manière classique dans le panneau latéral droit. Il n'existe plus de bouchon derrière le volet de trappe de réservoir. Comme sur une voiture de compétition, le pistolet distributeur est directement engagé dans la tubulure. Lors de l'introduction du pistolet distributeur, deux volets sont repoussés latéralement ; une fois le ravitaillement terminé, ces deux volets étanchent à nouveau le réservoir vers le haut.

Comme sur le modèle précédent (type 8J), le module de volet de trappe de réservoir est réalisé en « optique aluminium » et encerclé par 6 vis.
Il suffit d'appuyer légèrement sur l'emblème TT pour ouvrir la trappe de réservoir, qui est déverrouillée et verrouillée automatiquement par actionnement du verrouillage centralisé.

module-de-volet.jpg


Becquet arrière électromécanique

L'Audi TT est équipé de série d'un becquet arrière télescopique à commande électrique. Deux modes de fonctionnement sont possibles pour le déploiement et l'escamotage. À l'état sorti, le becquet améliore considérablement la stabilité routière à vitesses élevées.

bequet-arriere.png


Architecture

L'unité composée du module de becquet arrière et de l'aileron est montée dans le hayon de l'Audi TT. Le module de becquet arrière se compose de l'unité d'entraînement, de l'arbre d'entraînement et du mécanisme d'inversion (charnière), avec les éléments auto-ajustables.
Le module de becquet arrière est vissé avec l'aileron en tôle d'acier peint dans le coloris du véhicule.


* Nota :

En cas de réparation, l'aileron du becquet peut être remplacé individuellement. En cas d'endommagement, le module de becquet arrière est remplacé intégralement.


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