對(duì)于奧迪來(lái)說,，科技是扎根深處,、不可抹去的基因,。從quattro全時(shí)四驅(qū),、LED矩陣式大燈,、MMI人機(jī)交互再到TFSI渦輪增壓汽油直噴發(fā)動(dòng)機(jī),，無(wú)一不體現(xiàn)著奧迪對(duì)于技術(shù)的追求,。
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除了這些，奧迪引以為傲的ASF（奧迪空間框架式車身）技術(shù)也代表著目前較為先進(jìn)的車身設(shè)計(jì)水平,。近日,，在奧迪技術(shù)日上，奧迪透露了關(guān)于新一代奧迪A8全鋁車身的信息,。相比現(xiàn)款車型,，新一代奧迪A8車身輕量化更進(jìn)一步，ASF框架式車身技術(shù)也進(jìn)行了升級(jí),。
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奧迪ASF技術(shù)發(fā)展史
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在了解奧迪ASF技術(shù)發(fā)展史之前,，先讓我們來(lái)了解一下何為奧迪ASF技術(shù)。
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奧迪ASF技術(shù)是Audi Space Frame技術(shù)的簡(jiǎn)稱,，意為“奧迪空間框架結(jié)構(gòu)車身技術(shù)”,。該技術(shù)遵循了仿生學(xué)的原理，從自然界的動(dòng)物身上汲取靈感,。通過優(yōu)化車架結(jié)構(gòu),，并在關(guān)鍵部位應(yīng)用超高強(qiáng)度材質(zhì)、非承重部位應(yīng)用輕量化材質(zhì),，來(lái)達(dá)到整車輕量化的目的,。
+ c9 R. R7 k3 B車身骨架大量應(yīng)用輕量化材質(zhì)，車身不同部位將最輕的質(zhì)量和最優(yōu)的性能結(jié)合在一起,，共同構(gòu)成整個(gè)車架,。這就像動(dòng)物的骨骼一樣，不同的骨塊結(jié)合構(gòu)成整個(gè)骨架,。
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1982年,，奧迪就開始“高度鋁制轎車”項(xiàng)目，開始研發(fā)鋁制車身,。該項(xiàng)目當(dāng)時(shí)由奧迪輕量化設(shè)計(jì)中心主任Heinrich Timm主導(dǎo),，并得到了當(dāng)時(shí)大眾集團(tuán)主席皮耶希的支持。
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，奧迪首次展示了鋁制外殼車身的奧迪100,，兩名女子不需要任何幫助就可以輕松舉起整個(gè)車身,。迪將全鋁車身技術(shù)應(yīng)用到奧迪V8車型上,，1988年奧迪對(duì)該車型進(jìn)行了量產(chǎn),，奧迪V8也就成為了奧迪首款應(yīng)用全鋁車身技術(shù)的量產(chǎn)車型。
: L+ q" e Q- v& C' m$ ^! G為了進(jìn)一步擴(kuò)大影響力,，引起人們對(duì)于奧迪全鋁車身技術(shù)的關(guān)注,，奧迪專門打造了一款用于展示全鋁車身技術(shù)的概念車——Audi Avus，并在1990年進(jìn)行了全球展示,。
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1993年,，法蘭克福車展上，奧迪展出了奧迪A8 ASF（Audi Space Frame）概念車,，這輛車車身完全由鋁制材料構(gòu)成,。一年之后，日內(nèi)瓦車展上量產(chǎn)版的鋁制車身奧迪A8正式投入市場(chǎng),。
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第一代奧迪A8的推出也意味著奧迪ASF全鋁車身技術(shù)逐漸成熟,。
. O3 S6 B: ^: U4 H5 H2 ?經(jīng)過20多年的發(fā)展，奧迪已經(jīng)有9款車型應(yīng)用了該技術(shù),，累積銷量超過100萬(wàn)輛,，遠(yuǎn)超世界上任何其它汽車制造商。
3 \0 s" c0 M, }1999年,，奧迪推出了A2車型,，在這款車型上，奧迪首次用到了激光焊接技術(shù),，這解決了鋁合金材質(zhì)連接困難的難題,，對(duì)于日后全鋁車身技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用起到了推進(jìn)作用。
# f! P( Y- G$ j: ]8 w* M目前,，奧迪A8和奧迪R8代表著最純粹的ASF車身技術(shù),，這兩款車鋁合金材料占比都在58%以上。奧迪TT,、奧迪A7和A4等車型則緊隨其后,，未來(lái)隨著成本降低，該技術(shù)將逐漸覆蓋奧迪大部分車型,。
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車身輕量化技術(shù)不斷發(fā)展意味著車身變輕,？
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$ @5 N4 g% B3 d' {4 p新一代奧迪A8車身技術(shù)在之前車身技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行了升級(jí)和改進(jìn)，車身材質(zhì)種類更多,、車身連接技術(shù)更加先進(jìn),、車身框架安全性能也更好。對(duì)于奧迪A8系列車型車身技術(shù)的發(fā)展,，我們可以通過下圖非常直觀地了解,。
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/ A% W' |: a' q: N通過奧迪A8第二代車型到第四代車型車架對(duì)比,，不難發(fā)現(xiàn)車身結(jié)構(gòu)逐步得到升級(jí)和完善,。在車身重量方面,，第四代奧迪A8相比第二代車型明顯降低。
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細(xì)心的讀者可能會(huì)發(fā)現(xiàn),，第四代奧迪A8雖然比第二代車型車身重量降低,，但是和第三代奧迪A8相比,，車身重量卻增加了。如果你再看新一代奧迪A8的車身重量,，你會(huì)感到更加疑惑,。
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# p6 W: @& q& T新一代奧迪A8（D5）車身重量達(dá)到了282kg，相比第四代車型車身重量又增加了不少,。不是說車身輕量化更進(jìn)一步嗎,？怎么車身到后來(lái)越來(lái)越重？
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這主要是為了滿足最新的碰撞法規(guī),、讓車輛的安全性更好,，新一代奧迪A8的車身進(jìn)行了很多加強(qiáng)，相比現(xiàn)款車型,，新一代奧迪A8車身剛度提升了24%,。同時(shí)，新一代奧迪A8鋁合金材料占比達(dá)到了58%,，從這個(gè)角度來(lái)看,，奧迪A8的輕量化水平確實(shí)是得到了提高。
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車身重量增加并不代表著奧迪輕量化技術(shù)不夠先進(jìn),，我們拿寶馬7系作為對(duì)比,。
' P4 o' A; O' k8 N% o' x8 A寶馬7系在車身輕量化方面也做了很多努力，比如應(yīng)用了大量碳纖維復(fù)合材料,，但是寶馬7系的車身重量還是比奧迪A8更重,。奧迪方面表示，目前競(jìng)品車型車身重量還沒有低于300kg的,。
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+ j; Q, ?4 s8 Q2 m8 ^全鋁車身并非只有鋁合金材質(zhì)
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7 A' B3 t8 J3 I I9 Q5 F相比現(xiàn)款車型,，新一代奧迪A8車身材料種類得到了增加，達(dá)到4種,。首次應(yīng)用了碳纖維復(fù)合材料,，這擺明了是向著自家旗艦超跑R8靠近。
4 p4 ~4 Y( a1 x3 |% Q車身的整體框架由鋁型材搭建,，關(guān)鍵部位采用鋁制鑄件進(jìn)行聯(lián)接,，保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，車身表面采用鋁制鈑金件。為了進(jìn)一步降低車身重量,，車廂后部采用了碳纖維材料,。車廂部分采用高強(qiáng)度合金鋼。
加長(zhǎng)之后的奧迪A8L車身材料與奧迪A8車型保持一致,。
& @2 p: v+ e1 N圖示為新一代奧迪A8L車身結(jié)構(gòu),，整體布局與奧迪A8基本保持一致，但是在細(xì)節(jié)之處還是存在差別,。比如說出現(xiàn)在奧迪A8L車頂上方的橫梁,。
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在一定程度上，這根橫梁會(huì)起到加強(qiáng)車身的作用,。但其主要作用還是用于全景天窗的布置。不少人錯(cuò)誤地認(rèn)為,，有這根橫梁的車型會(huì)配備普通小天窗,，沒有橫梁的車型則會(huì)配備全景天窗。其實(shí)事實(shí)正好相反,，這根橫梁正是為配備分段式全景天窗而放置的,，沒有這根橫梁的車型則會(huì)在車頂覆蓋鋁板，并搭載普通小天窗,。
其實(shí)這一點(diǎn)可以在現(xiàn)款?yuàn)W迪A8車型上得到驗(yàn)證,，從這張車身示意圖不難看出，奧迪A8車型車頂沒有出現(xiàn)橫梁,，其車頂覆蓋了鋁板,，并配備普通天窗，而不是配備全景天窗,。
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新一代奧迪A8/A8L車身材料構(gòu)成比例 |
鋁合金 | 合金鋼 | 碳纖維復(fù)合材料 | 鎂合金 |
58% | 40.5% | 1% | 0.5% |
四種材料如果按照種類再進(jìn)行細(xì)分的話,，材料種類可以達(dá)到29種，其中包括11種鋼材,、16種鋁材,、1種鎂材和1種碳纖維復(fù)合材質(zhì)。
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車身包括多種材質(zhì)考驗(yàn)拼接技術(shù)
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多種材質(zhì)的應(yīng)用意味著車身連接方式需要進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化,，這也是新一代奧迪A8車型面對(duì)最大的挑戰(zhàn),。
多種車身材料混合搭配意味著連接方式需要進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。
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4 k: y3 k+ W1 ^" C% J* B好在自家跑車奧迪R8也同樣采用多種車身材質(zhì),，為新一代奧迪A8提供了參考方案,。解決好不同材料之間的連接問題是關(guān)鍵，自切削螺釘聯(lián)接,、激光焊接,、鉚接等技術(shù)大量應(yīng)用在車身上。
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0 W+ Y" x, P0 e& ~- z: K. s3 K% W0 t( G新一代奧迪A8車身的連接方式達(dá)到了14種，其中包括MIG焊,、遠(yuǎn)程激光焊等8種熱連接技術(shù)和沖鉚連接,、卷邊連接等6種冷連接技術(shù)。
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* S- k( S6 f* u9 f% X$ c8 d9 n- r+ k 1個(gè)全鋁車身居然用到14種拼接法
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1 l; {8 D2 q! ?. ?, i& @% O在新一代奧迪A8的后座背板處布置有一塊碳纖維面板,，碳纖維材質(zhì)的加入對(duì)車身連接技術(shù)提出了更高的要求,。
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* ?$ g# g6 O' d( I4 o+ X& X為了進(jìn)一步降低車重，新一代奧迪A8后排座椅背板采用了碳纖維復(fù)合材料,。由于無(wú)法噴漆,，這塊碳纖維板是在總裝階段才進(jìn)行安裝的。
* b4 {) `5 B1 E4 s從這張現(xiàn)款?yuàn)W迪A8車身部件圖不難看出,，現(xiàn)款?yuàn)W迪A8后座背板采用的是鋁合金材質(zhì),，新一代奧迪A8應(yīng)用的碳纖維復(fù)合材料后座背板密度減少45%，重量減輕50%,。& M: `% {& \5 P8 H
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關(guān)于這塊碳纖維背板再多說兩句,，奧迪將其稱之為增強(qiáng)型碳纖維復(fù)合材料。這塊背板由多層碳纖維布料組成,，碳纖維布料中纖維編織方向不同,，使得整塊面板受力更加均勻。
不同材質(zhì)之間應(yīng)用不同的連接工藝,。
在車輛B柱位置,，新一代奧迪A8在材料連接上應(yīng)用了卷邊及黏貼封邊技術(shù)，這種冷連接方式可以將不同材質(zhì)有效地固定在一起,。
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鋁合金板材,、熱成型超高強(qiáng)度鋼和普通鋼通過卷邊連接方式貼合在一起。
A0 _3 H& Z: u" E% c因?yàn)椴煌馁|(zhì)之間熱脹冷縮程度不同,，最后B柱還采用了Piece-locking連接方式,，即在卷邊處每隔一段距離就打一個(gè)凹坑，以確保三層材料完全貼合在一起,。
2 x. |5 G) [4 W& o為了確保連接緊固,，三種材質(zhì)之間還用了粘合劑連接和鉚釘連接。' t. n! {+ R( E/ t4 c9 W
$ w. i4 m( D" x不只是B柱采用了卷邊連接,、粘合劑連接,、鉚接等冷連接方式，在車輛的A柱,、C柱和車頂位置,，同樣采用了相同的連接方式。
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這種復(fù)合型連接方式可以讓A柱變得更細(xì),，駕駛員在車內(nèi)的視野更好,，同時(shí)C柱變細(xì),，后門開口更大，高度提升14mm,，寬度增加36mm,，后排乘客腿部空間增加28mm，后排乘客上下車更方便,。
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全鋁車身生產(chǎn)環(huán)節(jié)很挑剔
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目前,，奧迪A8的全鋁車身只能在德國(guó)內(nèi)卡蘇姆工廠生產(chǎn)，整個(gè)生產(chǎn)過程自動(dòng)化程度非常高,。除了生產(chǎn)環(huán)節(jié)要求嚴(yán)苛外,，對(duì)于成品，奧迪還有著自己的一套檢驗(yàn)方法,。
內(nèi)卡蘇姆工廠有專門用于生產(chǎn)奧迪A8車身的車間,，整個(gè)車間面積約50000㎡，共有500臺(tái)機(jī)器參與生產(chǎn),。
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整個(gè)生產(chǎn)過程自動(dòng)化程度相當(dāng)高,，生產(chǎn)自動(dòng)化率在85%左右。
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在車身品質(zhì)保障方面,，每個(gè)車身都有2000個(gè)檢測(cè)點(diǎn)。每個(gè)班組每天生產(chǎn)的車身中都會(huì)有一臺(tái)被格外抽檢,，抽檢的車身檢測(cè)點(diǎn)多達(dá)6000個(gè),。
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高程度的機(jī)械化生產(chǎn)讓奧迪A8的車身造型更加富有挑戰(zhàn)性，新一代奧迪A8的車身腰線采用了反折設(shè)計(jì),，這對(duì)于加工工藝有著非常高的要求,。
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全鋁車身不安全？
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; o6 K+ e' h8 d0 n: F& m" Y汽車的安全性和車身重量之間并沒有什么因果關(guān)系,，相比車身重量的影響,，車身關(guān)鍵部位的結(jié)構(gòu)剛度和整體車身框架設(shè)計(jì)更能體現(xiàn)一輛車的安全水準(zhǔn)。
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比如說在車輛的B柱位置,，新一代奧迪A8應(yīng)用了熱成型超高強(qiáng)度鋼,。其制作方法是，將鋼材加熱到超過1000℃的高溫,，然后迅速放入200℃左右的水冷壓模中快速成型,。
1 U$ {7 x1 ] O整個(gè)B柱雖然是由一整塊鋼板組成，但是我們可以明顯看到上下分為深色和淺色,。這是因?yàn)锽柱上下部分冷卻溫度和冷卻時(shí)長(zhǎng)不同,。深色部分強(qiáng)度更高一些，淺色部分強(qiáng)度稍弱,。
$ Z6 Y/ J5 {# b' X2 y; H8 y作為整個(gè)車身最為關(guān)鍵的部位,，B柱設(shè)計(jì)上下部分不僅采用了不同的強(qiáng)度,，整個(gè)B柱橫截面的厚度也不一樣，從上到下,，B柱的厚度分別為1.7mm,、2.0mm、1.7mm和1.5mm,，不同的厚度通過軋制和熱成型工藝制成,。B柱不同的厚度分布情況和上下部分不同冷卻時(shí)長(zhǎng)讓B柱上部強(qiáng)度高，下部強(qiáng)度稍弱,。當(dāng)車輛發(fā)生側(cè)面碰撞時(shí),，B柱上半部分確保車廂完整性，下半部分可以減緩碰撞沖擊力,，讓車內(nèi)乘員更加安全,。
另外，在發(fā)動(dòng)機(jī)防火墻位置,、前排乘客前方,，車身也采用了熱成型超高強(qiáng)度鋼，確保車輛發(fā)生正面撞擊時(shí),，發(fā)動(dòng)機(jī)不會(huì)侵入到車廂內(nèi)部,。
& H8 u$ H. g0 f6 B" j* C整個(gè)前防火墻其實(shí)是由三塊不同厚度的熱成型超高強(qiáng)度鋼焊接在一起的，其中兩側(cè)鋼板厚度為1.3mm,，中間鋼板厚度為1.8mm,，這樣可以在保障安全性的同時(shí)降低防火墻重量。
我們?cè)賮?lái)看一下這張圖,，不難發(fā)現(xiàn),，在關(guān)鍵連接部位，車身都采用了鑄造鋁合金材質(zhì),，確保剛度,。在發(fā)動(dòng)機(jī)艙位置布置有兩條擠壓成型鋁合金縱梁，可以緩解碰撞沖擊,。
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整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)前艙碰撞時(shí)分三層來(lái)緩解碰撞力,，其中我們上面提到的兩條前縱梁采用擠壓成型鋁合金材料，相比現(xiàn)款車型,，強(qiáng)度增加31%,，重量減少26%。在翼子板處采用高強(qiáng)度合金鋼,，防火墻處采用熱成型超高強(qiáng)度鋼,。
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在車廂部分，車廂底部采用了鋁合金板材,，相比現(xiàn)款車型,，強(qiáng)度增加30%,，延展性增加40%，重量減輕15%,，底板良好的延展性與B柱底部搭配確保車輛側(cè)面發(fā)生碰撞時(shí)能有效吸收能量,。
發(fā)動(dòng)機(jī)艙支架采用了鑄鎂合金材質(zhì)，剛度性能出色,，密度相比現(xiàn)款A(yù)8的鋁制部件降低45%,，重量減輕28%，減重大概500g左右,。塔頂位置采用了鑄造鋁合金,，厚度比較薄，但是強(qiáng)度完全滿足要求,。
新一代奧迪A8在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面采用了大量環(huán)形結(jié)構(gòu),，大大提高了抗扭性，整車剛度增加,。相比現(xiàn)款車型,，新一代奧迪A8動(dòng)態(tài)剛度性能提高24%，輕量化指數(shù)提高12%,，車身前部剛度提高14%,。
圖示為新一代奧迪A8的后縱梁，該部件采用壓鑄工藝,，是整個(gè)車身最大的鑄鋁部件,，同時(shí)后縱梁布置了大量的仿生學(xué)肋條式設(shè)計(jì)，強(qiáng)度相比現(xiàn)款車型增加50%,。
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全鋁車身維修貴？
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不少人認(rèn)為全鋁車身維修特別貴,，有一定的道理,，但這也不完全對(duì)。對(duì)于大碰撞來(lái)說,，全鋁車身由于焊接困難等原因確實(shí)比較難維修,，一般會(huì)采用換件處理方式，這無(wú)疑讓維修成本提高,。但是奧迪通過研究發(fā)現(xiàn),，90%的車輛事故是發(fā)生在低速情況下，為此,，奧迪特地對(duì)全鋁車身進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化,，大大提高了維修便利性和可行性，從這個(gè)角度來(lái)看,，全鋁車身并不比普通鋼材車身維修貴,，這一點(diǎn)也可以通過奧迪A8在德國(guó)的保費(fèi)可以看出,，采用了全鋁車身技術(shù)的奧迪A8在德國(guó)的保費(fèi)處于最低一檔水平。
全鋁車身對(duì)于加工工藝要求較高,，類似新一代奧迪A8的腰線,，要想達(dá)到這種效果需要對(duì)鋁材進(jìn)行多次加工翻折。因此發(fā)生較為嚴(yán)重事故后,，全鋁車身維修難度大,，但是小磕小碰維修難度并不大。
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編輯點(diǎn)評(píng)：對(duì)于全鋁車身技術(shù),，不少人存在著這樣或那樣的誤解,，比如說誤以為全鋁車身安全性不高、維修費(fèi)用高昂,、只出現(xiàn)在高檔車型上等等,，其實(shí)隨著材料技術(shù)的進(jìn)步，未來(lái)全鋁車身將成為一種趨勢(shì),，而奧迪則把握住了先機(jī),，走在了時(shí)代前沿。
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鋁合金和碳纖維復(fù)合材料等輕量化材質(zhì)的大量應(yīng)用是奧迪ASF全鋁車身技術(shù)最明顯的特征,，這項(xiàng)技術(shù)改變了車重隨著汽車行業(yè)發(fā)展不斷上升的趨勢(shì),，輕量化車身對(duì)于提升整車操控性和燃油經(jīng)濟(jì)性有很大幫助，相信未來(lái)全鋁車身技術(shù)會(huì)得到普及,。
發(fā)表于 2017-8-23 20:30:15
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