Ауди систем полного привода

Система полного привода Quattro

Quattro (в пер. с итал. «четыре») – фирменная система полного привода, применяемая на автомобилях марки Audi. Конструкция представляет собой классическую схему, позаимствованную у внедорожников, – двигатель и коробка передач расположены продольно. Интеллектуальная система обеспечивает наилучшие динамические характеристики, исходя из дорожных условий и сцепления колес. Автомобили обладают выдающимися показателями управляемости и сцепления с поверхностью на любом типе дорожного покрытия.

История появления

Впервые легковой автомобиль с подобной конструкцией системы полного привода был представлен на Женевском автосалоне в 1980-м году. Прототипом послужил армейский джип Volkswagen Iltis. Испытания в процессе его разработки в конце 1970-х показали отличную управляемость и предсказуемое поведение на скользкой заснеженной дороге. Идея внедрить концепцию полного привода внедорожника в конструкцию легкового автомобиля была реализована на базе серийного купе Audi 80.

Символ интеллектуальной системы полного привода Quattro – электромеханический геккон

Постоянные победы первой модели Audi Quattro в раллийных гонках, доказали правильность выбранной концепции полного привода. Вопреки сомнениям критиков, основным доводом которых была громоздкость трансмиссии, гениальные инженерные решения обратили этот недостаток в преимущество.

Новый автомобиль Audi Quattro получил великолепную устойчивость. Приближенное к идеальному распределение веса по осям стало возможным именно благодаря схеме расположения трансмиссии. Полноприводный автомобиль Audi 1980-го года выпуска стал легендой ралли и эксклюзивным серийным купе.

Развитие системы

I поколение

Система quattro первого поколения оснащалась межколесными и межосевыми дифференциалами свободного типа с возможностью принудительной жесткой блокировки механическим приводом. В 1981 году систему модифицировали, блокировки стали включаться с помощью пневматики.

Раллийная версия Audi Quattro 1980 года выпуска

Модели: Quattro, 80, Quattro Cupe, 100.

II поколение

В 1987 году место свободного межосевого занял самоблокирующийся дифференциал повышенного трения Torsen Тype 1. Модель отличалась поперечным расположением шестерен сателлитов относительно приводного вала. Передача крутящего момента варьировалась в соотношении 50/50 при нормальных условиях, а при пробуксовке на ось с лучшим сцеплением передавалось до 80% мощности. Задний дифференциал оснастили функцией автоматической разблокировки при скорости выше 25 км/ч.

Модели: 100, Quattro, 80/90 quattro NG, S2, RS2 Avant, S4, A6, S6.

III поколение

В 1988 году была внедрена электронная система блокировки дифференциалов. Крутящий момент перераспределялся по осям с учетом силы их сцепления с дорогой. Контроль осуществляла система EDS, которая притормаживала буксующие колеса. Электроника автоматически подключала блокировку многодисковой муфты межосевого и свободного переднего дифференциалов. Самоблокирующийся дифференциал Torsen переместился на заднюю ось.

IV поколение

1995 год – установлена система электронной блокировки переднего и заднего дифференциалов свободного типа. Межосевой дифференциал – Torsen Type 1 или Type 2. Стандартный режим распределения момента – 50/50, с возможностью передачи до 75% мощности на одну ось.

Модели: A4, S4, RS4, A6, S6, RS6, allroad, A8, S8.

V поколение

В 2006 году стал применяться несимметричный центральный дифференциал Torsen Type3. Отличительная особенность от предыдущих генераций – сателлиты расположены параллельно ведущему валу. Межколесные дифференциалы – свободные, с электронной блокировкой. Распределение момента в нормальных условиях происходит в пропорции 40/60. При пробуксовке мощность возрастает до 70% на переднюю и до 80% на заднюю ось. С использованием системы ESP появилась возможность передавать на одну ось до 100% крутящего момента.

VI поколение

В 2010 году существенное изменение претерпели элементы конструкции полного привода новой модели Audi RS5. Был установлен межосевой дифференциал собственной разработки на основе технологии взаимодействия плоских зубчатых колес. По сравнению с Torsen, это более эффективное решение для стабильного распределения крутящего момента при различных условиях движения.

Центральный дифференциал Quattro на основе плоских зубчатых колес

В обычном режиме соотношение мощности составляет 40:60 для передней и задней оси. При необходимости дифференциал передает до 75% мощности на переднюю ось и до 85% – на заднюю ось. Обладает меньшим весом, облегчает интеграцию в работу управляющей электроники. В результате применения нового дифференциала динамические характеристики автомобиля гибко изменяются в зависимости от любых условий: силы сцепления шин с дорогой, характера движения и манеры езды.

Элементы современной системы

Современная трансмиссия Quattro состоит из следующих основных элементов:

• Коробка передач.
• Раздаточная коробка и межосевой дифференциал в одном корпусе.
• Главная передача, конструктивно выполненная в корпусе заднего дифференциала.
• Карданная передача, передающая крутящий момент от центрального дифференциала на ведомые оси.
• Межосевой дифференциал, распределяющий мощность между передней и задней осью.
• Передний дифференциал свободного типа с электронной блокировкой.
• Задний свободный дифференциал с электронной блокировкой.

Элементы системы Quattro

Система Quattro отличается повышенной надежностью и износостойкостью элементов. Этот факт подтверждается тремя десятилетиями эксплуатации как серийных, так и раллийных автомобилей Audi. Случавшиеся поломки в основном являлись результатами неправильной или чрезмерно интенсивной эксплуатации.

Принцип работы

Принцип работы полного привода Quattro базируется на основе наиболее эффективного распределения мощности при пробуксовке колес. Электроника считывает показания датчиков антиблокировочной системы и сравнивает угловые скорости всех колес. При превышении критического предела одним из колес – оно притормаживается.

Одновременно включается блокировка дифференциала, и крутящий момент в нужном соотношении распределяется на колесо с лучшим сцеплением. Электроника распределяет мощность в соответствии с выверенным алгоритмом. Алгоритм работы, разработанный путем многочисленных испытаний и анализа поведения автомобиля при различных условиях движения и состоянии дорожного покрытия, обеспечивает максимальную активную безопасность. Это делает управление автомобилем предсказуемым в сложных условиях.

Эффективность применяемых блокировок и управляющей электронной системы дает возможность полноприводным автомобилям Audi трогаться с места без пробуксовки на любом типе дорожного покрытия. Данное свойство обеспечивает прекрасные динамические качества и проходимость.

Преимущества

Недостатки

• Увеличенный расход топлива.
• Строгие требования к правилам и условиям эксплуатации.
• Высокая стоимость ремонта в случаях выхода элементов из строя.

Quattro – совершенная система интеллектуального полного привода, проверенная временем и жесткими условиями раллийных гонок. Новейшие разработки и лучшие инновационные решения десятилетиями повышали общую эффективность системы. Выдающиеся ходовые качества полноприводных автомобилей Audi доказывают это на практике на протяжении уже более 30 лет.

Источник

Все современные разновидности полного привода Quattro.

Конструкция полного привода Quattro у современных моделей Audi сильно отличается. Давайте разбираться, что тут, как и почему.

Марка Audi буквально приучила автомобилистов к тому, что полный привод в легковой машине – вещь нужная, полезная и веселая. С помощью полного привода можно повысить проходимость автомобиля, уровень его активной безопасности и доминировать над соперниками в гонках. Все началось почти 40 лет назад, когда с конвейера сошел легендарный Audi Quattro – первый серийный легковой автомобиль с полным приводом.

Инженеры Audi вдохновились внедрением полного привода в автомобили Audi после успеха созданного для немецких военных внедорожника Volkswagen Type 183, также известного как Iltis. По слухам, сам Фердинанд Пих настоял на разработке полноприводных Audi.

Полноприводные Audi выигрывали практически все гонки, на которых они появлялись. Дебютное для Quattro январское ралли в Австрии было выиграно с полуторачасовым преимуществом. За первые пару лет с момента своего появления модель Audi Quattro завоевала победы на более 20 этапах чемпионата мира по ралли. В 1984 году Audi Quattro получает титул «Спортивный автомобиль года».

Полноприводные Audi добивались побед в самых разных дисциплинах автоспорта. В 1985 году Мишель Мутон на Audi Sport Quattro выиграл в весьма опасной гонке Pikes Peak (подъем по грунтовому серпантину на высоту 4302 м). На следующий год достижение повторил гонщик Боби Анзер. В 1987 году в Pikes Peak доминировал Вальтер Рерль, пилотировавший 600-сильную Audi Sport Quattro S1.

К середине 1980-х полный привод Quattro стали предлагать для всех моделей Audi. В 1988 году появляется полный привод Quattro второго поколения, с межосевым дифференциалом типа Торсен. Первым серийным седаном представительского класса с полным приводом стал Audi V8. Любопытно, что модель V8 в 1990 и 1991 году стала лучшей в немецком кузовном чемпионате DTM.

Audi V8 в 1990 и 1991 году стала лучшей в немецком кузовном чемпионате DTM

В ходе эволюции полный привод Quattro сменил уже семь поколений. Сегодня полный привод Quattro предлагается фактически в трех вариантах.

Классика: Quattro с самоблоком Torsen.

Постоянный полный привод Quattro с самоблокирующимся межосевым дифференциалом.

Этот тип полного привода использовался c 1988 года. В его основе лежит самоблокирующийся дифференциал Torsen. Конечно, за 30 лет сам дифференциал претерпел изменения, которые в основном касаются распределения крутящего момента. Если первоначально дифференциал был симметричным, то в самых новых моделях Audi он распределят крутящий момент между осями в неравной пропорции. Сегодня самоблокирующийся межосевой дифференциал обеспечивает ассиметрично-динамическое распределение крутящего момента до 70% к передней оси или до 80% к задней. Перераспределение крутящего момента происходит без какой-либо

задержки и не требует регулирующего вмешательства системы ESC. Полный привод Quattro с самоблокирующимся межосевым дифференциалом Torsen сегодня можно встретить на самых больших Audi. Например, на новом Q7. За доплату его можно «скрестить» со спортивным задним дифференциалом. А вот Audi Q5 второго поколения уже перешел на привод, именуемый Quattro Ultra.

Quattro c самоблокирующимся дифференциалом с торцевым зацеплением.

В 2009 году на Audi S4 (модель 8K), оснащенным полным приводом с межосевым дифференциалом Torsen, дебютировал спортивный дифференциал задней оси, позволяющий активно распределять крутящий момент между задними колесами с помощью двух ускоряющих ступеней.

В 2010 году, к 30-летнему юбилею Quattro, на Audi RS5 появился новый тип полного привода Quattro. В раздаточной коробке здесь дебютировал совершенно новый дифференциал с торцевым зацеплением. Он способен распределять крутящий момент между передней и задней осями без задержки и бесступенчато в достаточно широком диапазоне: от 70 % на переднюю ось и до 85 % на заднюю. Этот же дифференциал получил и представленный в том же году Audi A7 Sportback.

Новый дифференциал с торцевым зацеплением также является самоблокирующимся и характеризуется асимметрично-динамическим распределением крутящего момента. Он превосходит дифференциал Torsen в плане динамического перераспределения крутящего момента, что позволяет более полно реализовать потенциал сцепления колес с дорогой. Самое главное, такой дифференциал лучше комбинируется с электронными системами, использующими подтормаживание колес. Еще данный дифференциал компактнее и легче. При массе в 4,8 кг он примерно на два килограмма легче, чем прежний Torsen.

При нормальном сцеплении колес с дорогой дифференциал с торцевым зацеплением передает на задние колеса 60% момента и 40% на передние. При пробуксовке колес до 85% момента может

передаваться на задние колеса или до 70% на передние.

Бонус: спортивный задний дифференциал.

Спортивный задний дифференциал посредством фрикционных муфт перераспределяет входной крутящий момент и, за счет передаточного механизма, увеличивает число оборотов одного из задних колес. Увеличение числа оборотов и перенос крутящего момента на внешнее колесо в повороте приносят желаемый эффект – возникает момент, поворачивающий автомобиль вокруг вертикальной оси, и, тем самым, направляющий его по дуге поворота.

Quattro для самых маленьких

На самых компактных полноприводных моделях – А3, Q2 и Q3 – полный привод Quattro реализован на основе многодисковой электрогидравлической муфты Haldex 5-го поколения. Крутящий момент передается на муфту карданным валом, соединенным с конической передачей раздаточной коробки, находящейся на передней оси автомобиля. Любопытно, что коническая передача передает вращение на вал привода задней оси с повышающим коэффициентом 1,6. Таким образом, для передачи меньшего крутящего момента можно использовать вал

меньшего диаметра. В задней главной передаче частота вращения, передаваемая валом привода,

соответственно уменьшается в 1,6 раза. Сама муфта Haldex пристыкована к главной задней передаче. Величина крутящего момента, передаваемого муфтой на заднюю ось, определяется

Замыкание муфты создается гидравликой, сдавливающей пакеты фрикционов через поршень, имеющий форму кольца. Давление в гидросистеме муфты создает электрический насос. Регулировка усилия, воздействующего на поршень и пакет фрикционов, происходит через электромагнитный клапан.

Такая конструкция позволяет подключать заднюю ось по требованию, в зависимости от дорожной ситуации и уровня сцепления колес с дорогой. Благодаря скорости срабатывания муфты Haldex и возможности превентивного подключения задней оси эта конструкция обеспечивает постоянный полный привод.

Ради будущего и экономии топлива: Quattro Ultra

В 2016 году Audi представила новый по конструкции тип полного привода: Quattro ultra, который впервые нашел применение на Audi A4 allroad в середине 2016 года. Примечательно, что прежде приставку ultra имели не типы привода, а модели Audi, отличающиеся особой экономичностью. Эти модели предназначены в основном для экономичной Европы. Полный привод Quattro ultra собственно и создан для того, чтобы еще больше снизить экономию топлива, за счет снижения потерь в трансмиссии. Quattro ultra может сочетаться только с 2-литровыми моторами в комбинации с механической КПП или с АКП S tronic.

Итак, Quattro ultra является постоянным полным приводом, который активно регулирует подводимый к заднему мосту крутящий момент. В сердце этой трансмиссии лежит электронноуправляемая многодисковая муфта с гидравлическим приводом. Она пристыкована к коробке передач. Еще одна муфта – с кулачковым исполнительным механизмом – интегрирована в заднюю главную передачу.

Особенность привода Quattro ultra заключается во взаимодействии муфты полного привода с кулачковой муфтой в задней главной передаче. Она позволяет при разомкнутой муфте полного привода обездвижить раздаточную коробку (главную пару) с валом привода задней оси, разобщив их и остальную трансмиссию. Когда обе муфты размыкаются, карданный вал привода задней оси и детали задней главной передачи становятся неподвижными, что снижает потери на трение. Этим значительно экономится топливо и уменьшается выброс CO2. Обещана экономия на уровне 0,3 л/100 км.

Муфта полного привода Quattro ultra распределяет крутящий момент в свободной пропорции. Когда полный привод не нужен и необходимости в нем в ближайшее время не предвидится, происходит переключение на более эффективный с точки зрения расхода топлива передний привод.

При этом сначала размыкается муфта полного привода и производится оценка ходовых качеств автомобиля, движущегося на одном только переднем приводе. Если ходовые качества стабильны, размыкается кулачковая муфта в задней главной передаче.

Блок управления полным приводом постоянно отслеживает параметры вращения колес и ускорения и позволяет спрогнозировать уход автомобиля в занос за 500 мс до наступления этой негативной ситуации. Этих 500 мс достаточно для того, чтобы исполнительные механизмы Quattro ultra успел активировать полный привод.

Для подключения полного привода необходимо, чтобы кулачковая муфта в задней главной передаче снова сомкнулась. Включить ее мгновенно невозможно, так как в переднеприводном режиме коробка заднего дифференциала неподвижна. Ее нужно «раскрутить» и синхронизировать скорость ее вращения. Поэтому при включении полного привода сначала смыкается муфта полного привода, разгоняя карданный вал и соединенную с ним ведомую шестерню задней главной передачи. Когда частота вращения коробки заднего дифференциала стала примерно синхронной, активируется кулачковая муфта.

Вместо заключения

На выходных официальный импортер Audi AG в Республике Беларусь компания ООО «Автосалон-АВ» напомнила журналистам и поклонникам марки о возможностях полного привода Quattro. На площадке у автосалона «Audi Центр Минск» разместилась полоса препятствий, по которой кроссоверы Audi Q5 и Q7 ездили, борясь с диагональным вывешиванием, коварными роликами (они идеально имитируют лед на дороге) и брали подъем под 26 градусов. Конечно, со всеми испытаниями машины справлялись на ура. И ощутимой разницы между Q5 и Q7 не было видно ни со стороны, ни с водительского места. И это при этом, что Quattro эти моделей устроен совершенно по разным «рецептам». У Q5 — Quattro Ultra плюс «робот» S tronic. У Q7 традиционный Quattro c дифференциалом Torsen плюс 8-ступенчатый гидромеханический «автомат». Современная и очень настроенная на экономичность трансмиссия Quattro Ultra ничуть не уступала традиционному и предельно постоянному полному приводу. Младшая Q5 точно так же послушно и чутко реагировала на акселератор, позволяя в натяг преодолевать все препятствия.

Audi Q5, в трансмиссии которой аж два сцепления: двойное у «робота» S tronic и многодисковая муфта полного привода, очень уверенно брал сложные и тяжелые внедорожные препятсвтия. По ощущениям этот кроссовер ползет в натяг не хуже, чем более традиционно сконструированный Audi Q7.

Послушные и точные реакции большого Audi Q7 на акселератор позволяют уверенно взбираться на крутой подъем. Полный привод Quattro с Torsen в центре не дает колесам ни шанса на пробуксовку.

Чтобы взобраться на такой склон, нужен не только постоянный полный привод, но и адекватная настройка электроники, имитирующей блокировки межколесных дифференциалов.

Преимущество кроссоверов Audi в том, что даже новичок за их рулем, ничего не смыслящий во внедорожном вождении, может лихо справиться с любыми выдуманными препятствиями.

Audi A5 Sportback, лавирующая между конусов на мокрой площадке, лично мне вновь напомнила о том, что полноприводная машина разгоняется гораздо эффективнее, чем тормозит. Полный привод Quattro как всегда демонстрирует высокую цепкость на скользкой поворехности дороги.

Источник