Napęd na wszystkie koła Audi. Układ napędowy Quattro od Audi

Opatentowany w latach 80. przez Audi napęd na cztery koła Quattro jest montowany w większości modeli marki od ponad 20 lat z rzędu.

Został on jednak zastąpiony bardziej zaawansowaną wersją przekładni E-tron Quattro. Długoletnie użytkowanie tego napędu na wszystkie koła wynika z innowacyjnego projektu, który wyróżnia się prostotą i praktycznością. Urządzenie transmisyjne zaprojektowano w taki sposób, aby siła momentu obrotowego z zespołu napędowego przez niego była równomiernie rozłożona pomiędzy zestawy kołowe, co ma pozytywny wpływ na jazdę. Gdy tylko w ofercie Audi zaczęto instalować taki system transmisji, sprzedaż samochodów gwałtownie wzrosła.

Jak powstało Quattro?

Warto zauważyć, że mniej lub bardziej perfekcyjna konstrukcja przekładni z napędem na wszystkie koła pojawiła się już w latach 70. XIX wieku. Jednak do końca 1977 roku nie można było nazwać idealnym napędem na cztery koła. To właśnie w tym czasie jeden z dyrektorów koncernu Audi, Ferdinand Piech, postawił inżynierom firmy zadanie ulepszenia skrzyni biegów do jej późniejszego wykorzystania w konstrukcji pojazdów osobowych. Inżynierom Walterowi Treserowi i Jörgowi Bensingerowi udało się wcielić w życie ideę CEO w testowym modelu słynnego A1. Prototyp był przestylizowaniem samochodu sportowego Audi80, z zainstalowanym zmodyfikowanym napędem na cztery koła z SUV-a Iltis.



Napęd na tylne koła w teście A1 został zastąpiony przednią osią SUV-a ze zmodyfikowaną konstrukcją mechanizmu różnicowego. Jego konstrukcja była identyczna jak ta zastosowana w Iltis, z tą różnicą, że inżynierowie zainstalowali go z tyłu samochodu, zwiększając w ten sposób jego właściwości jezdne. Pomimo tego, że system przeszedł cały okres testowy „doskonale”, to jednak jego dalsze losy całkowicie zależały od decyzji kierownictwa Volkswagena, ponieważ Audi było już wtedy jego częścią.

Po serii testów systemu na zimowym torze, które osobiście nadzorował prezes zarządu Volkswagena, skrzynia biegów trafiła do rewizji. Powodem tego była słaba stabilność auta podczas wchodzenia w ostry zakręt, przez co auto mogło się po prostu przewrócić. Rozwiązaniem problemu było zastosowanie międzyosiowego mechanizmu różnicowego, który znajdował się tuż za punktem kontrolnym i był agregowany ze specjalnie zaprojektowanym wałem. Jedna strona mechanizmu różnicowego była podłączona do napędzania przedniego zestawu kołowego, podczas gdy druga strona napędzała tylne koła przez wał Cardana. Po wszystkich testach, które z powodzeniem przeszedł zmodyfikowany system Quattro, podjęto decyzję o jego seryjnym zastosowaniu. Pierwszymi znakami, na których zainstalowano tę skrzynię, były legendarne modele Audi80, które do dziś można spotkać na drogach naszego kraju.

Zwycięstwa sportowe

Wraz z pojawieniem się tego typu przekładni samochody w nią wyposażone, które brały udział w wyścigach rajdowych, nie pozostawiały szans na zwycięstwo innym typom pojazdów sportowych. Przez ponad dekadę system Quattro umożliwiał zawodnikom wygrywanie cennych sekund w starciu z trudniejszymi rywalami i ostatecznie wygrywanie prestiżowych zawodów. Czasem zasady wyścigów samochodowych można by nazwać w ogóle absurdem, gdyż do aut z takim systemem doliczano na mecie dodatkowy czas, a niektóre modele wykluczano z udziału w zawodach.

Mimo wszystkich zakazów coraz więcej zespołów zaczęło korzystać z napędu na cztery koła Audi, dzięki czemu auta z nim wygrywały prestiżowe światowe zawody, takie jak rajdy w Finlandii, Portugalii, Argentynie itp. W związku z tym federacja sportów motorowych zniosła zakaz dla samochodów wyścigowych z opisaną skrzynią biegów. Następnie inżynierowie firmy zaczęli opracowywać specjalne sportowe wersje napędu na wszystkie koła, a do jego nazwy dodano przedrostki „Sport” i „Rally”.

Jednak po piętnastu latach prowadzenia aut z systemem Quattro we wszystkich zawodach, w 1997 roku FIA (Międzynarodowa Federacja Samochodowa) nałożyła całkowity zakaz ich udziału w rajdach. Dlatego taka transmisja jest dziś przywilejem wyłącznie pojazdów cywilnych.

Cechy konstrukcyjne

Jak każdy mechanizm, system Quattro posiada własne modyfikacje, z których większość została opracowana pod konkretny model pojazdów Audi. Jednak niezależnie od modyfikacji, konstrukcja przekładni zawiera następujące stałe elementy:

1. Skrzynia biegów - pozwala wybrać i utrzymać preferowaną prędkość podczas jazdy.

2. Mechanizm przekładni głównej - dzięki temu zwiększa się ilość momentu obrotowego przenoszonego na wszystkie koła napędowe.

3. Mechanizm przenoszący (skrzynka) służy do prawidłowego rozłożenia siły między osiami napędowymi.

4. System transmisji Cardana. Dzięki temu możliwe jest zapewnienie przeniesienia siły na określony wał.

5. Dyferencjał - ma na celu rozłożenie mocy jednostki napędowej między wszystkie elementy napędu na wszystkie koła.

Warto zauważyć, że praktycznie nie było poważnych awarii układu napędu na wszystkie koła podczas całego jego istnienia. Zasadniczo awarie pojawiły się po niewłaściwej obsłudze napędu na wszystkie koła. Skrzynia biegów może zawierać ręczną lub automatyczną skrzynię biegów, uzupełnioną specjalnym mechanizmem przenoszenia. Konstrukcję skrzyni rozdzielczej uzupełniono o międzyosiowy mechanizm różnicowy, za pomocą którego obciążenie rozkładało się między napędzany i napędzany zestaw kołowy. Skrzynia biegów mogła znajdować się w jednej obudowie ze skrzynią rozdzielczą, a rozkład przenoszonej siły odbywał się za pomocą układu zębatego lub poprzez oddzielny wał napędowy.



Nawiasem mówiąc, środkowy mechanizm różnicowy systemu był również wielokrotnie ulepszany, dopóki jego konstrukcja nie zaczęła spełniać wszystkich wymagań. Początkowo był to swobodny układ mechanicznej skrzyni biegów wyposażony w blokadę. Jednak po pewnym czasie ta konstrukcja została zastąpiona bardziej zaawansowaną, która pozwala przenieść około 80% obciążenia na każdy z zestawów kołowych. System ten nazwano „Torsen” (torsen). Nie pozostała jednak niezmieniona. Po modernizacji w 2007 roku redystrybucja sił wyniosła około 70% na każdą parę kół, a przyczepność kół do nawierzchni drogi wzrosła. Nieco później w gamie modeli Audi zastosowano nowy asymetryczny mechanizm różnicowy, który w razie potrzeby ma funkcję włączania blokady osi, podczas gdy obciążenie zostało rozłożone w następujący sposób: 70% przypisano na przednie koła, a około 85% do tyłu.

Po ostatniej modernizacji w 2010 roku konstrukcja systemu stała się hybrydowa. Sugeruje to, że tylny zestaw kołowy napędzany jest napędem elektrycznym, który ma oddzielne zasilanie akumulatorowe. Taka innowacja pomogła zmniejszyć zawartość szkodliwych substancji w spalinach samochodu wyposażonego w przekładnię napędu na wszystkie koła opisanego typu.

Zalety i wady

Oczywiście system Quattro nie jest pozbawiony zalet i wad. Do pozytywnych cech samochodów wyposażonych w tego typu skrzynię biegów należą:

Zwiększona wydajność dynamiczna;

Pełny „hamulec silnika”;

Wielokrotna zwiększona przepuszczalność;

Stabilność w prowadzeniu.

Poza zaletami opisanymi dla samochodów Audi wyposażonych w ten układ przeniesienia napędu, po wciśnięciu pedału gazu nawet na śliskiej drodze nie ma ślizgania się kół napędowych ze względu na to, że obie osie obracają się z tą samą prędkością, co pozwala ustabilizować ruch. Najważniejsze, żeby opony pojazdu nie były zbyt zużyte.

Przejdźmy od zalet do wad. Główne wady systemu Quattro to:

Zwiększone zużycie paliwa;

Koniecznie ostrożna (!) jazda samochodem, co wyklucza nagłe zmiany na jezdni;

W przypadku awarii transmisji będzie musiał zapłacić okrągłą sumę, aby ją przywrócić.

Ale być może najbardziej nieoczekiwaną wadą systemu jest prawdopodobieństwo poślizgu pojazdu w przypadku nieprzewidzianych sytuacji w czasie ruchu. Powodem tego jest fakt, że większość kierowców podczas pokonywania zakrętów przy dużych prędkościach polega na elektronicznym systemie sterowania. Niestety, nie może „myśleć” zbyt szybko. ECU systemu Quattro po prostu nie ma czasu na przetworzenie wszystkich poleceń czujnika otrzymanych w momencie wykonywania ostrego manewru, w wyniku czego system nie działa poprawnie, a samochód wpada w poślizg. W takich przypadkach nie należy naciskać pedału gazu „na podłogę”, gdyż istnieje ryzyko stania się sprawcą poważnego wypadku.

Legendarne Audi z Quattro

Pomimo tego, że przez kilkadziesiąt lat rozważany w artykule typ przekładni był montowany w większości samochodów z gamy modeli Audi i Volkswagen, spośród wszystkich pojazdów, które zdobyły tytuł „legendarnego zdobywcy dróg”, można wyróżnić tylko kilka. . Oprócz legendarnego A1 i Audi 80 należy do nich sportowy samochód Quattro Coupe, który od kilku lat jest produkowany w różnych odmianach i stał się ulubieńcem kierowców ze względu na wysoką dynamikę i stylowy wygląd. A dla miłośników aktywnej jazdy z komfortem specjalnie opracowany został model Avant Quattro.

Możesz zostawić swoją pozytywną i negatywną opinię na temat napędu na cztery koła AUDI quattro w komentarzach.

Film o działaniu napędu na cztery koła Quattro na przykładzie Audi RS5:

W liniach modelowych samochodów segmentu premium różnych producentów zawsze występują wersje z napędem na wszystkie koła. Ponadto każda firma ma taki system zarejestrowany jako odrębny znak towarowy. W przypadku Mercedesa jest to oznaczone jako 4Matic, w przypadku BMW to xDrive, a spółka zależna Audi od VAG korzysta z napędu na cztery koła quattro.

System quattro jest pozycjonowany jako napęd ze stałą transmisją obrotów na dwie osie samochodu (tzw. „Full-Time”). Warto zauważyć, że quattro nie jest oznaczeniem typu napędu i nie ma nic wspólnego z ogólnie przyjętym napędem 4WD. To oznaczenie systemu wskazuje raczej na cechy konstrukcyjne systemu i zastosowanie pewnych technologii.

Projekt i funkcje

System quattro jest używany wyłącznie w samochodach z podłużnie umieszczoną elektrownią i jest to jedna z głównych cech.

Napęd na cztery koła Quattro pojawił się po raz pierwszy w samochodach Audi w 1980 roku. Wraz z rozwojem nowych technologii system był ulepszany i dopracowywany. Jednocześnie sam producent nie dzieli napędu na generacje, choć są one wyraźnie widoczne, dlatego dla uproszczenia rozbijemy ten system na generacje.

Pomimo ciągłego doskonalenia tego systemu, jego główne elementy konstrukcyjne pozostają niezmienione. Główne elementy przekładni to:

• Skrzynia biegów (ręczna skrzynia biegów, automatyczna skrzynia biegów);
• Skrzynka transferowa (RP, razdatka);
• wały napędowe;
• główne koła zębate;
• Mechanizmy różnicowe (interwheel, interaxle).

System quattro pierwszej generacji

Do cech systemu quattro należy rozplanowanie skrzyni biegów, skrzyni rozdzielczej i centralnego mechanizmu różnicowego - są one przedstawione jako jedna całość, to znaczy połączenie między nimi jest sztywne. W najnowszych wersjach quattro do tego zespołu dodano również wał napędowy, zwolnicę i centralny mechanizm różnicowy przedniej osi.

Główną różnicą w konstrukcji między napędami z różnych lat jest zastosowanie różnych typów mechanizmów różnicowych. To z kolei wpływa na przełożenie.

1. generacja

System quattro został wprowadzony do Audi w 1980 roku. Konstrukcyjnie był to najprostszy napęd, co można przypisać pełnoprawnemu napędowi 4WD z równomiernym podziałem obrotów wzdłuż obu osi (symetrycznie). Urządzenie sugerowało obecność różnic:

• Interaxal - bezpłatny, ale z możliwością ręcznego blokowania;
• Krzyżak tylny - wolny, z wymuszonym ryglowaniem ręcznym;
• Przednie koło międzykołowe - gratis;

Możliwość wymuszonego blokowania mechanizmów różnicowych zapewniała doskonałe osiągi w terenie. Warto zauważyć, że gdy mechanizm blokujący został aktywowany, system ABS był wyłączony.

Ponieważ blokady były włączane ręcznie, jeśli zapomniano o ich wyłączeniu natychmiast po przejechaniu trudnych odcinków drogi, może to doprowadzić do awarii przekładni.

Zastosowanie konkretnego zamka wpłynęło na zachowanie samochodu. Jeśli wszystkie blokady są wyłączone, samochód może się zatrzymać, jeśli któreś koło się poślizgnie. Gdy aktywowano centralną blokadę mechanizmu różnicowego, samochód przestał się poruszać, jeśli dwa koła się poślizgnęły - przednia i tylna oś. Podczas blokowania tylnego dyferencjału auto było unieruchomione w przypadku poślizgu obu kół tylnej osi lub jednej przedniej osi. Gdy obie blokady były włączone, samochód zatrzymywał się tylko wtedy, gdy w tym samym czasie poślizgnęły się trzy koła - dwa tylne i jedno przednie.

System quattro 1. generacji był używany przez długi czas - do 1992 roku. Oprócz Audi zainstalowano go również w Volkswagenie Passacie B2.

2. generacja

Napęd na cztery koła quattro drugiej generacji zaczął być wprowadzany w 1987 roku i otrzymał nieco inną konstrukcję, chociaż był również symetryczny. Jego cechy to:

• Użyj jako mechanizmu różnicowego między osiami jednostki samohamownej Torsen;
• Rewers dyferencjał - ręcznie blokowany, ale z automatycznym rozłączaniem podczas jazdy z prędkością powyżej 25 km/h;
• Przedni mechanizm różnicowy pozostał wolny.

Torsen dyferencjał

Specyfika działania mechanizmu różnicowego Torsen polega na tym, że w normalnych warunkach jazdy stosunek rozkładu obrotów wynosi 50/50, ale w razie potrzeby wartości są automatycznie zmieniane i do 75% przyczepności Wysiłek jest przykładany do osi, której koła lepiej trzymają się drogi.

Torsen ma również wady, i to istotne. Po zawieszeniu jednego koła maszyna jest całkowicie unieruchomiona. Dzieje się tak, ponieważ Torsen nie może przekazywać 100% na jedną oś, maksymalne proporcje to 25/75. Jeżeli jedno koło straciło pęd (nie napotyka oporu), to przenoszenie obrotów zatrzymuje się na drugiej osi.

Dlatego samochód może się zatrzymać, jeśli:

• jedno koło na każdej osi zaczęło się jednocześnie ślizgać lub jedno z nich zwisało po wyłączeniu blokady tylnej osi;
• gdy blokada jest włączona, samochód zatrzyma się tylko wtedy, gdy oba koła tylnej osi i jedna z przednich osi zaczną się ślizgać lub gdy przednie koło lub obie tylne osie są zawieszone.

Rozwiązanie problemu unieruchomienia auta w przypadku zawieszenia jednego z kół jest dość proste. Konieczne jest zaciągnięcie hamulca, aby wytworzyć opór zawieszonemu kole. Umożliwi to zablokowanie Torsena i przeniesienie 75% momentu obrotowego na drugą oś.

3. generacja

System quattro trzeciej generacji jest symetryczny, stosowany tylko w jednym modelu Audi – V8. Ponadto dla modeli z „mechaniką” i automatyczną skrzynią biegów opracowano napędy o różnej konstrukcji.

W wersji z manualną skrzynią biegów napęd obejmował dwa samoblokujące mechanizmy różnicowe Torsen - między osiami, jak również na tylnej osi, przód pozostał z wolnym mechanizmem różnicowym. Oznacza to, że projektanci całkowicie zrezygnowali z wymuszonego blokowania.

W przypadku poślizgu taki system okazał się dobry. Samochód zatrzyma się tylko wtedy, gdy oba koła tylnej osi i jedno z przednich zaczną się ślizgać. Ale problem z zawieszeniem pozostał ten sam - auto było unieruchomione w przypadku utraty kontaktu z jezdnią któregoś z kół.

W wersji z automatyczną skrzynią biegów jako centralny mechanizm różnicowy zastosowano planetarne sprzęgło hydrauliczne z automatyczną blokadą. Taki węzeł pomógł wyeliminować problem z wiszącym. Samochód z takim systemem quattro zatrzymuje się dopiero po zawieszeniu jednego koła na obu osiach.

Hydrauliczne sprzęgło planetarne ASB Audi V8

4. generacja

Napęd na cztery koła quattro czwartej generacji otrzymał nieco inne elementy konstrukcyjne, ale wszystko jest również symetryczne. Tak więc Torsen nowej generacji (typ 2) zaczął być używany jako mechanizm różnicowy między osiami. Przednia i tylna oś otrzymały bezpłatne mechanizmy różnicowe wyposażone w system EDL (elektroniczna blokada mechanizmu różnicowego). System ten jest częścią ABS i jego zadaniem jest hamowanie koła w celu zmiany przełożenia (drugie koło osi zaczyna otrzymywać większy moment obrotowy). Systemy EDL działają oddzielnie, to znaczy nie ma związku między blokadami obu osi.

Korzystanie z EDL jest w pełni sterowane elektronicznie. Aby uchronić elementy przekładni przed uszkodzeniem, wyłącza się ją przy prędkościach powyżej 40 km/h. W wersjach sportowych EDL wyłącza się po osiągnięciu 80 km/h.

System quattro tej generacji jest bardzo wydajny. Samochód zatrzymuje się tylko wtedy, gdy wszystkie koła obracają się jednocześnie. Jeśli chodzi o zawieszenie, samochód zatrzymuje się, gdy dowolne dwa koła tracą kontakt z drogą.

5. generacja

W 2004 roku pojawiła się 5. generacja układu quattro, która otrzymała asymetryczne przełożenie obrotów (40/60 z możliwością automatycznego rozdziału do 20/80).

W konstrukcji napędu Torsen (typ 3) jest używany jako międzyosiowy mechanizm różnicowy, międzykołowe pozostają takie same - bez EDL.

Specyfika pracy napędu polega na tym, że ESP służy również do blokowania, co pozwala Torsenowi przenieść już cały moment na jedną oś.

Przy takim ustawieniu samochód zatrzymuje się dopiero wtedy, gdy wszystkie koła się ślizgają. Unieruchomienie występuje również w przypadku zawieszenia dwóch kół na różnych osiach lub jednej z osi napędowych.

Odmianą tej generacji jest napęd z wektoryzacją, stosowany jest w sportowych wersjach samochodów. Jego specyfika sprowadza się do tego, że tylna oś, dzięki zastosowaniu nadbiegów z pakietami sprzęgieł w dyferencjale, może „skierować”. Oznacza to, że podczas pokonywania zakrętów system automatycznie redystrybuuje moment między kołami, zapewniając jego zwiększenie na kole biegnącym wzdłuż zewnętrznego promienia.

Tylny aktywny mechanizm różnicowy

6. generacja

W 2010 roku pojawił się system quattro 6. generacji, jako rozwinięcie napędu z wektoryzacją w quattro 5, jest on stosowany w nowych sportowych wersjach auta.

Porzucił samoblokujący mechanizm różnicowy Torsen. Jego miejsce zajął mechanizm różnicowy własnej konstrukcji z koronowymi zębatkami. Charakteryzuje się asymetryczną dystrybucją mocy (60/40) i możliwością automatycznej redystrybucji momentu obrotowego do 85/15.

Dyferencjał rozwoju Audi

Zaletami takiego mechanizmu różnicowego jest nieco mniejsza masa jednostki w porównaniu do Torsena, możliwość zablokowania nawet w przypadku utraty pędu na jednym z kół, a także wektoryzacja za pomocą ESP i bez skomplikowanej konstrukcji tylny mechanizm różnicowy.

Cały system działa w pełni automatycznie i jest sterowany elektronicznie. Zapewnia doskonałe osiągi podczas poślizgu – samochód zatrzymuje się dopiero wtedy, gdy ślizgają się wszystkie koła. Jeśli chodzi o zawieszenie, samochód przestaje się poruszać tylko wtedy, gdy zwisa jedno tylne i jedno przednie koło.

Nowoczesne rozwiązania

Napęd quattro zapewnia stały napęd na wszystkie koła. Ale konstruktorzy nie ograniczają się tylko do tego. Istnieją również systemy, które zasadniczo różnią się od ogólnej koncepcji quattro. Takie napędy można nazwać e-tron quattro i quattro ultra.

Samochody Audi z napędem e-tron quattro wyróżniają się tym, że obrót kół tylnej osi zapewnia silnik elektryczny. Oznacza to, że nie ma mechanicznego połączenia między osiami. Obroty otrzymywane z silnika podawane są tylko na przednią oś, a tylna jest napędzana elektrycznie.

E-tron quattro może być hybrydą z trzema lub dwoma silnikami elektrycznymi, z których jeden znajduje się z przodu wraz z silnikiem spalinowym. Audi „e-trons” odnosi się do wszystkich elektrycznych wersji samochodu i tych hybryd, które są w stanie poruszać się wyłącznie za pomocą trakcji elektrycznej. Wersje całkowicie elektryczne wykorzystują również do trzech silników elektrycznych.

Pomimo tego, że wszystkie koła jeżdżą, nie można go nazwać pełnoprawnym systemem 4WD. Taki system ma wiele trybów pracy, a tylko niektóre z nich zapewniają jednoczesne dostarczanie obrotów do wszystkich kół.

System quattro ultra nie dotyczy już stałego napędu na wszystkie koła. Jest ustawiony jako „na żądanie”, co oznacza, że ​​napęd na wszystkie koła jest aktywowany tylko w razie potrzeby i wszystko działa automatycznie.

Konstrukcja takiego napędu obejmuje swobodne dyferencjały międzykołowe z systemem EDL, a jako interaxle zastosowano dwa sprzęgła elektromagnetyczne, co pozwala systemowi odłączyć i podłączyć tylną oś.

napęd quattro ultra

System ten wykorzystuje do działania dość dużą ilość elektroniki. Jego zadaniem jest stałe monitorowanie parametrów ruchu i niemal natychmiastowe dostosowanie napędu do określonych warunków. Oznacza to, że w razie potrzeby łączy napęd na wszystkie koła, aktywuje blokady itp.

Quattro (przetłumaczone z włoskiego na „cztery”) to zastrzeżony system napędu na wszystkie koła używany w samochodach Audi. Konstrukcja jest klasycznym schematem zapożyczonym z SUV-ów - silnik i skrzynia biegów są umieszczone wzdłużnie. Inteligentny system zapewnia najlepsze osiągi dynamiczne w oparciu o warunki drogowe i przyczepność kół. Samochody mają doskonałe prowadzenie i przyczepność na każdym rodzaju nawierzchni.

Historia pojawienia się

Po raz pierwszy samochód osobowy o podobnej konstrukcji napędu na cztery koła został wprowadzony na targach motoryzacyjnych w Genewie w 1980 roku. Prototypem był wojskowy jeep Volkswagen Iltis. Testy podczas jego rozwoju pod koniec lat 70. wykazały doskonałe prowadzenie i przewidywalne zachowanie na śliskich, zaśnieżonych drogach. Pomysł na wprowadzenie koncepcji napędu na cztery koła SUV-a do konstrukcji samochodu osobowego został zrealizowany na bazie seryjnego coupe Audi 80. Symbolem inteligentnego napędu na cztery koła Quattro jest elektromechaniczny gekon

Nieustanne zwycięstwa pierwszego modelu Audi Quattro w wyścigach rajdowych dowiodły słuszności obranej koncepcji napędu na cztery koła. Wbrew wątpliwościom krytyków, których głównym argumentem była masywność przekładni, pomysłowe rozwiązania inżynierskie przekształciły tę wadę w zaletę.

Nowe Audi Quattro uzyskało doskonałą stabilność. W przybliżeniu idealne rozłożenie ciężaru wzdłuż osi stało się możliwe właśnie dzięki rozplanowaniu przekładni. Samochód Audi z napędem na wszystkie koła z 1980 roku stał się rajdową legendą i ekskluzywnym seryjnym coupe.

Rozwój systemu

1. generacja

System quattro pierwszej generacji był wyposażony w międzykołowe i międzyosiowe mechanizmy różnicowe typu swobodnego z możliwością wymuszonego twardego blokowania przez napęd mechaniczny. W 1981 roku zmodyfikowano system, zaczęto włączać zamki za pomocą pneumatyki.
Rajdowa wersja Audi Quattro z 1980 r

Modele: Quattro, 80, Quattro Cupe, 100.

II generacja

W 1987 roku miejsce wolnej osi środkowej zajął Typ 1. Model wyróżniał się poprzecznym ustawieniem kół satelitarnych względem wału napędowego. Przenoszenie momentu obrotowego wahało się 50/50 w normalnych warunkach, przy czym do 80% mocy przenoszono na oś z najlepszą przyczepnością podczas kręcenia. Tył został wyposażony w funkcję automatycznego odblokowywania przy prędkości powyżej 25 km/h.

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

III generacja

W 1988 roku wprowadzono elektroniczną blokadę mechanizmu różnicowego. Moment obrotowy został rozłożony na osie z uwzględnieniem siły ich przyczepności do jezdni. Kontrolę realizował system EDS, który spowalniał ślizgające się koła. Elektronika automatycznie połączyła blokowanie sprzęgła wielopłytkowego środkowego i wolnych przednich dyferencjałów. Samoblokujący mechanizm różnicowy Torsen przeniesiony na tylną oś.

Model: Audi V8.

IV generacja

1995 - zainstalowano elektroniczny system blokowania przednich i tylnych dyferencjałów typu swobodnego. Dyferencjał centralny - Torsen Type 1 lub Type 2. Standardowy tryb rozdziału momentu obrotowego - 50/50, z możliwością przeniesienia do 75% mocy na jedną oś.

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

5. generacja

W 2006 roku wprowadzono asymetryczny centralny mechanizm różnicowy Torsen Type3. Charakterystyczną cechą poprzednich generacji jest to, że satelity są umieszczone równolegle do wału napędowego. Mechanizmy różnicowe międzyosiowe - bezpłatne, z elektroniczną blokadą. Rozkład momentu obrotowego w normalnych warunkach występuje w proporcji 40/60. Podczas poślizgu moc wzrasta do 70% na przedniej i do 80% na tylnej osi. Dzięki zastosowaniu systemu ESP możliwe stało się przeniesienie do 100% momentu obrotowego na jedną oś.

Modele: S4, RS4, Q7.

VI generacja

W 2010 roku elementy konstrukcyjne napędu na cztery koła nowego Audi RS5 uległy znaczącej zmianie. Zainstalowano centralny mechanizm różnicowy własnej konstrukcji w oparciu o technologię współdziałania płaskich kół zębatych. W porównaniu z Torsenem jest to bardziej wydajne rozwiązanie zapewniające stabilny rozkład momentu obrotowego w różnych warunkach jazdy.

W trybie normalnym stosunek mocy wynosi 40:60 dla przedniej i tylnej osi. W razie potrzeby mechanizm różnicowy przenosi do 75% mocy na przednią oś i do 85% na tylną oś. Jest lżejszy i łatwiejszy do zintegrowania z działaniem elektroniki sterującej. W wyniku zastosowania nowego dyferencjału właściwości dynamiczne samochodu ulegają elastycznej zmianie w zależności od każdych warunków: przyczepności opon na drodze, charakteru ruchu i stylu jazdy.

Elementy nowoczesnego systemu

Nowoczesna przekładnia Quattro składa się z następujących głównych elementów:

• Przenoszenie.
• i centralny mechanizm różnicowy w jednej obudowie.
• Przekładnia główna, konstrukcyjnie wykonana w tylnej obudowie mechanizmu różnicowego.
• Przekładnia kardana, która przenosi moment obrotowy z centralnego mechanizmu różnicowego na osie napędzane.
• Centralny mechanizm różnicowy, który rozdziela moc między przednią i tylną oś.
• Przedni mechanizm różnicowy bez blokady z elektroniczną blokadą.
• Tylny wolny mechanizm różnicowy z elektroniczną blokadą.

System Quattro charakteryzuje się podwyższoną niezawodnością i odpornością na zużycie elementów. Fakt ten potwierdzają trzy dekady eksploatacji zarówno seryjnych, jak i rajdowych samochodów Audi. Awarie, które wystąpiły, są głównie wynikiem nieprawidłowej lub nadmiernie intensywnej eksploatacji.

Zasada działania

Zasada działania Quattro z napędem na wszystkie koła opiera się na najbardziej efektywnym rozłożeniu mocy podczas poślizgu. Elektronika odczytuje odczyty czujników układu przeciwblokującego i porównuje prędkości kątowe wszystkich kół. Gdy jedno z kół przekroczy krytyczny limit, zwalnia.

Jednocześnie włącza się, a moment obrotowy w odpowiednim przełożeniu jest przenoszony na koło o najlepszej przyczepności. Elektronika rozdziela moc zgodnie ze sprawdzonym algorytmem. Algorytm działania, opracowany w wyniku licznych testów i analiz zachowania samochodu w różnych warunkach jazdy i nawierzchni, zapewnia maksymalne bezpieczeństwo czynne. Dzięki temu jazda w trudnych warunkach jest przewidywalna.

Skuteczność zastosowanych blokad i elektronicznego układu sterującego sprawia, że ​​pojazdy Audi z napędem na cztery koła mogą ruszać bez poślizgu na każdym rodzaju nawierzchni. Ta właściwość zapewnia doskonałe właściwości dynamiczne i zdolność przełajową.

Napęd na cztery koła quattro to stały napęd na wszystkie koła, w którym moment obrotowy jest stale przenoszony na wszystkie koła pojazdu. Od 1980 roku nazwa quattro używane przez producenta samochodów Audi w odniesieniu do układu napędu na wszystkie koła w jego pojazdach i jest zastrzeżonym znakiem towarowym. Charakterystyczną cechą systemu quattro jest podłużny układ elementów silnika i skrzyni biegów, typowy dla większości samochodów Audi.

Pomimo różnic w konstrukcji poszczególnych układów pojazdu, system quattro zawiera następujące tradycyjne elementy przeniesienia napędu na cztery koła: skrzynię biegów, skrzynię rozdzielczą, napęd Cardana, zwolnicę i międzyosiowy mechanizm różnicowy na każdej osi.

Skrzynia biegów quattro może być wyposażona w ręczną lub automatyczną skrzynię biegów.

Obiecująca wersja systemu napędu na cztery koła od Audi oparta jest na wykorzystaniu napędu hybrydowego i nosi nazwę E-tron quattro. System ten ma być instalowany w samochodach produkcyjnych od 2014 roku.

Strukturalnie system E-tron quattro obejmuje, oprócz silnika spalinowego i skrzyni biegów, dwa silniki elektryczne - o mocy 33 kW na przedniej osi i 60 kW na tylnej. W tym przypadku tylna oś ma tylko napęd elektryczny. Silniki elektryczne zasilane są baterią litowo-jonową zamontowaną w tunelu środkowym pojazdu.

W większości swoich modeli Audi zdecydowało się zrezygnować z napędu na wszystkie koła z centralnym mechanizmem różnicowym Torsen. Zastępuje go nowy projekt, radykalnie odmienny od swojego poprzednika. „Motor” wziął udział w prezentacji nowości, dokładnie ją przestudiował i przetestował na drogach publicznych.

####Co się stało?

Audi wprowadziło nowy napęd na cztery koła o nazwie quattro ultra. Będzie stosowany w samochodach z silnikiem wzdłużnym i może być łączony z manualną skrzynią biegów lub zrobotyzowanym S tronic. Mówiąc najprościej, system quattro ultra jest przeznaczony do wszystkiego, co jest zbudowane na modułowej obudowie MLB. Oznacza to, że dla całej rodziny A4 pierwszym modelem z napędem quattro ultra będzie nowa generacja A4 Allroad, a także następna generacja A5, Q5 i A6.

Kluczową różnicą między nowym systemem a obecnym jest zastąpienie asymetrycznego środkowego mechanizmu różnicowego Torsen elektronicznie sterowanym sprzęgłem Magna, którego tarcze znajdują się w kąpieli olejowej (pięć lub siedem par w zależności od modelu i mocy silnika) . Jednocześnie położenie sprzęgła jest takie samo jak w Torsenie - bezpośrednio za skrzynią biegów.

Ale to nie wszystko. W quattro ultra jest jeszcze jedno sprzęgło, rozłącznik, który znajduje się pomiędzy wałem prawej tylnej osi a obudową tylnego mechanizmu różnicowego. Jest to krzywka, a jej głównym zadaniem jest otwieranie się, gdy na tylne koła nie jest dostarczany moment obrotowy. W takim przypadku tylne koła będą się swobodnie obracać, a napędzane i napędzające koła zębate mechanizmu różnicowego w ogóle się nie obracają: tylko satelity i koła zębate osi obracają się swobodnie wokół swoich osi.

W sytuacji, gdy przednie sprzęgło zamyka się i zaczyna dostarczać moment obrotowy na tylne koła, tylne sprzęgło zamyka się pod działaniem sprężyny i wszystkie cztery koła zaczynają się obracać razem.

####A jeśli to prostsze?

To proste: wcześniej w Audi A4 był stały napęd na cztery koła z mechaniczną samoblokadą, a teraz jest połączony z ciągle wiosłującymi przednimi kołami.

####Co było nie tak ze starym napędem na cztery koła?

Nowy system ma kilka zalet. Po pierwsze, pomaga zmniejszyć zużycie paliwa. Niech to będzie nieistotne - tylko o 0,3 litra na sto kilometrów, ale zmniejsz to. Osiągnięto to poprzez zmniejszenie strat tarcia. Bo gdy sprzęgło psie otwiera się, zatrzymuje się obrót największego elementu mechanizmu różnicowego i półosi.

To prawda, że ​​podczas testów drogowych w Ingolstadt specjaliści Audi odnotowali różnicę 0,3 litra, gdzie natężenie ruchu, a także liczba samochodów, trudno porównać z ruchem w Moskwie.

Po drugie, nowy system jest lżejszy od starego, z mechanizmem różnicowym Torsen. Oszczędności nie są najważniejsze - tylko około czterech kilogramów, ale jednak. Trzecią korzyścią jest możliwość bardziej elastycznego sterowania rozkładem momentu obrotowego wzdłuż osi – w końcu sprzęgło elektroniczne pozwala na skierowanie dowolnej ilości momentu obrotowego na tylne koła, od 0 do 100 procent.

####A jak to wszystko działa na żywo?

Według Floriana Kebla, szefa projektu quattro ultra, jednym z celów deweloperów było to, by kierowca nie czuł różnicy między starym a nowym projektem. I wydaje się, że im się udało.

W austriackich miastach z nieludzkimi ograniczeniami prędkości i na serpentynach wokół Innsbrucka, gdzie niekończące się zakręty nie pozwalają na przyspieszenie, udało nam się przejechać najnowszą generacją kombi A4 zarówno z Torsenem, jak i quattro ultra. „Czwórka” z konwencjonalnym centralnym mechanizmem różnicowym porusza się tak neutralnie, jak pozwalają na to prawa fizyki, i prawie niemożliwe jest śledzenie, jak dyferencjał zmienia rozkład momentu obrotowego między osiami.

Skręt kierownicy, trochę więcej gazu i 4,7-metrowy kombi wkręca się w zakręt jak blat. I podczas gdy pasażerowie pamiętają bezpieczne słowo, którego nigdy nie wymyśliłeś, kierowca chce przesuwać poprzeczkę rozsądku dalej i dalej, tylko czasami walczy z pyskiem próbującym się wymknąć.

Samochód z napędem quattro ultra jeździ w podobnych warunkach... dokładnie takich samych. Nie ma różnicy w zachowaniu lub obsłudze. Wagon pisze, że trajektoria jest bardzo neutralna. A podobieństwo potwierdzają nie tylko doznania za kierownicą, ale także telemetria. Na 60-kilometrowej trasie testowej na tylne koła przykładano moment obrotowy w takiej czy innej ilości przez 70,8 procent czasu. Co więcej, niezależnie od tego, który tryb podwozia mechatronicznego został wybrany.

W przypadku samochodów z napędem quattro ultra podłączenie tylnej osi zajmuje nie więcej niż 0,2 sekundy. Co więcej, tylna oś jest podłączana jeszcze zanim przednie koła zaczną się ślizgać - centralka otrzymuje dane z układu stabilizacji, elektroniki sterującej jednostki napędowej, analizuje położenie pedału gazu, obroty silnika oraz współczynnik przyczepności koła na drogę sto razy na sekundę. Uwzględnia się nawet obecność przyczepy i styl jazdy!

Ponadto algorytm zmienia się w zależności od tego, który tryb jest wybrany w systemie wyboru napędu. Na przykład, w ekonomicznej efektywności, przyczepność jest stosowana na tylne koła rzadziej, podczas gdy w sportowej dynamice prawie stale. Podczas ruszania z miejsca z włączonym trybem dynamicznym tylne koła będą działać natychmiast, a nie wtedy, gdy przednie koła stracą przyczepność.

Podobieństwo w zachowaniu aut z Torsenem i quattro ultra można również wytłumaczyć tym, że w obu przypadkach za hamulce odpowiada rozkład przyczepności między kołami: wewnętrzne koła w zakręcie otrzymują impulsy hamowania, które pomagają samochodowi pozostań na ścieżce.

####Więc wszystko jest fajne?

Jak powiedzieć. Nie było gorzej dla przeciętnego kierowcy. Wręcz przeciwnie, solidne plusy: bardziej zrozumiałe zachowanie na drodze i mniejsze zużycie paliwa. To, czy nowość przypadnie do gustu miłośnikom aktywnej jazdy, zwłaszcza zimą, to pytanie, które wymaga przetestowania w bardziej sprzyjających warunkach niż lizane austriackie drogi.