Quattro от audi

quattro VI { «@context» : «http://schema.org», «@type» : «Article», «name» : «quattro VI», «image» : «https://www.awdwiki.com/images/audi-quattro-evolution-1-differentials-lock-button.jpg», «articleSection» : «Поколения quattro» } (Редактировать)

Используется на Audi RS5 (2010-…) —

Дифференциал с коронными шестернями (Коническое зубчатое колесо, у которого угол делительного конуса равен 90°, англ: «crown-gear differential»), распределение тяги 40:60 в нормальных условиях. Автоматическая частичная блокировка с перебросом тяги в пределах от 70/30 до 15/85 вперёд/назад.

Иллюстрация: audi crown gear differential

Иллюстрация: audi crown gear differential

Иллюстрация: audi crown gear differential

«На смену Торсену пришел новый дифференциал повышенного трения. В нормальных условиях подводимый крутящий момент распределяется между передними и задними колесами в пропорции 40:60. Но как только появляется разница в частоте их вращения, сателлиты начинают проворачиваться и за счет специального профиля зубьев раздвигают ведомые «торцевые» шестерни. Точнее, отодвигают одну из них, преодолевая сопротивление пружины и сжимая пакет фрикционов, который и осуществляет частичную блокировку дифференциала. В предельном состоянии на заднюю ось может быть подано до 85% крутящего момента двигателя, на переднюю — до 70%». (http://www.autoreview.ru/)

«В конструкцию нового межосевого дифференциала входят две вращающиеся коронные шестерни, которые обязаны своим названием форме зубьев. От задней коронной шестерни приводится карданный вал, идущий к задней оси, а от передней коронной шестерни — выходной вал, идущий к дифференциалу передней оси. Коронные шестерни вращаются четырьмя сателлитами на крестовине, расположенными под углом 90° друг к другу. Эти шестерни приводятся корпусом дифференциала, то есть вторичным валом коробки передач.

В обычных условиях движения скорость вращения двух коронных шестерен и корпуса одинакова. Особая геометрия шестерен обеспечивает неравномерное распределение крутящего момента: 60% крутящего момента двигателя направляется к заднему дифференциалу, а 40% — к переднему.

Если в результате потери сцепления колесами одной оси изменяются значения крутящего момента, то в дифференциале меняются скорости вращения деталей и возникают осевые усилия. В итоге диски соответствующего комплекта прижимаются друг к другу. Возникает эффект самоблокировки, и большая часть крутящего момента направляется к оси с лучшим сцеплением. До 85% крутящего момента может быть передано на заднюю ось. В противоположной ситуации, когда меньшее сцепление имеют колеса задней оси, до 70% крутящего момента подается на переднюю ось.

Благодаря широкому диапазону перераспределения крутящего момента дифференциал с коронными шестернями превосходит своих предшественников по обеспечиваемой тяге. Усилия и крутящий момент перераспределяются без задержки и в соответствии с условиями движения. Максимальная эффективность и быстродействие достигаются за счет механического принципа работы. К достоинствам дифференциала с коронными шестернями также относятся компактность и малая масса. Узел весит 4,8 кг, что примерно на 2 кг меньше, чем масса дифференциала предыдущего поколения.

В модели RS 5, а в скором будущем и в других моделях инженеры Audi совмещают дифференциал с коронными шестернями и программное обеспечение для управления торможением, которое получило название направления крутящего момента (torque

vectoring). Таким ПО является эволюционный вариант системы ESP с электронной блокировкой дифференциала, которая входит в стандартную комплектацию многих переднеприводных автомобилей. Однако эта версия системы может воздействовать на каждое из четырех колес отдельно. Новая система обеспечивает точное и динамичное поведение автомобиля при прохождении поворотов.

На основании поворота рулевого колеса и степени ускорения ПО рассчитывает оптимальное распределение крутящего момента между четырьмя колесами. Если система определяет, что внутренние по отношению к повороту колеса, на которые действует меньшая нагрузка, вскоре начнут проскальзывать, она подтормаживает их. Это выражается в несильном прижатии тормозных колодок к дискам. Такая помощь оказывается плавно и непрерывно: автомобиль остается под контролем дольше, а недостаточная поворачиваемость в повороте и при разгоне практически полностью устраняется. Система ESP вмешивается в действия водителя позже, плавнее и только в случае крайней необходимости.» (http://www.audi-quattro-highlights.com/)

https://youtube.com/watch?v=-Rirrs5eezk

1-е поколение

Система quattro стала использоваться на Audi в 1980 году. Конструктивно это был самый простой привод, который можно отнести к полноценному 4WD с равномерным разделением вращения по обеим осям (симметричный). Устройство подразумевало наличие дифференциалов:

• Межосевого – свободного, но с возможностью ручной блокировки;
• Межколесного заднего – свободного, с принудительной блокировкой вручную;
• Межколесного переднего – свободного;

Возможность принудительного блокирования дифференциалов обеспечивало отличные показатели по проходимости. Примечательно, что при задействовании механизма блокировки система ABS отключалась.

Так как блокировки включались вручную, то если их забыли выключить сразу после прохождения трудных участков дороги – это могло привести к поломке трансмиссии.

Задействование той или иной блокировки сказывалось на поведении авто. Если все блокировки отключены, то автомобиль мог остановиться при пробуксовке любого колеса. При задействовании блокировки межосевого дифференциала прекращение движения авто происходило, если буксовали два колеса – передней и задней оси. При блокировании заднего дифференциала авто обездвиживалось в случае пробуксовке обоих колес заднего моста или одного переднего. При включении обеих же блокировок авто останавливалось только если проскальзывали три колеса одновременно – два задних и одно переднее.

Система quattro 1 поколения применялась достаточно долго – до 1992 года. Помимо Ауди она устанавливалась также на Volkswagen Passat B2.

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.

2-е поколение

Полный привод quattro 2 поколения начал внедряться с 1987 года и получил несколько иную конструкцию, хотя он также являлся симметричным. К его особенностям относится:

• Использование в качестве дифференциала между осями самоблокирующегося узла Torsen;
• Дифференциал задней передачи – блокируемый вручную, но с автоматическим отключением при передвижении на скорости свыше 25 км/ч;
• Дифференциал передка остался свободным.

Дифференциал Torsen

Особенность работы дифференциала Torsen заключена в том, что при обычных условиях передвижения соотношение распределения вращения составляет 50/50, но при надобности происходит автоматическое изменение значений и на ось, колеса которой лучше сцепляются с дорогой, подается до 75% тягового усилия.

В Torsen имеются и недостатки, причем существенные. При вывешивании одного колеса машина полностью обездвиживается. Происходит это из-за того, что Torsen не может передавать 100% на одну ось, максимальные пропорции для него 25/75. Если же одно колесо утратило момент (не встречает сопротивление), то передача вращения прекращается и на другой оси.

Поэтому автомобиль может остановиться если:

• буксовать начали одновременно по одному колесу на каждой оси, или одно из них вывешено при отключенной блокировке задней оси;
• при задействовании блокировки авто остановится только если буксовать начали оба колеса задней оси и одно – передней, или же при вывешивании переднего колеса или обоих заднего моста.

Решить проблему с обездвиживанием авто в случае вывешивания одного из колес достаточно просто. Необходимо задействовать тормоз, чтобы создать сопротивление вывешенному колесу. Это позволит Torsen заблокироваться и при этом перенести 75% момента на другую ось.

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 . 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. переместился на заднюю ось.

Модель: Audi V8.

IV поколение

1995 год – установлена система электронной блокировки переднего и заднего дифференциалов свободного типа. – 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.

Модели: S4, RS4, Q7.

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.

Полноприводные Ауди: список моделей

Первой моделью с полным приводом стала легендарная Audi Quattro, а также её разновидность Coupe. Привод первого поколения получили также модели 80 и 100.

Второе поколение применялось также на универсалах Avant S2 и RS2, S4 и ранних A6.

Третьим поколением оснащался представительский седан V8.

Четвёртое поколение нашло воплощение почти во всех линейках: A4, A6 b A8, а также в модификациях S и RS этих моделей. Также quattro нашёл применение в семействе кроссоверов Q 3 и Q5. На Q7 стоял оригинальный привод BorgWarner.

Пятое поколение ставится на RS4 и S4 на платформе B7.

Шестое поколение было представлено на Audi RS5 2010 года.

Преимущества и недостатки системы quattro

Система полного привода Audi недаром пользуется славой одной из лучших в мире. У неё действительно есть плюсы, которые дают превосходство над автомобилями с моноприводом.

1. Хороший разгон. Имея достаточно мощный двигатель, автомобиль, у которого крутящий момент распределяется на все колёса, быстрее стартует и увереннее набирает скорость.
2. Управляемость. Чёткая работа дифференциалов и их блокировка в случае необходимости, позволяет входить в поворот предсказуемо и сохранять устойчивость даже на крутых виражах.
3. Безопасность. Отныне не ни дождь, ни мокрый снег, ни песок, попавший под одно из колёс, не приведут к пробуксовке, заносам и потенциальной аварии. Автомобиль цепко держится за дорогу там, где есть наибольшее сцепление.
4. Проходимость. Конечно, автомобили Audi – это не полноценные внедорожники, однако на грунтовой дороге или в снежной колее даже владельцы седанов чувствует своё преимущество.
5. Комфорт водителя. Только самые первые системы Quattro управлялись вручную. В дальнейшем применение самоблоков и электроники полностью освободило водителя от необходимости вникать в управление.
6. Надёжность. Как механизмы Torsen, так и самостоятельные разработки Audi не требуют частых регламентных работ, многое выдерживают при правильной эксплуатации.

Правда, не обошлось и без огорчений:

1. Расход топлива. Увы, чтобы крутить все четыре колеса, приходится жечь больше бензина или ДТ.
2. Несмотря на электронику, не стоит надеяться на неё слепо – эксплуатировать авто нужно бережно.
3. Если поломка всё же случилась, ремонт будет стоить ощутимо дороже моноприводных моделей.

Конструкция и ее особенности

Система quattro применяется исключительно на автомобилях с продольным размещением силовой установки, и это является одной из основных особенностей.

Впервые полный привод quattro появился на автомобилях Audi в 1980 году. По мере разработки новых технологий система улучшалась и дорабатывалась. При этом сам производитель не разделяет привод по поколениям, хотя они явно просматриваются, поэтому для простоты разобьем эту систему по поколениям.

Несмотря на постоянное совершенствование этой системы, основные конструктивные компоненты у нее неизменны. Основными составляющими трансмиссии являются:

• КПП (МКПП, АКПП);
• Раздаточная коробка (РП, раздатка);
• Валы привода;
• Главные передачи;
• Дифференциалы (межколесные, межосевой).

Система quattro первых поколений

К особенностям системы quattro можно отнести компоновку КПП, раздатки и межосевого дифференциала – они представлены в виде единого узла, то есть связь между ними жесткая. А в последних версиях quattro в этот узел еще и добавили приводной вал, главную передачу и межосевой дифференциал передней оси.

Основное отличие по конструкции между приводами разных годов сводится к применению разных типов дифференциалов. Это в свою очередь сказывается на передаточном соотношении.

Далее рассмотрим основные конструктивные нюансы полного привода quattro разных годов.

Новые технологии Quattro

На этом прогресс технологии Quattro не заканчивается. Еще позже производитель анонсирует выпуск моделей легковых авто с четвертым поколением полного привода. Принципиально его схема не изменилась (остался центральный дифференциал Torsen), но появилась электронная система имитации межколесных блокировок. Система получила название Electronic Differential Lock или сокращенно EDL. Эта система действительно стала новым витком в развитии технологии полного привода Quattro, поскольку теперь крутящий момент автоматически перераспределялся в пользу колес, имеющих лучшее сцепление с дорожным покрытием.

В 2007 году было принято решение сделать Torsen ассиметричным: он стал раздавать крутящий момент в соотношении 40 на 60 (преимущество у задних колес). В случае возникновения необходимости соотношение изменялось вплоть 85% тяги в пользу даней оси. В Audi решили нагрузить больше задние колеса, попутно изменив развесовку новых моделей. Все это было сделано с одной целью – улучшить управляемость авто, поскольку в экстремальных режимах вождения легковые авто с полным приводом все еще тяготели к переднеприводности. Так автомобили действительно стали более интересными в управлении с выходом на скользкое дорожное покрытие.

Для заряженных и спортивных моделей разработали специальный Sport Differential с векторизацией тяги. Он позволял машине буквально «ввинчиваться» в поворот под действием тяги благодаря повышающим редукторам, которые обеспечивают разницу в скорости вращения полуосей до 20%. Автомобилисты из всего мира имели возможность познакомиться с Quattro VI, когда Audi презентовали RS5. Особенность полного привода заключалась в совершенном другом дифференциале с коронной шайбой. Преимущество по крутящему моменту осталось в пользу задних колес – от этой идеи в Ауди решили не отступать. В зависимости от условий оно изменялось вплоть до соотношения 15 на 85. Вы можете возразить и сказать, что точно такие же преимущества давал и Torsen. Это действительно так, но новый дифференциал стал компактней и легче.

Такие модели, как Audi A4 и Q5 оснащены Quattro Ultra: здесь нет Torsena, его заменил новый дифференциал, плюс вместо межосевого изделия установлены две муфты, которые дают возможность уменьшить трансмиссионные потери за счет «отключения» карданного вала.