Полный привод Audi

Разделы: 4WD, Дифференциал Бренды:

quattro (с итал. — «четыре») — торговая марка компании AUDI AG, используется для обозначения полноприводных модификаций автомобилей Audi. По причинам, связанным с самим товарным знаком, название «quattro» всегда пишется со строчной буквы. Логотип quattro никак не связан с типом 4WD, примененном на конкретном автомобиле. Как правило, автомобили с поперечно-расположенным двигателем используют систему автоматически-подключаемого полного привода с муфтой Haldex в приводе задних колёс, а автомобили с продольным расположением двигателя — постоянный полный привод с дифференциалом Torsen.

AUDI AG — дочернее предприятие немецкого автоконцерна Volkswagen Group.


Поколения quattro

Официально Audi никогда не разделяла системы quattro на отдельные поколения. Изменения, как правило, вводились в конструкцию конкретных моделей либо модельных рядов, после чего распространялись на другие модели по мере их модельного цикла. Исключением является модель RS5 2010 года, на которой компанией Audi явно была заявлена «система quattro нового поколения».

Логотип quattro

Впервые полный привод в его нынешнем понимании был применен Volkswagen Group при создании Volkswagen Iltis в 1970е годы, 4WD которого принято считать чем-то вроде «первой системы quattro». Двигатель и коробка передач Iltis имели продольное расположение. Крутящий момент посредством коробки передач направляется на механический центральный дифференциал, постоянно распределяющий его между передним и задним ведущими мостами.

Собственно система quattro была впервые применена в 1980 году в конструкции автомобиля Audi Quattro с постоянным 4WD (сегодня этот автомобиль известен также как Audi Ur-Quattro 1981-1987; «Ur-» — нем. «древний», «пра-»). В последующем термин quattro стал применяться ко всем 4WD-моделям Audi.

В ходе эволюции системы quattro разделение крутящего момента в рамках мостов (между левым и правым колесами одной оси) изначально обеспечивалось посредством управляемой водителем ручной блокировки дифференциала (только задний мост), затем — посредством открытых дифференциалов с электронной системой блокировки (Electronic Differential Lock, EDL — электронная система в составе ABS/ESP, которая обеспечивает торможение буксующего колеса моста, позволяя передать часть крутящего момента на другое колесо [с более высоким сцеплением]).

Все варианты quattro на основе дифференциала Torsen обеспечивают равномерное распределение отрицательного крутящего момента при торможении двигателем, что обеспечивает очень высокие характеристики устойчивости, управляемости и предсказуемости машины.

quattro I

Раскрыть...

Постоянный симметричный 4WD (full-time):

  • Центр: свободный дифференциал, жестко блокируется вручную выключателем на консоли.
  • Перед: свободный дифференциал.
  • Зад: свободный дифференциал, жестко блокируется вручную выключателем на консоли.
  • При включении блокировки дифференциалов ABS принудительно отключается.

quattro I

  • Все дифференциалы открыты: автомобиль встаёт при проскальзывании любого колеса (переднего или заднего).
  • Центр заблокирован, задний дифференциал открыт: автомобиль встаёт при проскальзывании одновременно одного переднего и одного заднего колеса.
  • Зад заблокирован, центр открыт: автомобиль встаёт при проскальзывании обоих задних либо одного переднего колеса.
  • Центр и зад заблокированы: автомобиль встаёт при проскальзывании одновременно обоих задних и одного переднего колеса.
  • Плюс: настоящий 4WD с очень серьезным потенциалом, идеально для бездорожья.
  • Минус: неудобен на дорогах с переменными сцепными свойствами – необходимо вручную включать блокировки при плохом сцеплении с дорогой и сразу же выключать при восстановлении сцепных свойств, т.к. заблокированный дифференциал на хорошем покрытии ухудшает управляемость и ломает трансмиссию.

quattro I применялся в моделях:

  • Audi quattro turbo coupe (1981-1987)
  • Audi 80 B2 (1978—1987, он же Audi 4000)
  • Audi Coupé quattro B2 (1984—1988)
  • Audi 100 C3 (1983—1987, по другим данным 1983-1992, он же Audi 5000)
  • Volkswagen VW Passat B2 (1984-1992, он же VW Quantum) под названием Syncro

[свернуть]

quattro II

Раскрыть...

Постоянный симметричный 4WD (full-time):

  • Центр: самоблокирующийся дифференциал Torsen тип I, распределение тяги в нормальных условиях 50:50, автоматическое перераспределение до 75% тяги на ось с лучшим сцеплением.
  • Перед: свободный дифференциал.
  • Зад: свободный дифференциал, ручная электро-пневматическая блокировка клавишей на консоли с автоматическим отключением блокировки при превышении скорости 25 км/ч.
  • При включении блокировки заднего дифференциала ABS принудительно отключается.

Схема работы Torsen

  • Зад разблокирован: автомобиль встаёт при проскальзывании одновременно одного переднего и одного заднего колеса или при вывешивании любого колеса.
  • Зад заблокирован: автомобиль встаёт при проскальзывании обоих задних и одного переднего колеса или при вывешивании любого переднего или обоих задних колёс.
  • Почему так: Torsen тип I перераспределяет момент между осями в пропорции до 1:4 относительно проскальзывающей оси, но если одна из осей вращается совсем свободно, то момент на ней равен нулю и блокировки Torsen (передачи момента на вторую ось) не происходит.
  • Что с этим делать: слегка прижать педаль тормоза, чтобы свободно вращающееся колесо встретило сопротивление тормозных механизмов, и Torsen перебросил тягу на другой мост.

Логика работы quattro

  • Плюс: постоянный 4WD с автоматическим распределением тяги, исключительно адекватный, требует вмешательства (блокировки заднего дифференциала) лишь в самых тяжелых условиях.
  • Минус: при вывешивании любого переднего колеса машина не способна сдвинуться с места.

quattro II применялся в моделях:

  • Audi 80/90(B3/B4)/100(С3)/200/S2/S4 quattro (1987-1995)
  • Audi Quattro turbo coupe
  • Audi RS2 Avant С4 (1994-1995, по другим данным 1991-1994)
  • ранние модели Audi A6/S6 C4 (1995)

[свернуть]

quattro III

Раскрыть...

Постоянный симметричный 4WD (full-time). Использовался только на одной модели — Audi V8 (1989-1994) в двух принципиально различных версиях для МКПП и АКПП.

Audi V8 quattro МКПП

По сути — разновидность quattro II:

  • Центр: самоблокирующийся дифференциал Torsen тип I, распределение тяги в нормальных условиях 50:50, автоматическое перераспределение до 75% тяги на ось с лучшим сцеплением.
  • Перед: свободный дифференциал.
  • Зад: также Torsen тип I.
  • Проскальзывание: автомобиль встаёт при проскальзывании одновременно одного переднего и обоих задних колес.
  • Вывешивание: автомобиль встаёт при вывешивании любого колеса.
  • Почему так: Torsen тип I не блокируется, если один из валов вращается свободно.
  • Что с этим делать: слегка прижать педаль тормоза, чтобы свободно вращающееся колесо встретило сопротивление тормозных механизмов, и Torsen перебросил тягу на другой мост.

Audi V8 quattro МКПП схож с заднеприводными автомобилями, т.к. при прохождении поворотов под тягой она передается преимущественно на внешнее заднее колесо. Таким образом мощность двигателя конвертируется в избыточную поворачиваемость и высокую стабильность в поворотах.

Audi V8 quattro АКПП

quattro III:

  • Центр: планетарная передача (дифференциал с распределением тяги 50:50) с многодисковым гидравлическим сцеплением (источник давления — гидросистема АКПП), блокировка автоматически электроникой на основе разницы в скоростях вращения переднего и заднего мостов.
  • Перед: свободный дифференциал.
  • Зад: самоблокирующийся дифференциал Torsen тип I, распределение тяги в нормальных условиях 50:50, автоматическое перераспределение до 75% тяги на ось с лучшим сцеплением.
  • Проскальзывание: автомобиль встаёт при проскальзывании одновременно одного переднего и обоих задних колес.
  • Вывешивание: автомобиль встаёт при вывешивании одного переднего и одного заднего колеса.
  • Почему так: центральная гидромеханическая муфта блокируется независимо от момента на осях.

Audi V8 quattro АКПП не имеет выраженного заднеприводного характера.

Оба варианта

  • Плюс: постоянный 4WD с автоматическим распределением тяги, исключительно адекватный, полностью автоматический.
  • Минус: нет.

[свернуть]

quattro IV

Раскрыть...

Постоянный симметричный 4WD (full-time):

  • Центр: самоблокирующийся дифференциал Torsen тип I либо II, распределение тяги в нормальных условиях 50:50, автоматическое перераспределение до 75% тяги на ось с лучшим сцеплением.
  • Перед и зад: свободные дифференциалы с EDL. Важно, что EDL действует только в пределах одной оси, т.е. передняя и задняя EDL независимы друг от друга.
  • EDL работает на скорости до 40 км/ч, на «заряженных» версиях S4/S6 — до 80 км/ч. По другим данным, EDL действует на скоростях до 80 км/ч на всех моделях quattro и до 40 км/ч на моделях, не оснащенных системой quattro. EDL обнаруживает пробуксовку колес посредством датчиков системы ABS и применяет тормозное усилие к буксующему колесу, тем самым позволяя дифференциалу перебросить крутящий момент на противоположное колесо, имеющее большее сцепление с поверхностью.

quattro rs3

  • Проскальзывание: автомобиль встаёт только при проскальзывании всех четырех колес.
  • Вывешивание: автомобиль встаёт при вывешивании одного переднего и одного заднего колеса (т.к. степень блокировки EDL недостаточна в таких условиях), а также при вывешивании любой оси (т.к. EDL включается при разнице угловых скоростей колес одной оси и на каждой из осей работает независимо).
  • Плюс: постоянный 4WD с автоматическим распределением тяги, исключительно адекватный, полностью автоматический.
  • Минус: при вывешивании любых двух колёс машина не способна сдвинуться с места.

quattro IV применялся в моделях:

  • Audi A4/S4/RS4 B5, A6/S6/RS6 C4 и C5 quattro (1994-2007)
  • Audi Allroad quattro (1994-2007, опционально оснащалась понижающей передачей)
  • Audi A8/S8 quattro (1994-2007, использует совместно с EDL противобуксовочную систему ASR, «придушивающую» двигатель, что резко снижает вероятность проскальзывания)
  • обновлённая Audi 100 (1994-1997)
  • также VW Passat syncro/4motion B5 (1998-2005), VW Phaeton и другие родственные автомобили платформы D Volkswagen Group (2002-)

[свернуть]

quattro V

Раскрыть...

Постоянный асимметричный 4WD (full-time):

  • Центр: самоблокирующийся дифференциал Torsen тип III, распределение тяги 40:60, автоматический переброс от 70/30 до 15/85 (по другим данным — от 80/20 до 20/80). ESP позволяет довести передаваемый момент до 100% за счет поджимания колес тормозными механизмами.
  • Перед и зад: свободные дифференциалы с EDL.
  • Проскальзывание: автомобиль встаёт только при проскальзывании всех четырех колес.
  • Вывешивание: автомобиль встаёт при вывешивании одного переднего и одного заднего колеса, а также при вывешивании любой оси.
  • Плюс: постоянный 4WD с автоматическим распределением тяги, исключительно адекватный, полностью автоматический.
  • Минус: при вывешивании любых двух колёс машина не способна сдвинуться с места.

quattro V применялся в моделях:

  • Audi A5 2006-, A6 2006-, все A4 B8 2007-, RS6 2008-
  • с 2004 года на Audi Q7

quattro V с векторизацией

Представляет собой quattro V c задним активным «подруливающим» спорт-дифференциалом, который добавляет момент на внешнее колесо в повороте, доворачивая/стабилизируя автомобиль и улучшая его управляемость.

quattro с векторением

В спортивном дифференциале применяются две совмещенные (повышающие) передачи, которые приводятся посредством многодисковых муфт, расположенных с каждой из сторон коронной шестерни дифференциала. По командам электроники (используются датчики поперечного и продольного поворота автомобиля вокруг вертикальной оси, скорости вращения колес системы ABS, а также положения рулевого колеса) блок управления, расположенный в непосредственной близости к заднему дифференциалу, активирует соответствующий пакет муфты. В результате тяга выходного вала поступает на соответствующее колесо через повышающую передачу, тогда как другой вал по-прежнему приводит своё колесо непосредственно (пакет муфты не активирован). Выходной вал, вращающийся с большей скоростью, передает повышенный крутящий момент на «своё» колесо, тем самым создавая поворачивающий момент. В обычных условиях спортивный дифференциал применяется для «подруливания» внешним колесом в повороте, но может применяться и для стабилизации машины в сложных условиях.

Центр и перед машины с векторизацией, как и в обычном quattro V, оснащены дифференциалом Torsen тип III и открытым дифференциалом с EDL соответственно.

  • Проскальзывание: автомобиль встаёт при проскальзывании обоих передних и одного заднего колеса.
  • Вывешивание: автомобиль встаёт при вывешивании любых двух колес.
  • Плюс: постоянный 4WD с автоматическим распределением тяги и векторизацией, исключительно адекватный, полностью автоматический.
  • Минус: при вывешивании любых двух колёс машина не способна сдвинуться с места.

quattro V с векторизацией применялась в моделях:

  • Audi RS4 B7 MT 2005-
  • S4 B7 MT 2006- и вся модельная линейка S4 2007-
  • опция для всех модификаций Audi quattro V с продольным расположением двигателя до замены поколения quattro в модели RS5 2010

[свернуть]

quattro VI

Раскрыть...

Постоянный асимметричный 4WD (full-time):

  • Центр: дифференциал Audi с коронными шестернями (коническое зубчатое колесо, у которого угол делительного конуса равен 90°, англ: «crown-gear differential»), распределение тяги 40:60, автоматическое перераспределение тяги в пределах от 70/30 до 15/85.
  • Перед и зад: свободные дифференциалы с EDL.

В конструкцию 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 (по другим данным — центральным водилом), то есть вторичным валом коробки передач.

В обычных условиях движения скорость вращения двух коронных шестерен и корпуса одинакова, момент распределяется между передней и задней осью в пропорции 40:60 за счет разного диаметра сателлитов.

При появлении разницы в скорости вращения коронных шестерен сателлиты начинают проворачиваться и за счет специального профиля зубьев отодвигают одну из ведомых «торцевых» шестерней, преодолевая сопротивление пружины. При этом сжимается соответствующий пакет фрикционов и происходит частичная блокировка дифференциала в сторону данного вала (коронной шестерни). В пределе на заднюю ось может быть подано до 85% крутящего момента, на переднюю — до 70%.

Преимущества данной конструкции над дифференциалом Torsen тип III:

  • Компактность и малая масса (4,8кг — примерно на 2кг меньше, чем Torsen тип III).
  • Возможность получить более стабильное распределение крутящего момента с полной блокировкой, тогда как Torsen обеспечивает распределение лишь в пределах величины отношения крутящих моментов (Torque Bias Ratio, TBR). Иными словами, дифференциал на основе плоских зубчатых колес имеет возможность полной блокировки вне зависимости от отношения крутящих моментов (TBR) и обеспечивает полную блокировку при полном отсутствии момента на одном из выходных валов.
  • Возможность обеспечения электронной векторизации крутящего момента за счет системы ESP для всех четырех колес как при наличии, так и при отсутствии активного заднего спортивного дифференциала.

В конечном итоге, данная конструкция обеспечивает лучшую управляемость автомобиля. Так, если система на основании поворота рулевого колеса и степени ускорения определяет вероятность проскальзывания внутренних колес в повороте, она превентивно подтормаживает их несильным прижатием тормозных колодок к дискам. Утверждается, что ESP вмешивается в действия водителя достаточно плавно и только в случае крайней необходимости.

  • Проскальзывание: автомобиль встаёт при проскальзывании всех четырех колес.
  • Вывешивание: автомобиль встаёт при вывешивании одного переднего и одного заднего колеса.
  • Плюс: постоянный 4WD с автоматическим распределением тяги и векторизацией, исключительно адекватный, полностью автоматический.
  • Минус: при вывешивании одного переднего и одного заднего колеса машина не способна сдвинуться с места.

quattro VI используется на Audi RS5 (2010-).

[свернуть]

BorgWarner (Audi Q7)

Раскрыть...

Модель Audi Q7, соплатформенная с Volkswagen Touareg и Porsche Cayenne, оснащается 4WD компании BorgWarner, основанной на дифференциале Torsen тип III.

Постоянный симметричный 4WD (50/50), центр блокируется многодисковой муфтой с электронным управлением.

  • Проскальзывание: автомобиль встаёт при проскальзывании всех четырех колес.
  • Вывешивание: автомобиль встаёт при вывешивании одного переднего и одного заднего колеса.
  • Плюс: постоянный 4WD с автоматическим распределением тяги, исключительно адекватный, полностью автоматический.
  • Минус: при вывешивании одного переднего и одного заднего колеса машина не способна сдвинуться с места.

[свернуть]


quattro без Torsen

quattro VII (e-quattro)

Раскрыть...

Первый представитель нового типа привода e-quattro – Audi A4 2015 модельного года (Audi A4 B9 2014-, Audi A5 2016-):

  • Центр: механическая связь между осями отсутствует.
  • Перед: бензиновый мотор (2 литра, 238 лс) + электромотор на 54 лс.
  • Зад: электромотор на 121 лс.

Режимы работы стандартные: на скорости работает бензиновый двигатель, в городе – задний электромотор, обе оси сразу включаются только при необходимости.

Плюсы и минусы описать пока затруднительно. В подавляющем большинстве, гибриды с механически не связанными осями даже близко не дотягивают до настоящего 4WD.

Предположительно, машина встанет, только если будут проскальзывать все четыре колеса (при наличии EDL/ESP) или по одному колесу на каждой оси (при отсутствии EDL/ESP). Также в любом случае автомобиль встанет при вывешивании одного переднего и одного заднего колеса (EDL в таких условиях не развивает достаточное тормозное усилие).

Предполагается, что e-quattro получат и будущие кроссоверы Q5 и TTQ (на базе родстера ТТ).

[свернуть]

quattro ultra

Раскрыть...

Представляет собой 4WD on-demand с превентивным замыканием межосевых муфт на основе сложной предсказательно-аналитической логики. Первые представители нового типа привода quattro ultra – Audi A4 Allroad и Q5 2017 модельного года:

  • Центр: жесткая связь, одновременно подключаемая электромагнитными муфтами спереди и сзади (для снижения трансмиссионных потерь; экономит 0,2л/100км относительно такой же машины с обычным quattro/Torsen).
  • Перед: свободный дифференциал, EDL/ESP, многодисковая электромагнитная муфта подключения карданного вала с переменной степенью блокировки.
  • Зад: свободный дифференциал, EDL/ESP, электромагнитная муфта подключения карданного вала (режимы вкл/выкл).

Каждые 10 миллисекунд электроника опрашивает датчики (скорость, обороты двигателя, угол поворота руля, активность EPS, температура воздуха, датчик дождя). Решение не использовать картографию и GPS было маркетинговым — технически можно было подключить и их. В зависимости от собранных данных, блок управления заранее подключает заднюю ось или вообще ее не выключает. Глубина предсказания (прогнозирования) дорожных условий составляет полсекунды, подключение задней оси занимает 200 мс. В обычном режиме 4WD подключается при достижении передней осью 80% пробуксовки (100% означает фактическое начало пробуксовки), в динамичном режиме — при достижении передней осью 75% пробуксовки. В обоих режимах отключение 4WD происходит специально с запаздыванием. В динамичном режиме задняя ось почти не отключается и долго удерживается после прохождения предельных виражей.

По проведенному журналистами ЗаРулем сравнению, quattro ultra практически ни в чем не уступает такой же машине с классическим quattro/Torsen.

Предположительно, машина встанет, только если будут проскальзывать все четыре колеса (при наличии EDL/ESP; на практике машина уверенно проходит «пляжный тест»). Также в любом случае автомобиль встанет при вывешивании одного переднего и одного заднего колеса (EDL в таких условиях не развивает достаточное тормозное усилие).

[свернуть]

Audi A3/S3/TT + Haldex

Раскрыть...

На автомобилях Volkswagen-Audi Gruppe с поперечным расположением двигателя исторически применяется 4WD on-demand с муфтой Haldex, такой же, как в системах 4Motion (Volkswagen). Такой привод ни при каких «примочках» не может считаться постоянным полным приводом, хотя и может обеспечивать хорошую проходимость под тягой. Все автомобили этого типа имеют переднеприводные повадки и не обеспечивают никаких преимуществ 4WD, связанных с устойчивостью и предсказуемостью. Кроме того, Haldex принудительно размыкается при нажатии педали тормоза (чтобы не мешать ABS), если потянуть ручной тормоз, при маневрировании на малых скоростях (парковочные режимы).

  • Audi A3/S3 quattro — Haldex 2-го (2003-2008) и 4-го (2008-) поколения соответственно.
  • Audi TT quattro — Haldex 1-го (1998-2002), 2-го (2002-2009) и 4-го (2009-) поколения.
  • Перед: свободный дифференциал, EDL.
  • Зад свободный дифференциал, EDL на некоторых моделях (не подтверждено).
  • EDL только на переднем мосту: автомобиль встаёт, если оба передних и одно заднее колеса проскальзывают, или если вывешена любая пара колес.
  • EDL на обоих мостах: автомобиль встаёт, только если все четыре колеса проскальзывают, или если вывешена любая пара колес.

Заявленные (имхо — вымученные) преимущества Haldex над Torsen:

  • Haldex умеет блокироваться полностью, его блокировка не зависит от момента на осях.
  • Небольшой прирост топливной экономичности (задний мост подключается лишь при необходимости, что позволяет в целом снизить фрикционные потери в системе привода). Однако выигрыш, прямо скажем, невелик. Так, при сравнении двух одинаковых Mitsubishi Galant, с одинаковыми двигателями 4G93, коробками 4AT INVECS-II, 1997 года выпуска, седан с передним и универсал с постоянным полным приводами, при длительном движении вместе по одному и тому же городскому маршруту удалось обнаружить превышение расхода постоянного полного привода на универсале над простым передним приводом на седане около 0,5 литра на 100 километров. Haldex при прочих равных ну никак не может дать бОльшую экономию.
  • Возможность увеличения размеров пассажирского отсека за счет малой длины моторного отсека при поперечном расположении двигателя. Однако — минус про мЕньшую высоту багажного отсека.
  • Более выгодное распределение массы (Haldex размещен в непосредственной близости к заднему мосту) в сравнении с переднеприводными вариантами той же модели автомобиля.

Фактические недостатки Haldex к Torsen:

  • Переднеприводная управляемость (при торможении двигателем нагрузка передается лишь на передние колеса, при резком нажатии на газ проявляется реактивный момент на руле), резкое ухудшение предсказуемости на сложных покрытиях, момент перебрасывается «только если что-то случилось».
  • Необходимость замены масла и фильтра не реже каждых 60 тыс. км пробега (Torsen, как правило, не требует технического обслуживания).
  • Все шины должны иметь одинаковый износ (и радиус качения), т.к. Haldex опирается на датчики скорости вращения колес.
  • Уменьшение объема багажного отсека — размещение довольно крупного устройства Haldex требует приблизительно 7-8 см высоты багажного отсека (см. плюс про увеличение пассажирского пространства).

[свернуть]

Audi R8 + вискомуфта

Раскрыть...

Уникальная для Audi схема, применялась только на Audi R8. Нормально-заднеприводный автомобиль с приводом на передний мост через вискомуфту, которая передаёт примерно 15% момента на передний мост в нормальных условиях, и примерно 30% при пробуксовки заднего.

В стандартных условиях автомобиль остается заднеприводным. При этом, поскольку вискомуфта замыкается медленно (для нагрева жидкости и замыкания мутфы нужно время), на передний мост всегда передается 15% крутящего момента, что поддерживает вискомуфту в «состоянии готовности» и снижает время её активации. При пробуксовке вискомуфта блокируется, и на передний мост передается до 30% крутящего момента. Недостатки такой схемы обусловлены временем срабатывания вязкостной муфты (внезапное изменение характера поворачиваемости при прохождении поворотов; риск «закопать» на сыпучем грунте заднюю ось раньше, чем подключится передняя) и невысокой степенью её блокировки.

[свернуть]

Первоисточники

Раскрыть...

[свернуть]

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*