Система полного привода quattro

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

Современные наработки

Привод quattro обеспечивает постоянный привод на все колеса. Но конструкторы не ограничиваются только этим. Есть и системы, которые кардинально отличаются от общего понятия quattro. Такими приводами можно назвать e-tron quattro и quattro ultra.

Автомобили Audi с приводом e-tron quattro отличаются тем, что вращение колес задней оси обеспечивает электромотор. То есть, какая-либо механическая связь между осями отсутствует. Вращение, получаемое от двигателя, подается только на переднюю ось, а зад обладает электроприводом.

E-tron quattro может быть гибридом с тремя или двумя электродвигателями, один из которых находиться спереди совместно с ДВС. Компания Audi «е-тронами» обозначает все электрические версии авто и те гибридные, которые способны передвигаться используя только электрическую тягу. В полностью электрических версиях также используется до трех электромоторов.

Устройство двигателя электромобиля

Несмотря на то, что все колеса являются ведущими, полноценной системой 4WD ее назвать невозможно. Такая система обладает множеством режимов работы, и только некоторые из них предусматривают подачу вращения одновременно на все колеса.

Система quattro ultra уже и вовсе не относится к постоянному полному приводу. Она позиционируется как «On Demand», то есть, полный привод задействуется только при надобности, причем все работает в автоматическом режиме.

Конструкция такого привода включает свободные межколесные дифференциалы с системой EDL, а в качестве межосевого используются две электромагнитные муфты, что позволяет системе отключать и подключать задний мост.

Система привода quattro ultra

Эта система использует для работы достаточно большое количество электроники. В ее задачу входит постоянный контроль за параметрами движения и практически мгновенное подстраивайте привода под конкретные условия. То есть, при надобности она подключает полный привод, задействует блокировки и т. д.

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 современной системы

Современная трансмиссия Quattro состоит из следующих основных элементов:

• Коробка передач.
• Раздаточная коробка и межосевой дифференциал в одном корпусе.
• Главная передача, конструктивно встроенная в корпус заднего дифференциала.
• Карданный узел, передающий крутящий момент от центрального дифференциала на ведомые оси.
• Межосевой дифференциал, распределяющий мощность между передней и задней осями.
• Передний дифференциал свободного типа с электронной блокировкой.
• Задний дифференциал свободного хода с электронной блокировкой.

Система Quattro отличается повышенной надежностью и долговечностью элементов. Этот факт подтверждается тремя десятилетиями эксплуатации серийных и раллийных автомобилей Audi. Произошедшие отказы в основном были результатом неправильного или чрезмерно интенсивного использования.

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.

История появления

Прежде чем узнать, что такое quattro на Ауди, необходимо определить, как вообще появилась такая техническая новинка и чем она отличается от других видов привода.

Кватро считается постоянным полным приводом автомобиля, который стабильно обеспечивает хорошую проходимость. Полученный от двигателя крутящий момент передается всем четырем колесам, поэтому автомобиль быстрее развивает скорость, обеспечивая при этом устойчивость автомобиля и маневренность.

Впервые система появилась в 1980 году, с которого и стала набирать свою популярность. Идеальные технические свойства – это именно то, что стало основой для последующего развития в плане спроса со стороны автомобильных производственных концернов. Именно в этот период компания Ауди зарегистрировала права на использование системы Quattro, чтобы были все законные права для технических дополнений именно своих автомобилей с целью расширения их рабочих возможностей.

Схема полного привода на Ауди

Принцип работы системы Quattro

Во избежание любого рода технических неудобств при управлении автомобилем, важно знать, как работает полный привод Кватро на Ауди

По причине того, что сегодня система относится к наиболее популярным, но не до конца изученным автомобилистами, рекомендуется учесть определенные моменты и обратить внимание не некоторых нюансы

Кватро может работать одновременно с автоматической и механической коробкой передач, так как при проектировании и производстве высококвалифицированные специалисты концерна постарались подобрать технические детали, чтобы предоставить соответствующие эксплуатационные характеристики. Большинство автомобилей Ауди оснащено автоматической коробкой переключения передач, поэтому Кватро устанавливается по умолчанию.

Принцип работы системы Кватро заключается в следующем. Вал оси переднего привода передает крутящий момент от раздаточного блока на основную передачу и дифференциал колесной системы передней оси. Сам вал для максимальной защиты от износа помещен в специальный хомут, поэтому обеспечивается его нормальное функционирование без технических неточностей и повреждений. К тому же, производитель Ауди стал внимательнее относиться к работе приводной системы, поэтому предпоследние модели имеют в едином техническом узле дифференциал передней оси, вал приводной системы, раздатчик крутящего момента, главную передачу и КПП. Обеспечивается наиболее точная работа всей системы и автомобиля в целом.

Развитие системы полного привода Quattro

I поколение

Система quattro первого поколения оснащалась межосевыми и межколесными дифференциалами с возможностью принудительной блокировки механическим приводом. В 1981 году система была модифицирована, блокировки стали активироваться пневматикой.

Модели: Quattro, 80, Quattro Cupe, 100.

II поколение

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

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

III поколение

В 1988 году была представлена электронная блокировка дифференциала. Крутящий момент распределялся по осям с учетом силы их сцепления с дорогой. Контроль осуществлялся системой EDS, которая замедляла буксирующее колесо. Электроника автоматически подключала блокировку многодисковой муфты межосевого и свободного переднего дифференциалов. Дифференциал повышенного трения Torsen переместился на задний мост.

IV поколение

1995 г. — установлена электронная система блокировки переднего и заднего дифференциалов свободного типа. Межосевой дифференциал — Torsen Тип 1 или Тип 2. Обычный режим распределения крутящего 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 был представлен несимметричный центральный дифференциал Torsen Type3. Отличительной особенностью от предыдущих поколений является то, что сателлиты расположены параллельно ведущему валу. Межосевые дифференциалы — свободные, с электронной блокировкой. Распределение крутящего момента при нормальных условиях происходит в пропорции 40/60. При пробуксовке мощность увеличивается до 70% спереди и 80% сзади. Благодаря использованию системы ESP стало возможным передавать до 100% крутящего момента на ось.

Модели: S4, RS4, Q7.

VI поколение

В 2010 году элементы дизайна полного привода нового Audi RS5 претерпели значительные изменения. Был установлен межосевой дифференциал собственной разработки на основе технологии взаимодействия плоских шестерен. По сравнению с Torsen, это более эффективное решение для стабильного распределения крутящего момента в различных условиях движения.

В нормальном режиме работы соотношение мощностей передней и задней оси составляет 40:60. При необходимости дифференциал передает до 75% мощности на переднюю ось и до 85% на заднюю ось. Он легче интегрируется в управляющую электронику. В результате применения нового дифференциала динамические характеристики автомобиля гибко меняются в зависимости от любых условий: прочности сцепления шин с дорогой, характера движения и манеры вождения.

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.

5-е поколение

В 2004 году появилось 5-е поколение системы quattro, которое получило асимметричное соотношение передачи вращения (в пропорции 40/60 с возможностью автоматического распределения до 20/80).

В конструкции привода в качестве межосевого дифференциала используется Torsen (тип 3), межколесные остались прежними – свободные с EDL.

Особенность работы привода заключена в том, что для блокировки задействуется и ESP, что позволяется Torsen уже перебрасывать весь момент на одну ось.

С такой компоновкой автомобиль останавливается только при пробуксовке всех колес. Обездвиживание также происходит в случае вывешивание двух колес на разных осях или одного из ведущих мостов.

Разновидностью этого поколения является привод с векторизацией, используется он в спортивных версиях автомобилей. Его особенность сводится к тому, что задний мост благодаря использованию в дифференциале повышающих передач с пакетами муфт может «подруливать». То есть при прохождении поворотов система автоматически перераспределяет момент между колесами, обеспечивая увеличение его на колесе, идущем по внешнему радиусу.

Задний активный дифференциал

Описание работы Quattro

Работа системы Quattro основана на наиболее эффективном распределении усилий при пробуксовке колес. Электроника считывает показания датчиков антиблокировочной тормозной системы и сравнивает угловые скорости всех колес. Если одно из колес превышает критический предел, оно притормаживается. В этот же момент срабатывает блокировка дифференциала, и крутящий момент распределяется в правильной пропорции на колесо с лучшим сцеплением.

Электроника распределяет энергию по проверенному алгоритму. Рабочий алгоритм, созданный в результате бесчисленных тестов и анализов поведения автомобиля в различных условиях движения и дорожных покрытиях, обеспечивает высокую активную безопасность. Это делает вождение предсказуемым в сложных условиях.

Эффективность используемых блокировок и электронной системы управления позволяет автомобилям Audi с полным приводом трогаться с места без скольжения на любом типе дорожного покрытия. Это свойство обеспечивает прекрасные динамические свойства и возможности для езды по пересеченной местности.

Преимущества системы Кватро в Ауди

Система полного привода Ауди Кватро сегодня может порадовать автовладельца следующими преимуществами:

1. Предоставляется возможность поддерживать стабильный скоростной режим.
2. Обеспечивается хорошая маневренность в сложных дорожных условиях.
3. Сохраняются внутренние детали, так как они качественно защищены от нагрузки и повреждений.
4. Обеспечивается долговечное применение.

Если знать о системе quattro pro, что это такое, то можно полностью рассчитывать на комфортное управление автомобилем вне зависимости от погодных условий и состояния дорожного полотна. Перед покупкой автомобиля потенциальный покупатель должен внимательно отнестись к выбору. Система Кватро является гарантом уверенной езды по городу в любое время года.

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.

Как появилась Quattro

Впервые автомобиль с аналогичной полноприводной конструкцией был представлен на Женевском автосалоне в 1980 году. Прототипом стал армейский джип Volkswagen Iltis. Тесты во время его разработки в конце 1970-х продемонстрировали хорошую управляемость и предсказуемое поведение на скользкой заснеженной дороге. Идея внедрить в конструкцию автомобиля концепт полноприводного джипа была основана на купе Audi 80 серии.

Постоянные победы первого Audi Quattro в раллийных гонках подтвердили правильность концепции полного привода. Вопреки сомнениям критиков, главным аргументом которых был объем трансмиссии, гениальные инженерные решения превратили этот недостаток в преимущество. Новый Audi Quattro отличался превосходной устойчивостью. Таким образом, благодаря компоновке трансмиссии стало возможным почти идеальное распределение веса по осям. Полноприводная Audi 1980 года стала 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.