Что такое система полного привода quattro

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.

quattro без торсена: haldex AWD (Редактировать)

С 1998 года шильдик Quattro на автомобиле более не означает что в основе системы полного привода лежит дифференциал Torsen. Шильдиком Quattro стали обозначаться все полноприводные автомобили Audi, а 4motion – все автомобили Volkswagen, не зависимо от используемого типа полного привода. Так на автомобилях концерна V.A.G. (Volkswagen-Audi Gruppe) с продольным расположением двигателя продолжает использоваться система постоянного полного привода с межосевым дифференциалом Torsen, а на автомобилях с поперечным расположением двигателя – автоматически подключаемый полный привод с электронно-управляемой муфтой Хальдекс (Haldex) вместо межосевого дифференциала. Так Haldex применяется на Audi A3/S3 Quattro, Audi TT Quattro, VW Golf, Bora (Jetta на североамериканском рынке) 4motion (1998-), VW Sharan 4motion (2001-), последнем VW Passat 4motion (2005-) и на других автомобилях концерна с поперечным расположением силового агрегата – Seat and Skoda.

Тип: Автоматически подключаемый полный привод.

Электронно-управляемая муфта Хальдекс (Haldex) вместо межосевого дифференциала.
Сзади свободный дифференциал, EDL на некоторых моделях (не подтверждено).
Спереди свободный дифференциал, EDL.

В нормальных условиях автомобиль является переднеприводным, 100% тяги передается на передний мост. Для Haldex первого и второго поколений, один из приводных валов должен опередить другой лишь на 1/8 оборота чтобы давление масла в системе Haldex возросло, многодисковое сцепление сомкнулось и до 100% тяги было передано на задний мост. Переднее колесо успевает проскользнуть лишь на 1/4 оборота как в работу вступает задний мост. Начиная с третьего поколения, муфта Haldex превентивно блокируется электроникой до того, как колёса начнут проскальзывать, к примеру, если водитель резко нажмёт на педаль газа.

При содействии EDL на переднем мосту автомобиль не сможет сдвинуться с места если оба передних и одно заднее колеса потеряют сцепление с дорогой.

На моделях с EDL на обеих мостах автомобиль не сможет стронутся с места только если все четыре колеса потеряют сцепление с дорогой.

Однако, в условиях бездорожья (колеса в воздухе, препятствие мешает свободному продвижению) достаточно потерять сцепление одному переднему и одному заднему колесу для того чтобы автомобиль не смог сдвинуться с места. Причиной этому является то что EDL не заменяет собой обычный механически блокируемый дифференциал и в тяжелых условиях не способен передать достаточное количество тяги на колеса имеющие хорошее сцепление с дорогой. Автомобиль будет стоять на месте, одно передние и одно заднее колеса будут крутиться сопровождаемые треском EDL.

Электроника в состоянии контролировать работу муфты Haldex. Так при нажатии педали тормоза муфта принудительно размыкается для того чтобы не мешать работе ABS. Эта система полного привода позволяет совершать разворота с «ручником» — блок управления муфты Haldex отключает привод задних колес если потянуть ручной тормоз. Так же при маневрировании на малых скоростях (парковка) муфта остается разомкнутой для предотвращения возникновения напряжений в трансмисси. Настройка блока управления муфты Haldex и количество датчиков с которых собирается информация (положение педали газа, угла поворота руля, и т.п.) индивидуально для каждой модели автомобиля.

За: В сравнении с Quattro, Haldex блокируется полностью и перебрасывает до 100% момента на заднюю ось. В сравнении же с другими видами автоматически подключаемого полного привода (например, работающий через вискомуфту Syncro), Haldex предлагает моментальное срабатывание. Экономичнее чем постоянный полный привод.

Против: Haldex первого и второго поколений требует проскальзывания (хоть и незначительного) переднего колеса для активации. Постоянный полный привод (Quattro IV) считается более предсказуемым при активном прохождении поворотов на скользком покрытии. Постоянный полный привод «всегда» активен, увеличивая устойчивость при прямолинейном движении и в поворотах, когда дело еще не дошло до проскальзывания колес. Несмотря на это, подключаемый полный привод с муфтой Haldex довольно хорошо работает, поведение автомобиля предсказуемое, и обычный водитель вряд ли заметит разницу между Torsen и Haldex. Начиная с третьего поколения, Haldex более не требует проскальзывания колеса для активации.

Иллюстрация: Полный привод Haldex IV на Audi TT quattro

www.awdwiki.com

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.

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.

Audi Quattro — обзор и история авто

Audi Quattro — обзор и история авто! 3 марта 1980 года в Женевском автосалоне, Audi представила очень современный и инновационный на то время автомобиль под названием Quattro. Автомобиль имел отличные аэродинамические показатели, тип кузова купе, и еще многие детали, которые предопределили его «спортивную» судьбу.

Но настоящая революция была скрыта под капотом. Автомобиль оснащен революционным полным приводом, который, в сочетании с турбонаддувом и пятицилиндровым двигателем подтверждает его спортивные возможности.

Audi Quattro — обзор и история авто

Производителем первоначально предполагалось выпуск только 400 экземпляров. Тем не менее, интерес к машине оказалась настолько большой, что производство продолжалось в течение 11 лет. В результате, было произведено в общей сложности 11 452 автомобилей.

В настоящее время, автомобиль Audi Quattro приобрел статус легендарного и каждая копия стоит сегодня много денег. За весь период производства было введено несколько изменений, большинство из которых косметические, такие как — изменение фары и цвета задней двери. Среди наиболее важных следует отметить введение двух новых двигателей последовательно в 1987 и 1989 и использование межосевого дифференциала типа Torsen в 1987.

Двигатели Audi Quattro

В 1980 году Audi Quattro стал оснащаться турбированным двигателем, объемом в 2144 куб. см. Код машин WR — типичная структура этого периода Audi 5. Нечетное число цилиндров, с распределительным валом, расположенным в головке блока цилиндров и двумя клапанами на цилиндр.

Двигатель питалась электронным впрыском топлива K-Jetronic Bosch, благодаря системе бесконтактного зажигания, от японской компании Hitachi. РА является продуктом развития двигателя, представленного в 1979 году, в Audi 200 T5. В модели дополнительно используется интеркулер.

Все эти процедуры позволили добиться максимальной мощности до 200 л.с. и крутящим моментом 285 Нм при 3500 об / мин. Этот двигатель обеспечивает спортивные характеристики и он стал одним из факторов, сформировавших легенду о машине.

В 1987 году, под капотом Audi Quattro появился двигатель с символом Мб. По сравнению со своим предшественником, его объем был больше — 2226 куб.см. Это необходимо было чтобы, увеличить степень сжатия с 7,0: 1 до 8,6: 1.

Кроме того, двигатель Audi Quattro имеет систему синхронизации с гидравлическим механизмом и оснащен турбокомпрессором. Несмотря на поддержание номинальных значений мощности, и максимального крутящего момента двигатель характеризовался большой гибкостью.

В 1989 году, автомобиль оснащался более продвинутым, в то время, двигателем — оснащенным 4 клапанами на цилиндр. Степень сжатия была увеличена до 9,3: 1. Объем был еще 2226 куб.см, но позволял достичь максимальной мощности 220 л.с. и 309 крутящего момента. Этот двигатель носил символ RR и был приурочен к концу производства Quattro в 1991 году.

Трансмиссия Audi Quattro

Автомобиль получил свою известность в основном, благодаря использованию полного привода. И это несмотря на то, что основной причиной ограничения использования этого типа привода в легковых автомобилях была их и сложность.

Инженеры Audi смогли упростить способ обеспечения привода на переднюю ось посредством использования полого вала, соединенного с редуктором корпуса центрального дифференциала. Целью приводного вала было доставлять крутящий момент на переднюю ось.

Центральный дифференциал Audi Quattro был тогда в задней части коробки передач, в простой форме – подключенный к приводному валу и проходящий на заднюю ось. Решили оснастить автомобиль с фиксированием привода на 4 колеса и тремя дифференциалами. В течение первых нескольких лет производства автомобиль был оснащен ручной блокировкой межосевого дифференциала с коническими шестернями.

В сентябре 1987 года этот механизм был заменен на другой — Torsen. Этот механизм благодаря своим характеристикам мог передать в 3 раза больший крутящий момент на ось автомобиля. Кроме того, этот механизм — полностью механическая конструкция и не требует использование электронного управления.

История

Первопроходцами в отрасли была немецкая компания Volkswagen. Именно они создали прототип внедорожника Iltis. В ходе испытаний машина показала предсказуемость управления на скользкой дороге и бездорожье.

Полный привод Quattro

I поколение характеризовалось межосевыми дифференциалами свободного типа с принудительной механической блокировкой. В 1981 году после модернизации механика уступила место пневматике.
Изменения во втором поколении коснулись дифференциала. Свободная межосевая конструкция сменилась самоблокирующейся моделью повышенного трения от Torsen. Её особенность выражалась передачей половины мощности крутящего момента на колесо с лучшим сцеплением, а при пробуксовке на ось приходилось уже до 80% крутящего момента. Задний дифференциал разблокировался при переходе скорости за отметку 25 километров в час. Впервые появилось в 1987 году на новом поколении автомобилей Audi 80 и Coupe
III поколение переместило самоблокирующийся вал с передней на заднюю ось, а управление всей системой и подача момента кручения на буксующие колеса взяла на себя электроника. В зависимости от условий примитивный по нынешним меркам бортовой компьютер регулировал работу многодисковой муфты, межосевого и переднего свободного дифференциалов. Первопроходцем и единственной моделью с использованием этого поколения стала V

Ауди Quattro

IV поколение появилось в 1995 году. Одновременно появляется улучшенный вал Torsen Type Степень передачи мощности на одну ось здесь немного ниже. Система электронной блокировки отвечает исключительно за свободные дифференциалы.
На пятом поколении уже засветился несимметричный привод Torsen Type Сателлиты теперь располагаются параллельно ведущему валу. Подобно предыдущему поколению процент на нормальных условиях составляет 40/60. Но система управления ESP способна передавать полностью крутящий момент на слабую ось, избегая пробуксовки.
Крайнее шестое поколение Quattro стало самым радикальным. Немцы отказались от сотрудничества с Torsen, заменив его собственным валом без потери характеристик при различных условиях. По сравнению с предыдущими поколениями приводы компактнее, весят меньше и проще вовлекают электронику в работу.

В 2016 году на конвейер вышла новая версия фирменной системы полного привода Quattro Ultra. Некоторые автосайты относят ее к седьмому поколению. Но реально ультра – кардинально другая схема. Главное отличие – вторая муфта. Если в традиционной системе муфта многодисковая и ответственна за все дифференциалы, то здесь одна расположена на выходном валу и постоянно принимает масляную ванну. В зависимости от мощности работает от 5 до 7 фрикционных дисков, которые подвергаются давлению со стороны электроактуатора по решению блока электроники.

Audi Quattro 2010

Вторая муфта кулачкового типа расположена на заднем дифференциале. За ее работу отвечает электромоторчик. В активном режиме он размыкает муфту и отключает правую полуось. Если же питание отключить, то ее зажмут пружины с преднатягом.

Кузов и салон

Кто-то уже, скорее всего, успел посмотреть фотографии кузова и про себя «приговорить» машину к бесславной кончине в металлоломе. Это вы поспешили. Для 33-летней машины всё сосем даже неплохо. Здесь нет сквозных коррозий, нет отгнивших дверных петель. Даже на подъёмник машину загнали без опаски – пороги тоже целые. Но без косметического ремонта, конечно, не обойтись. Покраска сохранилась родная, но если вдруг появится желание привести машину в порядок полностью, то, конечно, красить её придётся. Но сварочные работы если и будут, то минимальные (если вскроется что-то под слоем антикора на днище), что для машин в таком возрасте уже редкость.

Технология механизма

Безусловно, представленная система имеет ряд модификаций, призванных придать определенные технические характеристики конкретной марке транспортного средства, сошедшего с конвейера компании Audi. Вместе с тем у такой разработки есть следующие незаменимые элементы:

Коробка передач — служит для выбора скоростного режима транспортного средства;
Главная передача — предназначена для увеличения крутящего момента на все колеса;
Раздаточная коробка — распределяет крутящий момент между всеми колесами или осями;
Карданная передача — нужна для передачи крутящего момента только конкретному валу;
Дифференциал — быстро распределяет мощность мотора к трансмиссионным элементам.

Случаи поломок устройства на многочисленных моделях Audi были единичными, при этом связаны они были чаще всего с интенсивной или неправильной эксплуатацией транспортного средства. Трансмиссия полного привода могла компоноваться автоматической либо механической коробкой передач, к которой крепился раздаточный механизм. В его конструкции был межосевой дифференциал, равномерно передававший нагрузку на переднюю и заднюю оси. Корпус этого элемента в свою очередь, соединялся с КПП, а крутящий момент распределялся либо через приводные валы, либо с помощью отдельной зубчатой передачи.

Если подробно рассматривать конструкцию межосевого дифференциала полного привода Quattro, то за период своего существования она претерпела ряд изменений. В начале 1980 годов это был свободный механизм с механической блокировкой, однако спустя несколько лет его заменил оригинальный агрегат Torsen, способный передавать до 80% нагрузки на нужную ось. В 2007 году этот механизм был модернизирован, получив возможность распределения до 70% крутящего момента на ось с лучшим сцеплением. Тремя годами позже на марки Audi устанавливался ассиметричный дифференциал с возможностью самостоятельной блокировки и перераспределения нагрузки до 70% на переднюю ось, до 85% нагрузки — на заднюю ось.

В начале 2010 годов описываемая система претерпела ряд изменений, и теперь принцип действия агрегатов основан на работе гибридной силовой установки. Дополнительно к силовой установке, а также коробке передач присоединены два автономных электромотора, мощность которых оценивается на уровне 33 кВт и 60 кВт. Для задней оси предусмотрен только электрический привод, питание которого возложено на отдельную батарею, вмонтированную в центральный тоннель автомобиля. Это нововведение было принято с целью уменьшить выбросы вредных веществ в атмосферу, ведь ни для кого не является секретом, что машины с системой полного привода потребляют гораздо больше горючего, нежели их аналоги с передним или задним приводом.

Дифференциал

quattro VI (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

«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