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

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

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector