Quattro от audi

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.

Как все начиналось

В 1980-м году компания зарегистрировала данный бренд и саму разработку. С того момента что-то изменялось, и компания делила систему по поколениям. Первое поколение появилось на следующий год после оформления патента. Тогда эта система представляла собой межосевой дифференциал с механической блокировкой электронно или руками водителя.

Вторая версия

В 1988-м году компания Ауди выпустила полностью измененную систему quattro, которая уже работала по другому. Там уже был применен самоблокирующийся дифференциал Torsen, который при необходимости распределял крутящий момент и мог передать до 80% на любую из осей.

Присутствовала блокировка, которая блокировала самостоятельно. Сами сателлиты переместились и стали стоять перпендикулярно валам. После этого время ничего не менялось, кроме как блокировка в 1995-м году, она просто стала электронной.

Третья версия

Только в 2007-м году производитель решил произвести еще ряд изменений. Теперь там установлен независимый самоблокирующийся дифференциал от той же компании Torsen. Но в данном случает он распределял крутящий момент 40 на 60, а при необходимости изменял это соотношение. Например, если у передней оси лучшее сцепление и есть пробуксовка задней, то на нее может быть перекинуто до 70% мощности, задняя ось в таком же случае может получить до 80%.

Четвертое поколение

В 2010-м году инженеры немного улучшили эту систему. Дифференциал был заменен на несимметричный, и появились шестерня в форме короны. По сути распределение момента осталась прежним, но задняя ось теперь смогла получить до 85-ти %.

Последняя модерация

На данный момент последнее пятое поколение системы полного привода quattro. Она появилась в 2014-м году и ее устанавливают до сих пор, на такие автомобили как Audi RS5, Q5, Q7 и так далее. Данная система получила роботизированный механизм E-tron, которая вычисляет правильное распределение крутящего момента по осям и по каждому отдельному колесу.

Это позволило сделать жизнь водителя более удобной и при этом обеспечить безопасности при каких-либо опасных ситуациях связанных, например с заносом.

Владельцы чаще всего не признают старых версий данной системы, они больше всего любят два последних поколения. Также некоторых не любят последнюю версию, так как считают, что опытный водитель среагирует намного лучше, чем роботизированная система E-tron. Но есть и обратная сторона, некоторые наоборот доверяют роботу.

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

Ради будущего и экономии топлива: Quattro Ultra

В 2016 году Audi представила новый по конструкции тип полного привода: Quattro ultra, который впервые нашел применение на Audi A4 allroad в середине 2016 года. Примечательно, что прежде приставку ultra имели не типы привода, а модели Audi, отличающиеся особой экономичностью. Эти модели предназначены в основном для экономичной Европы. Полный привод Quattro ultra собственно и создан для того, чтобы еще больше снизить экономию топлива, за счет снижения потерь в трансмиссии. Quattro ultra может сочетаться только с 2-литровыми моторами в комбинации с механической КПП или с АКП S tronic.

Итак, Quattro ultra является постоянным полным приводом, который активно регулирует  подводимый к заднему мосту крутящий момент. В сердце этой трансмиссии лежит электронноуправляемая многодисковая муфта с гидравлическим приводом. Она пристыкована к коробке передач. Еще одна муфта – с кулачковым исполнительным механизмом – интегрирована в заднюю главную передачу.

Особенность привода Quattro ultra заключается во взаимодействии муфты полного привода с кулачковой муфтой в задней главной передаче. Она позволяет при разомкнутой муфте полного привода обездвижить раздаточную коробку (главную пару) с валом привода задней оси, разобщив их и остальную трансмиссию. Когда обе муфты размыкаются, карданный вал привода задней оси и детали задней главной передачи становятся неподвижными, что снижает потери на трение. Этим значительно экономится топливо и уменьшается выброс CO2. Обещана экономия на уровне 0,3 л/100 км.

Муфта полного привода Quattro ultra распределяет крутящий момент в свободной пропорции. Когда полный привод не нужен и необходимости в нем в ближайшее время не предвидится, происходит переключение на более эффективный с точки зрения расхода топлива передний привод.

При этом сначала размыкается муфта полного привода и производится оценка ходовых качеств автомобиля, движущегося на одном только переднем приводе. Если ходовые качества стабильны, размыкается кулачковая муфта в задней главной передаче.

Блок управления полным приводом постоянно отслеживает параметры вращения колес и ускорения и позволяет спрогнозировать уход автомобиля в занос за 500 мс до наступления этой негативной ситуации. Этих 500 мс достаточно для того, чтобы исполнительные механизмы Quattro ultra успел активировать полный привод.

Для подключения полного привода необходимо, чтобы кулачковая муфта в задней главной передаче снова сомкнулась. Включить ее мгновенно невозможно, так как в переднеприводном режиме коробка заднего дифференциала неподвижна. Ее нужно «раскрутить» и синхронизировать скорость ее вращения. Поэтому при включении полного привода сначала смыкается муфта полного привода, разгоняя карданный вал и соединенную с ним ведомую шестерню задней главной передачи. Когда частота вращения коробки заднего дифференциала стала примерно синхронной, активируется кулачковая муфта.

https://youtube.com/watch?v=6WqcW-0b1oM

Преимущества и недостатки Quattro

Легковой, автомобиль, оснащенный системой полного привода Quattro, отличается свойственными ему преимущества и некоторыми недостатками.

Из плюсов можно отметить:

• повышенная устойчивость машины на любом типе дорожного покрытия;
• эффективная работа тормозной системы;
• превосходные показатели проходимости;
• хороший отклик рулевого колеса.

Седан Audi Quattro способен стремительно набирать скорость даже на скользкой дороге за счет одновременного прокручивания четырех колес. Однако это ведет к следующим неприятным моментам:

• повышенный расход топлива;
• дороговизна обслуживания и ремонта трансмиссии;
• особые требования к эксплуатации такого авто.

Как бы там ни было, полный привод Quattro стал настоящим революционным достижением немецких конструкторов, позволившим улучшить технические характеристики авто, придать ей динамику разгона и устойчивость на различных дорожных покрытиях.

Audi Sport Quattro

Audi Sport Quattro S1 – легенда ралли

Audi Sport Quattro II

Система полного привода Quattro

Муфта Haldex

Вместо заключения

На выходных официальный импортер Audi AG в Республике Беларусь компания ООО «Автосалон-АВ» напомнила журналистам и поклонникам марки о возможностях полного привода Quattro. На площадке у автосалона «Audi Центр Минск» разместилась полоса препятствий, по которой кроссоверы Audi Q5 и Q7 ездили, борясь с диагональным вывешиванием, коварными роликами (они идеально имитируют лед на дороге) и брали подъем под 26 градусов. Конечно, со всеми испытаниями машины справлялись на ура. И ощутимой разницы между Q5 и Q7 не было видно ни со стороны, ни с водительского места. И это при этом, что Quattro эти моделей устроен совершенно по разным «рецептам». У Q5 — Quattro Ultra плюс «робот» S tronic. У Q7 традиционный Quattro c дифференциалом Torsen плюс 8-ступенчатый гидромеханический «автомат». Современная и очень настроенная на экономичность трансмиссия Quattro Ultra ничуть не уступала традиционному и предельно постоянному полному приводу. Младшая Q5 точно так же послушно и чутко реагировала на акселератор, позволяя в натяг преодолевать все препятствия. 

Audi Q5, в трансмиссии которой аж два сцепления: двойное у «робота» S tronic и многодисковая муфта полного привода, очень уверенно брал сложные и тяжелые внедорожные препятсвтия. По ощущениям этот кроссовер ползет в натяг не хуже, чем более традиционно сконструированный Audi Q7.

Послушные и точные реакции большого Audi Q7 на акселератор позволяют уверенно взбираться на крутой подъем. Полный привод Quattro с Torsen в центре не дает колесам ни шанса на пробуксовку.

Чтобы взобраться на такой склон, нужен не только постоянный полный привод, но и адекватная настройка электроники, имитирующей блокировки межколесных дифференциалов.

Преимущество кроссоверов Audi в том, что даже новичок за их рулем, ничего не смыслящий во внедорожном вождении, может лихо справиться с любыми выдуманными препятствиями.

Audi A5 Sportback, лавирующая между конусов на мокрой площадке, лично мне вновь напомнила о том, что полноприводная машина разгоняется гораздо эффективнее, чем тормозит. Полный привод Quattro как всегда демонстрирует высокую цепкость на скользкой поворехности дороги.

Евгений ДударевРедакция autospot.by благодарит официального импортера Audi AG в Республике Беларусь компанию ООО «Автосалон-АВ» за приглашение на тест-драйв.

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.

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.

Комплектации для Северной Америки и Европы

Е-Трон 55 – хорошо оснащенный роскошный кроссовер, для рынка США выпускается в двух комплектациях – Prestige и Premium Plus.

Базовый вариант «Премиум плюс» включает в себя набор опций:

• • полностью светодиодный свет (головные фары, задние фонари, ходовые огни);
  • противотуманки «по кругу»;
  • датчики дождя/света;
  • люк на крыше;
  • литые диски колес R20;
  • мультимедиа с дисплеем 12,3”;
  • мультируль;
  • кнопочный запуск электромотора;
  • кожаные сиденья и обод руля;
  • электропривод регулировок передних кресел с памятью положений;
  • вентиляцию передних сидений;
  • электростеклоподъемники;
  • обогрев форсунок омывателя/ветрового стекла;
  • парковочные датчики спереди/сзади и камеру обзора;
  • 4-зонный климат-контроль;
  • аудиосистему с 16-ю динамиками, Hands free и MP3, разъемами AUX/USB;
  • сигнализацию с иммобилайзером;
  • центральный замок;

• навигационную систему;
• адаптивный круиз-контроль;
• бортовой компьютер.

Электрокроссовер наделяется аэрбегами – фронтальными, для колен переднего пассажира, боковыми, подушками-«шторками», а также оборудуется системами помощи водителю – ABS, EBD, LKA, HAC, TCS, BAS, предотвращения столкновений, слежения за давлением в шинах, динамического освещения поворотов, мониторинга слепых зон, переключения режимов движения.

Системы помощи при парковке, адаптивного освещения, распознавания дорожных знаков доступны лишь опционально, за дополнительную плату предлагается и подогрев сидений.

Комплектация «Престиж» от «Премиум плюс» отличается незначительно, в ней добавлены такие опции как сиденья с функцией массажа и вывод показаний приборов на лобовое стекло.

Для Германии базовая цена E-tron 55 Quattro обозначена 82350 Евро, при этом некоторые опции, такие как вентиляция, подогрев и электропривод сидений, функция массажа, регулируемый люк на крыше, проекция на лобовое стекло, доступны лишь опционально.

Сами названия комплектаций для Европы также отличаются – это Basis и Advanced, в базовом исполнении машина комплектуется колесами с литыми дисками 19 дюймов.

Еще кроссовер доступен с обычными боковыми зеркалами, а наружные камеры обзора приобретаются за отдельную плату.

Электромобили медленно, но уверенно завоёвывают рынок

Электромобили пока еще медленно осваивают современный рынок, основным камнем преткновения у таких транспортных средств является относительно небольшой путь, пройденный ими без пополнения запаса энергии, а также сложности с заправкой.

Но автомобильные компании стараются не стоять на месте, разрабатывая новые проекты, и вот не так давно немецкий автоконцерн Volkswagen запустил в серийное производство электрокар Audi E-tron 55 в полноприводном исполнении Quattro.

Модель Е-Трон создана на основе концепт-кара, впервые представленного в 2015 году на автосалоне во Франкфурте, окончательная производственная версия была показана в 2018-м, 17 сентября.

Первые поставки электромобиля в Европе планировались на декабрь того же года, но были приостановлены для внесения необходимых изменений в программное обеспечение машин.

Первые E-tron 55 бельгийской сборки клиенты получили в марте 2019-го, и есть вероятность, что модель Ауди на электротяге когда-нибудь доедет и до России.

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.

Основные особенности Ауди Е-Трон

E-tron 55 Quattro представляет собой первый серийный электрокроссовер от компании Фольксваген, данная модель относится к бизнес-классу, внешне мало чем отличается от обычного легкового автомобиля.

К основным особенностям этого транспортного средства следует отнести:

• присутствие двух электродвигателей (спереди и сзади);
• наличие системы рекуперации (восстановления) энергии, такой режим может достигаться с нажатием на тормоз и при отпускании педали акселератора;
• применение боковых виртуальных камер вместо стандартных наружных зеркал;
• использование адаптивной пневматической подвески, способной изменять величину дорожного просвета в зависимости от дорожных условий.

Электромобиль E-tron имеет обычные габариты, по наружным размерам он представляет собой что-то среднее между моделями Audi Q5 и Q7.

Привод колес на переднюю и заднюю ось обеспечивается встроенными асинхронными машинами, тормозная система оборудована вентилируемыми дисками, передними шестипоршневыми фиксированными и задними однопоршневыми плавающими суппортами.

Экстерьер E-tron

Создатели электрического кроссовера Audi, в отличие от Tesla, постарались максимально приблизить его внешний облик к образу обычного легкового авто, поэтому на дороге электрокар ничем примечательным не выделяется.

Характерными чертами для E-tron 55 Quattro являются:

• г-образные головные фары со светодиодными полосками (одна длинная сверху и четыре короткие снизу);
• широкая шестиугольная фальшрадиаторная решетка цвета хром;
• узкий вытянутый воздухозаборник снизу переднего бампера;
• зауженные задние фонари, объединенные на двери багажника в монолит декоративной планкой.

Наружные дверные ручки, как и бампера, окрашены в цвет кузова, колесные арки – округлые, с пластиковыми расширителями черного цвета. Лючок, под которым имеется разъем для подзарядки, расположен на переднем левом крыле, около водительской двери, опускается вниз при нажатии на находящуюся здесь же кнопку.