Quattro

Den här artikeln handlar om Audis fyrhjulsdriftssystem. För Audi-bilen med samma namn, se Audi Quattro . För Audis dotterbolag, se quattro GmbH .

quattro (från  italienska  -  "fyra") är namnet som används av AUDI AG för att hänvisa till teknologier eller permanenta fyrhjulsdriftsystem (4WD) som används vid konstruktionen av vissa Audi - bilar . [ett]

Ordet "quattro" är ett registrerat varumärke som tillhör AUDI AG (ett dotterbolag till det tyska bilföretaget Volkswagen Group ). [ett]

Quattro-systemet användes första gången 1980 i designen av Audi Quattro -bilen med permanent fyrhjulsdrift (idag är denna bil också känd som Ur-Quattro ; "Ur-" - tyska  "antik", "stor-" ). I framtiden användes termen quattro på alla Audi fyrhjulsdrivna modeller. Av terminologiska skäl relaterade till förekomsten av ett varumärke stavas namnet på fyrhjulsdriftsystemet quattro med en liten bokstav för att hylla den första modellen.

De återstående företagen i Volkswagen-koncernen använder andra varumärken för att beteckna fyrhjulsdrivna fordon (för bilar av märket Volkswagen användes ursprungligen beteckningen syncro , som nyligen gav plats för varumärket 4motion ; i Skoda betecknas fyrhjulsdrivna fordon av lägga till "4 × 4" till modellnamnet; i SEAT begränsas till siffran "4"). Inget av ovanstående varumärken och termer definierar typen av AWD-system (se beskrivning nedan).

Longitudinella system

Volkswagen Group har utvecklat system för fyrhjulsdrift (4WD) nästan sedan grundandet under andra världskriget . Volkswagen Kubelwagen , Volkswagen Schwimmwagen och Volkswagen Kommandeurwagen var militärfordon, så de hade alla fyra hjulen drivna. Volkswagen Kommandeurwagen var en fyrhjulsdriven variant av Volkswagen Beetle . Den samlade erfarenheten av utvecklingen av militärfordon och fyrhjulsdriftssystem tillämpades framgångsrikt av företaget när man skapade Volkswagen Iltis för de tyska väpnade styrkorna på 1970-talet. Iltis använde en tidig form av fyrhjulsdrift, senare känd som "quattro" [2] .

Detta är det första quattro-systemet, som senare migrerades till civila bilar. Motorn och växellådan hade ett längsgående arrangemang. Vridmomentet överförs genom växellådan till en mekanisk central differential [3] , som delar (fördelar) vridmomentet mellan de främre och bakre drivaxlarna . Systemet innebar en konstant drift av fyrhjulsdrift.

Efter 1987 ersatte Audi den manuella låsningsmittdifferentialen med en Torsen Type 1 ("T1") centerdifferential ( vridmoment sens sing eller vrid que sensitiv - vridmoment känslig ) .  Detta gjorde det möjligt att automatiskt rikta vridmomentet till en eller annan axel, beroende på körläget, samt hjulens vidhäftningskraft mot underlaget. I de allra flesta versioner av systemet, under "normala" förhållanden (samma vidhäftningskraft för hjulen på fram- och bakaxlarna till ytan), fördelas vridmomentet mellan fram- och bakaxlarna i en "standard" förhållandet 50:50. Under svåra förhållanden (det vill säga med olika vidhäftningskrafter för hjulen på fram- och bakaxeln med ytan) kan upp till 67-80 % av motorns vridmoment överföras till fram- eller bakaxeln (beroende på växellådans alternativ och Torsens differentialmodell). Den helautomatiska karaktären hos Torsens centrumdifferentialmekanik förhindrar hjulspinn , vilket säkerställs av omedelbar (och omärklig för dem i kabinen [4] ) vridmomentöverföring till axeln, vars hjul har bättre grepp på ytan. Denna funktionsmetod kan beskrivas som proaktiv. Dessutom, till skillnad från elektroniskt styrda differentialer, behöver Torsen-differentialen inte elektronisk data från källor som hjulhastighetssensorer. Som ett resultat är en sådan differential resistent mot fel på hjulhastighetssensorer, till skillnad från till exempel Haldex Traction- enheter . Viskösa kopplingar och elektroniskt styrda centrala differentialer som används i andra fyrhjulsdriftssystem är tvärtom reaktiva, eftersom de omdirigerar vridmomentet efter slirningsstart. Fördelen med systemet märks under intensiv acceleration , även vid kurvtagning. Omfördelningen av vridmomentet mellan axlarna utförs så smidigt som möjligt, på grund av vilket stabiliteten hos bilens dynamiska egenskaper säkerställs och sannolikheten för förlust av kontroll minskar avsevärt.

Quattro-systemet baserat på Torsen-differentialen ger också fördelen med en omvänd vridmomentfördelningsfunktion mellan hjulen, nämligen under motorbromsning. Om motorbromsning används för att minska fordonshastigheten, i ett system baserat på Torsen-differentialen, fördelas de resulterande "omvända" vridmomentbelastningarna på fram- och bakaxeln jämnt, vilket är exakt samma som fördelningen av den "framåtgående" motorn vridmoment - helt mekaniskt, autonomt. Detta gör att motorns bromsverkan kan fördelas på alla fyra hjulen och däcken. En bil utrustad med ett quattro-system baserat på Torsen-differentialen har ökad riktningsstabilitet när den passerar höghastighetshörn med retardation - bilen är mindre sannolikt att gå utom kontroll på grund av förlust av dragkraft på fram- eller bakaxelhjulen med ytan .

Quattro-systemet i denna konfiguration har dock ett antal begränsningar.

  1. Med en längsgående motor och växellåda är framaxeln placerad bakom motorn, vilket i vissa Audi-modeller har lett till en betydande förskjutning av fordonsvikten framåt, men systemet låter dig ändå få en gynnsammare viktfördelning än de tvärgående motoralternativen används i designen av Mitsubishi och liknande modeller. Systemet som övervägs uppnår en viktfördelning på 55:45 (fram: bak).
  2. Torsen-differentialen liknar en begränsad slirdifferential i det att istället för att aktivt fördela vridmoment (vilket är vad datorstyrda kopplingar gör) från den mindre dragsidan till den mer dragbara sidan, bibehåller den bara en viss vridmomentsskillnad (förhållande vridmoment eller TBR). Vridmoment Bias Ratio)). Således är den maximala mängden vridmoment som en Torsen-differential kan leverera till en axel med hög dragkraft, per definition, begränsad av mängden tillgängligt vridmoment på axeln med låg dragkraft. Därför, om en av axlarna inte har något grepp, kommer inget betydande vridmoment att överföras till den andra axeln, oavsett TBR-värdet. För ett system med centerdifferential innebär den extrema situationen med fullständigt förlust av dragkraft på ett av hjulen ett extremt litet vridmoment som överförs till de andra tre hjulen. Som en motåtgärd använde Audis ingenjörer ett manuellt bakre differentialspärr i designen av de första bilarna med en Torsen-differential, som sedan ersattes av ett elektroniskt differentialspärr (EDL) som aktiverar individuella hjulbromsar (styrda av ABS-sensordata) för att motverka spinning. EDL-systemet har implementerats för både främre och bakre (öppna) differentialer och är designat för att fungera i hastigheter upp till 80 km/h. Denna lösning ökar vridmomentet för ett enda hjul med låg dragkraft, vilket gör att mer vridmoment kan överföras via Torsen-differentialen till de återstående hjulen med mer tillförlitlig dragkraft.
  3. Det statiska vridmomentförhållandet för en standard Torsen-differential (Typ 1 eller T1) är 50:50 (ingångsmomentet delas lika mellan båda utgående axlarna). Samtidigt kan T1 ge ett vridmomentförhållande (Torque Bias Ratio, TBR) i intervallet från 2,7:1 till 4:1. Med andra ord tillåter en sådan differential att ett vridmoment överförs till den utgående axeln med bäst grepp, 3-4 gånger det vridmoment som finns tillgängligt på axeln med minst grepp. Det vill säga, en sådan differential ger en vridmomentfördelning i förhållandet 25% till 75%. Men i de flesta fall är Torsen T1-differentialen per definition låst (de utgående axlarna är låsta till varandra). Först när TBR-värdet uppnås (det vill säga vridmomentsskillnaden på de utgående axlarna överstiger TBR-värdet) roterar de utgående axlarna relativt varandra och differentialen låses upp. Som ett resultat blir det en relativt fri omfördelning av vridmomentet mellan de två utgående axlarna på (mitt)differentialen inom TBR-värdet. Således ger Torsen T1-differentialen, i sitt centrala läge, inte en statisk vridmomentfördelning på 50:50. I verkligheten kommer fördelningen av vridmomentet att motsvara fördelningen (både statisk och dynamisk) av fordonets massa och beror på den tillgängliga dragkraften på var och en av de utgående axlarna (fram:bak). I ett standardfordon har detta en positiv effekt vad gäller riktningsstabilitet, acceleration och dragkraft, men kan även ha oönskade effekter vad gäller köregenskaper (understyrning). I de flesta fall är ett vridmomentförhållande (TBR) på 2,7:1 som tillhandahålls av standarddifferentialen för quattro Torsen T1-systemet tillräckligt. Däremot finns Torsen T1-differentialer med högre vridmomentförhållanden (4:1) tillgängliga för att ytterligare begränsa understyrning med större vridmomentsdelning. Den bästa lösningen är dock att fördela vridmomentet direkt mellan de båda utgående axlarna (fram och bak). Av denna anledning använder Audis ingenjörer Torsen Type 3 (T3) differentialer i de senaste generationerna av quattro-system.

Torsen T3 kompakt differential är designad för central installation. Dess design kombinerar en planetväxel och en Torsen-differential. Till skillnad från Torsen T2-differentialen, där vridmomentfördelningen är nominellt 50:50, i Torsen T3, är vridmomentdelningen av planetväxeln faktiskt ett asymmetriskt 40:60 (framaxel: bakaxel) (dvs båda axlarna med samma koppling, differentialen skickar 40% av vridmomentet till framaxeln, 60% till bak). Som i fallet med Torsen T1-differentialen omfördelas vridmomentet dynamiskt beroende på kvaliteten på hjulens grepp med underlaget, men med ett visst faktiskt (ej nominellt) statiskt förhållande. T3-differentialen möjliggör hantering och dynamisk prestanda som liknar bakhjulsdrivna fordon . Denna asymmetriska Torsen-differential användes först i den mycket framgångsrika 2006 Audi RS 4 (B7-plattform). Därefter installerades denna differential på 2006 års modell med manuell växellåda och 2007 års modell med båda typerna av S4- växellådor [1] på B7-plattformen, såväl som på S5- och Q7-modellerna. En sådan differential användes i fordon med längsgående motor utrustade med quattro fyrhjulsdrift ( A4 , A6 , A8 , Q7 ). På vissa modeller har denna differential fått ge vika för en central differential baserad på platta växlar.

Under loppet av flerstegsutvecklingen av quattro-systemet tillhandahölls vridmomentdelningen inom axlarna (mellan vänster och höger hjul) till en början genom ett förarstyrt manuellt differentialspärr (endast bakaxel), sedan av elektroniskt differentialspärr ( EDL) öppna differentialer. EDL-systemet är ett elektroniskt system som använder det befintliga låsningsfria bromssystemet (ABS) från det elektroniska stabilitetsprogrammet (ESP) för att bromsa ett slirande axelhjul, vilket gör att vridmomentet kan överföras till det andra hjulet med högre grepp [5] .

Audi har introducerat en ny generation quattro för 2010 RS5. Den huvudsakliga förändringen var bytet av Torsen Type "C" centerdifferential med en Audi-designad plattväxlad differential. Vid första anblicken liknar den nya differentialen en konventionell öppen differential anpassad till ett mittfäste. Ändå har den nya utvecklingen ett antal viktiga skillnader.

  1. Den centrala hållaren och kugghjulen passar direkt med två ringväxlar kopplade till de främre och bakre drivaxlarna.
  2. De två ringkugghjulen passar ihop med planetväxlarna med olika diametrar och producerar därför olika vridmoment när de roterar under påverkan av planethjulen. Denna design ger en statisk vridmomentfördelning på 40:60 mellan fram- respektive bakaxeln.
  3. Vart och ett av kugghjulen är direkt kopplade till en respektive utgående axel, medan hållaren är kopplad till var och en av de utgående axlarna via ett kopplingspaket, vilket gör det möjligt att styra fördelningen av vridmoment över dess statiska fördelning.

Om hjulen på en av axlarna tappar dragkraft, bildas olika rotationshastigheter i differentialen, vilket leder till en ökning av axiella krafter, under vilken kopplingen ingriper. När kopplingen kopplas in blockeras den utgående axeln, vilket gör att det mesta av vridmomentet riktas mot axeln vars hjul har bäst grepp på underlaget. Differentialen baserad på platta växlar kan överföra upp till 85 % och upp till 70 % av vridmomentet till bak- respektive framaxeln.

Den platta växelns differentialdesign ger följande fördelar jämfört med Torsen Type "C" differential.

  1. Möjligheten att organisera en mer stabil vridmomentfördelning med full låsning, medan Torsen-differentialen ger fördelning endast inom vridmomentförhållandet (Torque Bias Ratio, TBR). En platt växelsifferential har med andra ord förmågan att låsa helt oberoende av vridmomentförhållandet (TBR). Till skillnad från en Torsen-differential liknar en platt växelsifferential ingen likhet med en differential med begränsad slirning och kan arbeta i ett helt låst tillstånd utan koppling på en av de utgående axlarna.
  2. Enklare integration i styrelektroniken, ger elektronisk vridmomentvektor för alla fyra hjulen med eller utan aktiv bakre sportdifferential.
  3. En betydande minskning av volym och vikt (vid 4,8 kg är denna skillnad cirka 2 kg lättare än Torsen Type C differential).

Resultatet av denna förbättring av quattro-systemet är de elektroniska systemens förmåga att till fullo hantera fordonets dynamiska prestanda under alla variationer i dragkraft, vare sig det är kurvtagning, acceleration, inbromsning eller någon kombination av dessa manövrar.

Evolution

Audi har aldrig officiellt delat upp quattro-system i separata generationer  - förändringar i quattro-teknologier introducerades som regel i den tekniska utrustningen för bilar av vissa modeller eller serier, varefter de utvidgades till designen av andra modeller vid lämpliga perioder av modellcykeln.

Undantaget är 2010 RS 5, som har en ny generation quattro-system som tillkännages av Audi .

Generation I quattro system

Den användes från 1981 till 1987 i designen av Audi quattro (coupé med turboladdad motor), Audi 80 på B2-plattformen (1978-1987, Audi 4000 på den nordamerikanska marknaden ), Audi Coupe quattro på B2-plattformen ( 1984-1988), Audi 100 på C3-plattformen (1983-1987, Audi 5000 på den nordamerikanska marknaden). Sedan 1984 har den även använts på Volkswagen VW Passat- bilar på B2-plattformen ( VWQuantum på den amerikanska marknaden) under namnet Syncro .

Systemtyp: permanent fyrhjulsdrift.

Öppen mittdifferential med manuell låsfunktion via en strömbrytare på mittkonsolen?.

Öppen bakre differential med manuell låsfunktion via en strömbrytare på mittkonsolen?.

Öppna främre differential utan låsfunktion.

? - När differentialen är låst är ABS- systemet inaktiverat.

Funktioner i systemet. Alla differentialer är inte låsta: bilen kan inte röra sig om ett av hjulen (fram eller bak) tappar greppet mot underlaget (till exempel på is eller när hjulet hänger ut). Mittdiff låst, bakre diff inte låst: Fordonet kan inte röra sig om ett av fram- och ett av bakhjulen förlorar greppet samtidigt. Bakre diff låst, center diff inte låst: Fordonet kan inte röra sig om två bakhjul eller ett framhjul tappar greppet. Bakre diff låst, mitt diff låst: Fordonet kan inte röra sig om två bakhjul och ett framhjul förlorar greppet samtidigt.

Generation II quattro system

Från och med 1988 användes den på den första generationen Audi 100 på C3-plattformen och Audi quattro tills produktionen av dessa modeller avbröts. Installerad på den nya generationen Audi 80/90 quattro på B3-plattformen (1989-1992), Audi 80 på B4-plattformen (1992-1995), Audi S2 , Audi RS2 Avant , Audi 100 quattro på C4-plattformen (1991-1994) gg.), Audi S4 , tidiga modeller av Audi A6 / S6 på C4-plattformen (1995).

Systemtyp: permanent fyrhjulsdrift .

Torsen centerdifferential , 50:50 kraftfördelning under "normala" förhållanden, automatisk dirigering av upp till 75 % av vridmomentet till någon av axlarna.

Öppna bakre differential med manuell låsfunktion via en strömbrytare på mittkonsolen nära parkeringsbromsspaken?. Öppna främre differential utan låsfunktion.

? - När differentialen är låst är ABS- systemet inaktiverat. Differentialen låses upp automatiskt när hastigheten överstiger 25 km/h (16 mph).

Generation III quattro system

Används uteslutande på Audi V8 från 1988 till 1994.

Systemtyp: permanent fyrhjulsdrift .

V8 med automatlåda .

Centraldifferential med planetväxel och elektroniskt styrd flerplåtsspärrkoppling.

Torsen Type 1 bakre differential .

Öppen främre differential.

V8 med manuell växellåda .

Torsen Typ 1 mittdifferential .

Torsen Type 1 bakre differential.

Öppen främre differential.

Funktioner i systemet. På vägen kan bilen inte röra sig i händelse av en samtidig förlust av dragkraft med ytan på ett fram- och två bakhjul. Effekten av differentiell vridmomentkänslighet vid hängning av ett av hjulen sker på Audi V8 med manuell växellåda. Med en automatisk växellåda saknas denna effekt, för på V8-modellen med automatisk växellåda ger mittdifferentialen full låsning, även om vridmomentet på det snurrande hjulet inte uppfattas av differentialen. Modeller med manuell växellåda liknar mer bakhjulsdrivna bilar, eftersom vid kurvtagning med vridmomentleverans överförs det senare till det yttre bakhjulet. Detta resulterar i ett stabilare kurvbeteende hos fordonet och gör det också lättare att uppnå överstyrning på grund av motorkraften.

Generation IV quattro system

Sedan 1995 har den använts på Audi A4 / S4 / RS 4 (plattform B5), Audi A6 / S6 / allroad / RS6 , Audi A8 / S8 med manuell och automatisk växellåda. Den installerades även på VW Passat B5 , där den ursprungligen kallades syncro , men när den kom in på den amerikanska marknaden hette den 4motion . Den användes också på Volkswagen Phaeton och relaterade fordon byggda på Volkswagen Groups "D"-plattform . Volkswagen Touareg använde 4Xmotion-systemet med speciella växellådor, växellådor och framaxlar .

Den manuella spärrdifferentialen som användes i tidigare versioner av systemet har ersatts med en traditionell öppen differential med ett elektroniskt differentiallås (EDL)-system (det elektroniska systemet känner av hjulslirning genom ABS-hjulhastighetssensorerna och anbringar bromskraft på det snurrande hjulet, därigenom överför vridmoment genom en öppen differential till det motsatta hjulet, som har mer grepp). EDL-systemet fungerar i hastigheter upp till 80 km/h (50 mph) på alla quattro-modeller (upp till 40 km/h (25 mph) på icke-quattro-modeller).

Systemtyp: permanent fyrhjulsdrift .

Torsen Typ 1 eller Typ 2 centerdifferential , "standard" 50:50 vridmomentdelning, automatisk frammatning av upp till 75 % av vridmomentet till fram- eller bakaxeln.

Öppen bakre differential med elektroniskt differentialspärr (EDL) [5] .

Öppen främre differential med elektroniskt differentialspärr (EDL) [5] .

Generation V quattro-system

Gäller från Audi RS 4 på B7-plattform och Audi S4 2006 på B7-plattform med manuell växellåda. 2007 började detta system installeras på hela raden av S4-modeller [1] . Samma år blev systemet standard på alla Audis med longitudinell motor med quattro-fyrhjulsdrift, och förblev så tills det ersattes i 2010 års RS5-modell.

Systemtyp: permanent asymmetrisk fyrhjulsdrift .

Torsen Typ 3 (Typ "C") centrumdifferential, "standard" 40:60 vridmoment fördelat mellan fram- respektive bakaxel, automatisk dirigering av upp till 80 % av vridmomentet till endera axeln via högt vridmomentförhållande 4 centrumdifferential :en. Med hjälp av ESP-systemet är det möjligt att överföra upp till 100 % av vridmomentet till en axel.

Öppen bakre differential med elektroniskt differentialspärr (EDL) [5] .

Öppen främre differential med elektroniskt differentialspärr (EDL) [5] .

Vektoriserat quattro-system

Med den nya Audi sportdifferentialen har vridmomentsvektorn kommit till den femte generationen av quattro-system. Audis sportdifferential gav dynamisk vridmomentfördelning till bakaxeln på debutfordonet, S4 baserad på B8-plattformen (2008). Denna differential erbjuds för närvarande som tillval på alla quattro-fordon som fortfarande använder den asymmetriska (40:60) Torsen (Typ "C") centerdifferentialen. Sportdifferentialen ersätter den konventionella öppna bakre differentialen, medan framaxeln använder en öppen differential med elektronisk EDL [5] .

Vridmomentvektor bakaxeldifferential designad och tillverkad av Audi. Tillgänglig för Audi A4, A5, A6 och härledda modeller (inklusive S- och RS-modeller ). Sportdifferentialen fördelar selektivt vridmoment mellan bakhjulen och skapar därigenom ett vridmoment, vilket förbättrar hanteringen, samt ger stabilisering vid under- eller överstyrning, och som ett resultat förbättrar fordonssäkerheten.

Sportdifferentialen använder två kombinerade (upp) växlar, som drivs av flerplåtskopplingar placerade på varje sida av differentialringen. När ett kommando tas emot från programvaran (tvärgående och längsgående sensorer för fordonets rotation runt den vertikala axeln, hjulhastighetssensorer i ABS-systemet, samt en rattlägessensor används), styrmjukvaran (finns i kontrollen enhet placerad i närheten av den bakre differentialen) aktiverar matchande kopplingspaket. Som ett resultat matas drivningen av den utgående axeln till motsvarande hjul genom en överväxel, medan den andra axeln fortfarande driver sitt eget hjul direkt (kopplingspaketet är inte aktiverat). Den utgående axeln, som roterar med högre hastighet, överför det ökade vridmomentet till motsvarande hjul och skapar därigenom ett vridmoment. Under "normala" förhållanden överförs det ökade vridmomentet till hjulet som är placerat på utsidan av hörnet, vilket ökar bilens vridmoment. Med andra ord är bilen mer villig att svänga i den riktning som ratten visar.

Generation VI quattro-system

Audi introducerade sjätte generationens quattro-system i 2010 års RS 5 ( Audi quattro concept). Den huvudsakliga förändringen i VI-generationen var bytet av Torsen Type "C" centerdifferential med en platt växelsifferential utvecklad av Audi. Den nya centrala differentialen baserad på platta växlar tillåter, vid behov, att överföra upp till 70 % och upp till 85 % av vridmomentet till fram- respektive bakaxeln. Resultatet av denna förbättring av quattro-systemet är förmågan hos fordonets elektroniska system att helt hantera den dynamiska prestandan under alla variationer i kvaliteten på hjulens grepp med underlaget, oavsett om det är kurvtagning, acceleration, bromsning eller vilken kombination som helst. av dessa manövrar.

quattro ultra system

Sedan 2016 har installationen av quattro ultra-systemet med två kopplingar påbörjats. Quattro ultra-systemet kan automatiskt stänga av bakhjulsdriften beroende på körläge. Började användas med Audi A4 Allroad (B9) [6] [7] .

BorgWarner

Audi Q7- modellen , byggd på samma plattform som Volkswagen Touareg och Porsche Cayenne , är utrustad med ett drev som inte har några förfäder bland koncernens tidigare modeller. Fyrhjulsdriftsystemet för detta mer terrängfordon levereras av BorgWarner . Systemet använder en Torsen Type 3 (T3) differential.

Tvärgående system

Med introduktionen av den första masstillverkade, tvärgående motoriserade Volkswagen Group -bilen 1974, började företaget fundera på ett fyrhjulsdrivet system (4WD) för Volkswagen Group A -plattformsfamiljen av fordon . Fyrhjulsdrift dök upp på marknaden först med lanseringen av den andra generationen av denna plattform. I Mk2 Golf syncro (mitten av 1980-talet) tvärgående motor/ växellåda designades det mesta av vridmomentet fortfarande huvudsakligen till framaxeln. Drivningen av bilar i denna konfiguration kan inte kallas permanent fyrhjulsdrift.

En växellåda är fäst på axeln med en växellåda , ansluten till bakaxeln med hjälp av en kardanaxel . Själva växellådan överför också vridmoment till framaxeln. Vridmomentet som tillfördes bakaxeln överfördes initialt till de slutliga drivhjulen genom en viskös koppling. Kopplingen bestod av friktionsskivor och olja, vars viskositet tillät, genom tryck, att kontrollera antalet anslutna och aktiva skivor (och följaktligen kontrollera mängden kraft som överfördes till bakhjulen).

Från och med Mk4-generationen av Volkswagen-koncernens A4-plattform ersattes den viskösa kopplingen av en elektrohydraulisk friktionskoppling ( LSC) Haldex Traction . Haldex Traction-enheten är inte en differential och kan följaktligen inte fullt ut utföra funktionerna för en differential . Haldex Traction kan styra upp till 100 % av vridmomentet till bakaxeln beroende på de yttre förhållandena. Fördelningen av vridmoment i system baserade på Haldex-kopplingen är inte tillräckligt tydlig för många. Under normala förhållanden överför Haldex-kopplingen 5 % av vridmomentet. Under svåra förhållanden, när hjulhastighetssensorer upptäcker förlust av dragkraft på båda framhjulen, kan Haldex-kopplingen låsa sig med 100 % kompressionskraft, vilket innebär att allt vridmoment överförs till bakaxeln. Vridmomentdelning mellan vänster och höger hjul uppnås genom en traditionell öppen differential. Om ena sidan av drivaxeln tappar greppet tar EDL-systemet, som ingår i ESP-systemet, över. EDL bromsar ett enda snurrande hjul och överför vridmoment till det motsatta axelhjulet genom en öppen differential. På alla fordon med tvärgående motorer utrustade med Haldex AWD styr EDL endast framhjulen.

Bland de främsta fördelarna med systemet baserat på Haldex Traction-friktionskopplingen jämfört med systemet baserat på Torsen-differentialen är en liten ökning av bränsleeffektiviteten (bakaxeln ansluts endast vid behov, vilket generellt minskar friktionsförlusterna i drivsystemet) och möjligheten att öka storleken på passagerarutrymmet på grund av den lilla längden på motorrummet med en tvärgående motor. En annan fördel med Haldex-kopplingen i jämförelse med de framhjulsdrivna versionerna av samma fordonsmodell är en mer fördelaktig viktfördelning (på grund av närvaron av den centrala "differentiella" Haldex i omedelbar närhet av bakaxeln).

Nackdelarna med Haldex Traction-systemet inkluderar hantering av "framhjulsdrift" (vid motorbromsning överförs belastningen endast till framhjulen; Haldex-systemets reaktiva karaktär och närvaron av en liten fördröjning i processen att fördela motorn effekt påverkar också) och ytterligare underhåll av Haldex friktionskoppling, nämligen behovet av olje- och filterbyten var 60:e tusen kilometer (medan Torsen-differentialen som regel inte kräver underhåll). En annan viktig nackdel med Haldex-systemet är att alla däck måste ha samma slitage (och rullradie) för att det ska fungera korrekt, eftersom Haldex-systemet behöver data från alla hjulhastighetssensorer. Den sista viktiga nackdelen är minskningen av mängden utrymme för bagage. För att få plats med en ganska stor Haldex-enhet måste cirka sju centimeters bagageutrymmeshöjd offras.

Viskös koppling

Viktig anmärkning: detta fyrhjulsdrivna system användes endast på Volkswagen-bilar och installerades inte på några Audi -bilar , med undantag för Audi R8- modellen .

Det tidigare nämnda viskösa kopplingsbaserade fyrhjulsdriftsystemet monterades på tvärgående motorfordon byggda på A2-plattformen av Mk2-generationen, inklusive Volkswagen Golf Mk2 och Jetta . Systemet tillämpades även på Volkswagen Type 2 (T3) (Vanagon på den amerikanska marknaden), Mk3-generationen Golf och Jetta, tredje generationens Volkswagen Passat B3 (som baserades på en kraftigt reviderad A-plattform) och Volkswagen Eurovan .

Observera att i Vanagon-drivsystemet skedde en "växling" mot bakaxeln, eftersom själva bilen ursprungligen var bakhjulsdriven . Motorn och axeln med växellåda var placerad bak, medan den viskösa kopplingen var placerad på framaxeln nära huvudväxeln. Alla fordon utrustade med detta system betecknades Syncro .

Systemtyp: automatisk fyrhjulsdrift (plug-in).

Istället för en central differential installeras en viskös koppling med frihjulsmekanism för att koppla bort insticksaxeln under bromsning.

Öppen bakre differential (mekanisk låsning som tillval för Vanagon).

Öppen främre differential (mekanisk låsning som tillval för Vanagon).

Funktioner i systemet. Under "standard"-förhållanden förblir bilen framhjulsdriven (med undantag för Vanagon, se ovan). Under standardförhållanden överförs 95 % av vridmomentet till framaxeln. Eftersom den viskösa kopplingen anses vara "långsam" (det tar en viss tid för silikonen att värmas upp och härda), överförs alltid 5% av vridmomentet till bakaxeln för att bibehålla den trögflytande kopplingen i "färdigt tillstånd". vilket minskar kopplingsaktiveringstiden. Vid slirning blockeras kopplingen och upp till 50 % av vridmomentet överförs till bakaxeln (framaxeln för Vanagon). På vägen kan bilen inte röra sig samtidigt som dragkraften försvinner på ett fram- och ett bakhjul.

Tack vare frihjulssegmentet som är placerat inuti den bakre differentialen kan bakhjulen rotera snabbare än framhjulen utan att den viskösa kopplingen låser sig och ABS :en anbringar bromskraft på varje hjul oberoende av varandra. På grund av frihjulsmekanismen kan vridmoment endast överföras till bakaxeln när fordonet rör sig framåt. För att säkerställa fyrhjulsdriftens funktion vid backning installerades ett "gasreglageelement" med vakuumdrift på differentialhuset. Denna anordning blockerar frihjulsmekanismen när backväxeln är ilagd. Mekanismen låses upp genom att föra växelspaken åt höger och passera genom det tredje växelläget. Systemet släpper inte frihjulet medvetet samtidigt som backväxeln kopplas ur. Detta är nödvändigt för att förhindra frekventa övergångar från ett låst till ett olåst tillstånd och vice versa, till exempel när man försöker "vagga" en fast bil (konstant växling från första växeln till backen och vice versa).

Nackdelarna med detta fyrhjulsdrivna system är förknippade med reaktionstiden för den viskösa kopplingen.

  1. Vid kurvtagning på hala underlag med acceleration kopplas bakaxeln in med en fördröjning, vilket resulterar i en plötslig förändring i fordonets beteende (övergång från understyrning till överstyrning).
  2. Vid start i sanden kan framhjulen ”gå” i sanden tills fyrhjulsdriften aktiveras.

Haldex-koppling

Sedan 1998 har den viskösa kopplingen ersatts av en friktionskoppling från det svenska företaget Haldex Traction . Haldex-kopplingen används av Audi i quattro-versionerna av Audi A3 , Audi S3 och Audi TT . Kopplingen används också av Volkswagen i 4motion-versioner av Volkswagen Golf , Volkswagen Jetta och Golf R32 generationerna Mk4 och Mk5, Volkswagen Tiguan , Volkswagen Sharan , 6:e generationens Volkswagen Passat (även baserad på plattform A) och Transporter T5 . För Audi-fordon förblir quattro-beteckningen oförändrad, medan för Volkswagen-fordon introduceras namnet 4motion . Drivdesignen på Skoda Octavia 4x4, SEAT Leon 4 och SEAT Alhambra 4 använder också en Haldex-koppling (dessa bilar är baserade på Volkswagen Group- modeller ). Intressant nog använder Bugatti Veyron också en Haldex-koppling, men den har en speciell växellåda, växellåda, fram- och bakaxlar.

Systemtyp: automatisk fyrhjulsdrift (plug-in).

Haldex dragkraft flerplatts friktionskoppling elektroniskt styrd av ECU:n fungerar som en central pseudo-differential.

Öppen bakre differential utan elektroniskt låssystem (EDL).

Öppen främre differential med elektroniskt låssystem (EDL).

Funktioner i systemet. I normalt läge är bilen framhjulsdriven . Haldex Traction kan rikta upp till 100 % av vridmomentet till bakaxeln beroende på de yttre förhållandena . Fördelningen av vridmoment i Haldex Traction-system är inte tillräckligt tydlig för många. Under standardförhållanden arbetar Haldex friktionskoppling med 5 % vridmoment (5 % fördelas mellan fram- och bakaxeln; alltså överförs 97,5 % av vridmomentet till framaxeln, 2,5 % till bakaxeln). Under svåra förhållanden, om båda framhjulen tappar greppet, kan Haldex-kopplingen låsas med 100 % kompressionskraft. I detta fall, eftersom det inte finns någon överföring av vridmoment till framaxeln, går allt vridmoment (minus förluster) till bakaxeln. Vridmomentdelning mellan vänster och höger hjul uppnås genom en traditionell öppen differential. Om ena sidan av drivaxeln tappar greppet tar EDL-systemet, som ingår i ESP-systemet, över. EDL bromsar ett enda snurrande hjul och överför vridmoment till det motsatta axelhjulet genom en öppen differential. På alla fordon med tvärgående motorer utrustade med Haldex Traction fyrhjulsdrift styr EDL-systemet endast framhjulen.

Fordon utrustade med ett elektroniskt låssystem (EDL) för endast den främre differentialen kommer inte att kunna köra om två framhjul och ett bakhjul tappar greppet samtidigt.

Återigen, på grund av de begränsningar som det elektroniska differentialspärren ålägger (se beskrivningen av 4:e generationens quattro-system ovan), under terrängförhållanden kan bilen inte röra sig även om ett fram- och ett bakhjul förlorar greppet samtidigt tid.

Haldex Traction-systemet är mer reaktivt än proaktivt - för att aktivera Haldex-kopplingen och överföra vridmoment till bakaxeln måste det finnas en skillnad mellan hastigheten på framaxelns hjul och hastigheten på de bakre axelhjulen. Ett sådant tillstånd är inte likvärdigt med slirning, eftersom systemet kan reagera på mindre än tiden för ett helt varv av något av fordonets hjul. Den konstanta, jämna fördelningen av vridmomentet från Torsen-differentialen i halkfria förhållanden minskar sannolikheten för glidning.

Haldex Clutch Electronic Control Unit (ECU) öppnar Haldex-kopplingen i mittkopplingen när bromsning initieras för att säkerställa korrekt ABS- drift . När du gör snäva svängar i låg hastighet (som vid parkering) öppnar ECM kopplingen för att undvika cirkulerande kraft i transmissionen. När det elektroniska stabilitetsprogrammet (ESP) aktiveras frigörs Haldex-kopplingen för att ESP-systemet effektivt ska kunna styra fordonet. Detta händer både vid acceleration och vid inbromsning.

Eftermarknadsinstallation av en Haldex-koppling

Den centrala friktionskopplingen Haldex Traction används ofta för att självständigt konvertera gamla Volkswagen framhjulsdrivna modeller till fyrhjulsdrift . Man tror att en sådan koppling är kapabel att motstå högre effekt än det viskösa kopplingssystemet som används i synkrobilar.

Transformationen görs genom att bakaxeln och motsvarande fjädring från synkrobilen installeras till en lämplig mottagarbil (dvs Volkswagen Corrado eller Volkswagen Golf ), följt av tillverkning av ett specialfäste för montering av Haldex bakkoppling.

Anhängare av denna modifiering använder ofta den ursprungliga elektroniska styrenheten och motorstyrningsprogrammet från en modernare Volkswagen Group -bil för att styra Haldex centralkoppling med hjälp av standard ABS-hjulhastighetssensorer, eller köpa tredjepartskontroller som ger lämplig pulsbreddsmodulering , på grund av vilken aktiveringskoppling och kraft till bakhjulen kan styras med en enkel vridknapp eller med hjälp av data från gasspjällssensorn (TPS).

Marknadsföring

Som en del av en reklamkampanj för Audis quattro fyrhjulsdrivna teknologi, filmades en tv-reklam som heter "Ahab", baserad på Herman Melvilles klassiska roman Moby Dick. Den nationella premiären av videon ägde rum 2012 under spelen i US National Football League [8] .

Se även

Anteckningar

  1. ↑ 1 2 3 4 Audi.com webbplats, ordlista. Artikel quattro Arkiverad 22 juni 2008.
  2. ↑ Audi of America mediawebbplats: 25 år av Audi quattro Arkiverad 19 juni 2008. 22 februari 2005
  3. ↑ Audi.com webbplats, ordlista. Artikel Central differential Arkiverad 15 maj 2008.
  4. ↑ Audi A Drive ("utan något märkbart meddelande till fordonspassagerarna"  ) . CarDekho. Hämtad 8 september 2017. Arkiverad från originalet 8 september 2017.
  5. ↑ 1 2 3 4 5 6 Audi.com webbplats, ordlista. Artikel Elektroniskt differentialspärr Arkiverad 22 juni 2008.
  6. ↑ Ny Audi quattro ultra-växellåda - med två kopplingar istället för Torsen självblockering - Autoreview . Hämtad 26 januari 2018. Arkiverad från originalet 27 januari 2018.
  7. ↑ Audi Q5 2017 - provkörning - magasin Bakom ratten . Hämtad 26 januari 2018. Arkiverad från originalet 2 april 2018.
  8. ↑ Audi vädjar till Herman Melville för att lyfta fram fördelarna med quattro . Hämtad 23 augusti 2012. Arkiverad från originalet 22 april 2012.

Utomstående källor