Arbetsprincip och arbetsprincip för Audi Quattro

Den berömda 4X4 Quattro -maskinen ... Vem känner inte detta namn, så känt bland älskare av vackra bilar? Men om detta namn nästan har blivit en legend måste du titta närmare på vad det innehåller, eftersom det ibland är en bra skillnad mellan Quattro och Quattro!

Så vi kommer att se de olika Quattro -systemen som finns på Volkswagen Group -fordon, för ja, vissa Volkswagen har också nytta av dem. Det finns således tre huvudsystem: ett för den främre längsgående motorn, ett för de bakre längsgående motorerna (sällan R8, Gallardo, Huracan ...) och det sista för de vanligaste bilarna (tvärgående motor).

Hur de olika typerna av Quattro fungerar

Låt oss nu titta närmare på arkitekturen och driften av de olika typerna av Quattro.

Quattro TORSEN för längsgående motor (1987-2010)

A6 med längsgående motor

Torsen begränsar symmetriskt hastighetsskillnaden mellan de två axlarna (om den är begränsad till 70% kan vi ha en vridmomentsfördelning på 30% / 70% eller 70% / 30%).

handel: passiv / permanent

spridning ett par före / bak- : 50% - 50%

(med lika dragkraft mellan fram- och bakaxeln)

Modulation : från 33% / 67% (eller därmed 67% / 33%) till 20% / 80% (eller 80% / 20%) beroende på Torsen -versionen (beroende på formen på tänderna och kugghjulen Torsen studerade)

Utmaning: Begränsa glidningen mellan fram och bak så att du kan komma ur de hala områdena.

Här är lite av Torsens interiör, dess mekanism hindrar en av de två sidorna från att vända utan att flytta den andra, till skillnad från en konventionell differential. Här roterar motorn hela differentialhuset (markerat med grått), som har två axlar (fram- och bakhjul) anslutna till varandra med växlar för att begränsa hastighetsskillnaden mellan dem (den berömda begränsade sliran).

Detta är en överföring konstant som därför överför vridmomentet på axlarna

fram och tillbaka stabilt

.

Vridmomentet startar från motorn, överförs till lådan, och sedan går allt till den första Torsen-differentialen med begränsad slirning (Torsen för Toratt Sensjunga). Från denna differential går vi fram och tillbaka i en 50/50 delning. Det är omöjligt att helt koppla bort bak- eller framaxeln här, fyra hjul får alltid vridmoment, även ett litet. Torsen -differensen kommer att vara (jag kan inte bekräfta för tillfället) något annorlunda än linjen med lyxiga SUV: er (något mer lämplig för korsning): Touareg, Q7, Cayenne.

Både fram- och bakaxlarna har en standarddifferential (ingen halkgräns) som fördelar vridmomentet mellan vänster och höger hjul. Men det finns lite mer avancerade versioner av Quattro som är utformade för sportigare versioner.

Slutligen kan vridmomentvektoring endast tillämpas här genom att ESP spelar på bromsarna, så den är mycket mindre utvecklad än vridmomentvektorn för Quattro Sport bakre differential.

Quattro CROWN GEAR (pinion / flat gear) för längsgående motor (2010 -...)

Q7 med längsgående motor

Denna version (sedan 2010) använder en annan typ av överföringsfodral. Detta gör att motoriken kan moduleras. asymmetrisk mellan olika axlar på grund av den mer eller mindre viktiga blockeringen av den viskösa kopplingen.

I vilket fall som helst är detta en permanent växellåda som ständigt kommer att överföra vridmoment fram och bak (även om vridmomentmoduleringen naturligtvis kan ändras mellan axlarna beroende på kopplingen, men det kommer alltid att finnas ett par som kommer att uppstå på var och en av dem) ...

handel: passiv / permanent

spridning ett par före / bak- : 60% - 40%

(med lika dragkraft mellan fram- och bakaxeln)

Modulation : från 15 % / 85 % till 70 % / 30 % beroende på skillnaden i grepp mellan fram- och bakaxeln. Detta är asymmetriskt, som du kan se från nivån på möjliga fördelningar mellan fram och bak.

Utmaning: flörta med BMW -köpare genom att förklara att de kan

в

85% kraft bak (i ​​BMW var vi alltid 100%)

Differentialens klocka (huset) (den svarta rektangeln som omger allt) är kopplad till en mittaxel utrustad med planetväxlar ("små gråa kedjehjul" som förbinder de främre och bakre axlarna och leder därmed till fram- och bakaxeln).

Den gröna axeln som leder till bakaxeln kan kopplas till klockan genom flerplåtskopplingarna som syns i det orange området. Detta är en viskosimeter (det tillåter dig att ha begränsad slip, annars en grundläggande diff som inte förhindrar slirning): kopplingen mellan den gröna och den gråa kopplingen uppstår om det finns en skillnad i hastighet (detta är principen för en trögflytande koppling, oljan i kabinen expanderar vid uppvärmning, vilket gör att kopplingar att gå ihop eftersom silikonet expanderar när det är varmt, och hastighetsskillnaden mellan kopplingarna orsakar omrörning som värmer upp silikonoljan). Detta gör att differentialklockan kopplas till bakaxelns axel om det finns en skillnad i hastighet mellan de två.

Den initiala fördelningen är 60 (bak) / 40 (fram) eftersom mittaxelväxlarna (lila) inte vidrör fälgarna (blå och grön) på samma ställe (mer inåt för blått = 40). % eller mer utåt för grönt = 60%). Vridmomentet skiljer sig från basen eftersom det finns en annan hävstångseffekt.

All kraft går genom en svart axel som korsar den blå axeln (som leder till framaxeln). Detta roterar axeln som är ansluten till differentialhuset, och därför växlar solen. Dessa solhjul är anslutna till platta växlar (blå och gröna "svänghjul").

Om hastigheten mellan den bakre axeln och differentialhuset tjocknar, silikon: kopplingarna limmas på varandra, och som ett resultat kommer motoraxeln att vara direkt ansluten till bakaxeln (genom en klocka som är ansluten till motorn, men det kommer också att referera till bakaxeln om den viskösa kopplingen går i ingrepp I detta fall har vi 85% för bakaxeln och 15% för framaxeln (situation = förlust av dragkraft på framaxeln).

Teori ovan och övning nedan.

Differential Crown Gear - Audi Emotion Club AUDIclopedia

Quattro Ultra (2016 -...)

handel: aktiv / inte permanent

spridning ett par före / bak- : 100% - 0%

(med lika dragkraft mellan fram- och bakaxeln)

Modulation : från 100% / 0% till 50% / 50%

Mål; Erbjuda fyrhjulsdrift som begränsar förbrukningen till det maximala, även om det innebär att offra ädlan av tidigare enheter.

Traction-läge, för det mesta (precis som Haldex), är huvudmålet att minska förbrukningen och, ännu viktigare, vara felfri i vilken terräng som helst.

Denna version är den senaste vid tidpunkten för detta skrivande, vi pratar om att byta ut Crow -hjulet mot en frånkopplingsbar enhet. Den senare kan verkligen koppla bort bakaxeln för att kunna byta till dragkraft, och därför är det inte längre en permanent växellåda ... Så systemet liknar Haldex mycket, men Audi gör allt för att få oss att tänka på det som lite som möjligt. så mycket som möjligt (ett varumärke som är väl medvetet om Haldex mycket lägre rykte jämfört med Torsen och Crown Gear). Det finns också två kopplingar på vardera sidan av bakaxeln för att koppla ur mittaxeln, eftersom rotering (även i vakuum) kräver energi. Den stora skillnaden är att Torsen / Crown Gear är självbärande och mycket hållbara, medan detta system måste styras av en dator ansluten till en mängd olika sensorer. Därför är den potentiellt mindre pålitlig, men också mindre hållbar eftersom skivorna kan bli heta (den är också begränsad till 500 Nm vridmoment, till skillnad från den klassiska Quattro med Torsen).

Denna enhet är förvånansvärt nära det Porsche -system som finns på Macan, även om märkena gör allt för att lera vattnet och låtsas att de inte har något gemensamt (i själva verket är detta inte sant, materialet för många element är detsamma, och ofta till och med ZF. som designar allt) ... Dessutom är det nästan samma princip, förutom att Porsche-differentialen tillåter användning av drag eller dragkraft (endast drag eller 4X4 på en Quattro Ultra med en växlingsbar differentialskiva) .

I sitt arbetssätt kan vi säga att detta är den fullständiga motsatsen till XDrive, eftersom BMW -enheten kontinuerligt kopplar motorn bak och vid behov fäster framaxeln på växellådan. Här är alltid framaxeln kopplad och vid behov är bakaxeln kopplad till transmissionskedjan och absorberar 50 % av vridmomentet.

När en förlust av dragkraft detekteras på bakaxeln, är bakaxelaxeln ansluten till transmissionskedjan.

Här är den berömda omkopplingsbara "differentialen" (röd - koppling)? Tyvärr är den begränsad till 500 Nm i vridmoment, vilket bevisar sitt mindre motstånd jämfört med den gamla goda Quattro med Torsen.

2018 Audi Q5 quattro Ultra HUR DET NYA CENTRALLÅSET FUNGERAR - Audi [Old Torsen] DIFFERENTIAL AWD

Quattro för tvärgående motor

Q3 tvärgående motor

handel: aktiv / inte permanent

spridning ett par före / bak- : 100% - 0%(med lika dragkraft mellan fram- och bakaxeln)

Modulation : från 100% / 0% till 50% / 50%

Syfte: Att kunna erbjuda fyrhjulsdrift på gruppens små fordon tack vare utrustningstillverkaren Haldex / Borgwarner.

Här är en Audi TT, men den är densamma för alla.

Haldex 5. Generation - Hur det fungerar

Allt är helt annorlunda här, eftersom vi har att göra med en helt annan arkitektur. Det tvärgående arrangemanget optimerar det tillgängliga utrymmet i fordonet på bekostnad av fordonets balans (kom ihåg att här glömmer vi bort stora block och stora, mycket robusta växellådor!).

Kort sagt, allt börjar som alltid med förbränningsmotorn / växellådan. Vid utgången har vi en differential som helt roterar och driver växelns centrala axel genom växeln som anges i diagrammet i lila. Således är insidan av den främre differentialen uppdelad i två delar för vänster och höger hjul.

I slutet av transmissionsaxeln som förbinder fram och bak är den berömda Haldex, så kontroversiell för finsmakare. Alla (eller snarare människor som är sugna på bilar) känner verkligen till Haldex / Torsen -krigare ...

Torsen och Haldex bryr sig faktiskt inte om att den ena är en differential med begränsad slirning och den andra är ett elektroniskt manövrerat flerplattskopplingssystem (vattenkraft), som därför försöker spela rollen som en differential.

I denna konfiguration kan bilen inte få mer än 50% av vridmomentet på bakaxeln, och det är lätt att förstå genom att titta på bilden ovan.

Dessutom utförs arbetet huvudsakligen i dragläge, och bakdelen kan stängas av helt utan att få mer vridmoment: Haldex är urkopplad och det finns ingen kommunikation mellan mittaxeln och den bakre differentialen.

Haldex / Torsen skillnad?

Skillnaderna mellan dem är betydande. Torsen är en passiv differential som arbetar mekaniskt och autonomt. Den ger konstant vridmoment på båda axlarna (vridmomentet varierar men kraften överförs alltid till alla hjul). Haldex behöver en dator och ställdon för att fungera, och dess huvudsakliga uppgift är att agera som svar.

Medan Torsen körs hela tiden väntar Haldex på förlust av dragkraft innan den aktiveras, vilket orsakar en liten mängd driftstopp som minskar dess effektivitet.

Dessutom, till skillnad från Torsen, värms detta system mycket snabbare på grund av skivornas friktion: därför är det i teorin mindre hållbart.

Quattro Sport / Vektorgrafik / Vridmomentvektor

Utmaning: Att förbättra bilens kurvprestanda och begränsa den naturliga understyrningen som orsakas av Audi (vars motor är för långt fram).

Det finns antingen en Torsen- eller Crown Gear -differential här.

Quattro Sport består av en mycket mer raffinerad sportdifferential bak. Det sistnämnda låter oss faktiskt föreslå det berömda vektorparet (som vi vanligtvis kan på engelska: Torque Vectoring. Klicka här för att lära dig mer om operationen).

Den senare består av flerplåtskopplingar och planetväxlar arrangerade i en spiral.

Klicka här för att ta reda på mer

Quattro evolution: syntes

Longitudinal Quattro evolution: en bref

Med undantag för tvärgående eller bakmotorer finns Quattro-systemet nu i sin sjätte generation. Därför består den i att vitalisera alla bilens hjul med hjälp av växellådor och många differentialer.

Den första generationen dök upp i början av 80 -talet (exakt 81), hade 3 differentialer: en i den klassiska fronten, två i mitten och bak, som kunde låsas (utan glidning eller modulering, den är låst).

Detta var i andra generationen, när mittdifferentialen förkroppsligades av Torsen, en differential med begränsad glidning och inte längre det enda differentialspärren. Detta gör att den främre / bakre effekten kan moduleras mellan 25% / 75% eller vice versa (75% / 25%) istället för att blockera 50/50 som i den första generationen.

Sedan blev Torsen också inbjuden till bakaxeln från den tredje generationen, med vetskap om att den sistnämnda endast användes på Audi V8 1988 (detta är framtida A8, men den har inte fått något namn än).

Den fjärde generationen är något mer ekonomisk (levererar inte bara lyxiga limousiner som Audi V8) med en klassisk bakre differential (som kan låsas elektroniskt, därav bromsar via ESP).

Systemet har således utvecklats och har kvar samma filosofi än idag genom att förbättra den centrala Torsens förmåga att ständigt variera det överförda vridmomentet mellan fram- och bakaxlarna (nu upp till 85% mekaniskt på axeln och till och med 100% tack vare ESP -verkan på bromsarna. vilket gör det nästan lika roligt att använda systemet som om det vore med ett rent kraftverk).

Sedan kom en sportdifferential (monterad på axeln, det är inte en främre / bakre differential, utan en vänster / höger) på bakaxeln som tillval eller på vissa sportbilar (S5, etc.). Detta är en berömd vridmomentvektorteknik som är ganska populär bland alla premiumtillverkare, den är inte bara relaterad till Quattro.

Sedan kom Quattro Ultra (vi pratar alltid om längsgående bilar), utformade för att minska bränsleförbrukningen. Ingen mer permanent överföring, den kan separeras helt (bakaxeln uppenbarligen) för att spara energi.

Så, om vi sammanfattar (med vetskap om att avgränsningen av datum inte alltid är uppenbar, eftersom perioden kan innehålla bilar med flera generationer Quattro. Exempel: 1995 såldes Audi med Quattro 2, 3 eller 4 ...):

• Generation 1 Quattro: 1981 - 1987
• Quattro 2:a generationen Torsen: 1987 - 1997
• Generation 3 Torsen Quattro: 1988 - 1994 (endast på A8 förfader: Audi V8)
• Quattro 4:a generationen Torsen: 1994 - 2005
• Quattro 5:a generationen Torsen: 2005 - 2010
• Quattro 6:e generationens Crown Gear: sedan 2011
• Quattro generation 7 Ultra (parallell med generation 6): från 2016

Evolution av Quattro Transversal: i korthet

Audi / Volkswagen-gruppen säljer också många populära tvärmotordrivna fordon (A3, TT, Golf, Tiguan, Touran, etc.), för dessa modeller var det nödvändigt att erbjuda fyrhjulsdrift.

Och det är här Quattro erbjuds för Volkswagen, Seat och Skoda, eftersom det inte längre är den riktiga Quattro som purister avgudar.

Om enheten reagerade ganska långsamt på starten (aktivering av bakaxeln), har den sedan dess gått avsevärt med dagens femte generation. Den är dock logiskt sett mindre komplex och kalibrerad än Quattro för en längsgående motor konstruerad för de mest lyxiga bilarna. Denna enhet uppfanns av svenskarna, inte av Audi.

Porsche -anslutningen?

Även om Porsche gör sitt bästa för att undertrycka det, är Quattro-drivlinor i hög grad en eftergift, om inte en identitet. På tal om Cayenne, vi kan definitivt prata om Quattro. Macan ersatte helt enkelt mitten Haldex med ett system nästan identiskt med Quattro Ultra (avtagbar Torsen). Skillnaden här är att vi kan skicka 100% framåt eller bakåt, med Quattro ultra begränsad till att omvandla bilen till dragkraft. Den är i övrigt identisk med den valfria Vectoring bakdifferentialen och PDK-växellådan, som egentligen är en S-Tronic (pluss från ZF). Men shhh, jag blir utskälld om det här kommer ut...