Введение
Quattro — подбренд Audi, разработанный для автомобилей с полным приводом, и система полного привода (AWD) Audi. "Quattro" (что означает "четыре" на итальянском языке и стилизовано строчными буквами) является товарным знаком, используемым автомобильным брендом Audi для обозначения моделей, оснащенных технологиями или системами полного привода (AWD). Слово "quattro" является зарегистрированным товарным знаком Audi AG, дочерней компании немецкого автомобильного концерна Volkswagen Group.
Audi's AWD system
Quattro (meaning four in Italian and stylized in lower case) is the trademark used by the automotive brand Audi to indicate that all wheel drive (AWD) technologies or systems are used on specific models of its automobiles. The word "quattro" is a registered trademark of Audi AG, a subsidiary of the German automotive enterprise, Volkswagen Group.
Дифференциал центра блокировки
В этой оригинальной системе quattro, впоследствии применённой в дорожных легковых автомобилях, двигатель и трансмиссия расположены продольно. Крутящий момент передаётся через трансмиссию к механическому центральному дифференциалу (обычно обозначаемому как "дифференциал"), который распределяет его между передней и задней ведущими осями. Постоянный полный привод был всегда активен.
Торсен типа "С" (T3)
Центральный дифференциал Torsen T3 сочетает в себе планетарный редуктор и дифференциал Torsen в компактном исполнении, разработанном для установки в качестве центрального дифференциала. В отличие от Torsen T1, где распределение крутящего момента номинально составляет 50:50, в Torsen T3, благодаря использованию планетарного редуктора, распределение крутящего момента является асимметричным – 40:60 между передней и задней осями (то есть, при одинаковом сцеплении передней и задней осей, 40% крутящего момента передается на переднюю ось, а 60% – на заднюю). Как и в случае с Torsen T1, крутящий момент распределяется динамически в зависимости от условий сцепления, но с фактическим (а не номинальным) статическим смещением. T3 обеспечивает управляемость и динамику автомобиля, более схожие с автомобилями с задним приводом. Этот асимметричный Torsen впервые был представлен в высоко оцененной модели Audi RS4 (B7) 2006 года выпуска. Torsen типа 3 использовался в Audi S4 и RS4 B7 с механической коробкой передач с 2006 по 2008 год, а также в моделях S6, S8 и Q7 с 2007 года. Распределение крутящего момента между осями и между левым и правым колесами достигалось благодаря различным модификациям системы quattro, механически блокируемому дифференциалу (только на задней оси) и, в конечном итоге, открытым дифференциалам с системой электронной блокировки дифференциала (EDL). EDL – это электронная система, использующая существующую антиблокировочную систему тормозов (ABS), являющуюся частью Программы электронной стабилизации (ESP), которая тормозит только вращающееся колесо на оси, обеспечивая тем самым передачу крутящего момента на колесо, имеющее сцепление с дорогой.
Эволюция
Audi никогда официально не представляла quattro в виде отдельных поколений. Усовершенствования технологии quattro обычно впервые демонстрировались на конкретной модельной линейке или модели, а затем внедрялись в другие модели в ходе обновления модельного ряда. Исключением из этого правила стал дебют RS5 в 2010 году, который Audi представила, в частности, как дебют "нового поколения quattro".
quattro поколение I
Использовался с 1981 по 1987 год в Audi Quattro turbo coupé, Audi 80 B2 платформе (1978–1987, Audi 4000 на североамериканском рынке), Audi Coupé quattro B2 платформе (1984–1988), Audi 100 C3 платформе (1983–1987, Audi 5000 на североамериканском рынке). Также, начиная с 1984 года, использовался на платформе Volkswagen VW Passat B2 (VW Quantum на рынке США), где он был известен как Syncro. Тип системы: постоянный полный привод. Открытый центральный дифференциал, блокируемый вручную с помощью переключателя на центральной консоли.¹ Открытый задний дифференциал, блокируемый вручную с помощью переключателя на центральной консоли.¹ Открытый передний дифференциал, без блокировки. ¹ABS отключается при блокировке. Принцип работы системы: когда все дифференциалы разблокированы, автомобиль не сможет двигаться, если одно колесо (переднее или заднее) потеряет сцепление с дорогой (например, на льду или если оно поднято в воздух). Когда центральный дифференциал заблокирован, а задний – разблокирован, автомобиль не сможет двигаться, если одно переднее и одно заднее колесо потеряют сцепление с дорогой. Когда задний дифференциал заблокирован, а центральный – разблокирован, автомобиль не сможет двигаться, если оба задних или одно переднее колесо потеряют сцепление с дорогой. Когда центральный и задний дифференциалы заблокированы, автомобиль не сможет двигаться, если оба задних и одно переднее колесо потеряют сцепление с дорогой.
Open rear differential, manually lockable via switch on centre console.¹
Open front differential, no lock. ¹ABS disabled when locked. How the system performs: When all differentials are unlocked, the car will not be able to move if one wheel (front or rear) loses traction (is on ice or raised in the air). When the center differential is locked with the rear differential unlocked, the car will not be able to move if one front wheel and one rear wheel lose traction. When the rear differential is locked with the center unlocked, the car will not be able to move if both rears or one front loses traction. When both center and rear differentials are locked, the car will not be able to move if both rears and one front lose traction.
quattro поколение II
Начиная с 1988 года на платформе Audi 100 C3 и Audi Quattro старого поколения до конца их производства, а также на платформе B3 нового поколения (1989–1992) Audi 80/90 quattro, платформе B4 (1992–1995) Audi 80, Audi S2, Audi RS2 Avant, платформе C4 (1991–1994) Audi 100 quattro, Audi S4, а затем на платформе C4 (1994–1997) Audi A6/S6. Тип системы: постоянный полный привод. Центральный дифференциал Torsen, с базовым распределением 50:50, автоматически перераспределяющий до 75% крутящего момента на любую из осей. Открытый задний дифференциал, с ручной блокировкой посредством переключателя на центральной консоли рядом с ручным тормозом. ¹ABS отключается при блокировке и автоматически разблокируется при превышении скорости.
Open front differential, no lock. ¹ABS disabled when locked, automatically unlocks if speed exceeds .
quattro поколение IV
Начиная с 1995 года на Audi A4/S4/RS4 (платформа B5), Audi A6/S6/allroad/RS6, Audi A8/S8 с механической и автоматической коробками передач. Также на VW Passat B5, где система первоначально называлась Syncro, но к моменту выхода на рынок США была переименована в 4motion. Также используется на Volkswagen Phaeton и автомобилях, построенных на платформе Volkswagen Group D. Volkswagen Touareg использовал систему 4Xmotion с отдельной трансмиссией, блоками управления передачами (PTU) и передними осями. Задний дифференциал с ручной блокировкой, использовавшийся в предыдущих поколениях, был заменен на обычный открытый дифференциал с системой электронной блокировки дифференциала (EDL), которая определяет пробуксовку колес по данным датчиков скорости вращения колес ABS и подтормаживает буксующее колесо, тем самым передавая крутящий момент через открытый дифференциал на колесо с лучшим сцеплением. EDL работает на скоростях до , на всех моделях quattro (на моделях, не оснащенных quattro: до ). Тип системы: постоянный полный привод. Центральный дифференциал типа Torsen 1, с базовым распределением крутящего момента 50:50, автоматически перераспределяющий до 75% передаваемого крутящего момента между передней и задней осями. Открытый задний дифференциал, электронная блокировка дифференциала (EDL). Система устанавливается на Audi A4, A5, A6 и их модификации (включая модели RS). Спортивный дифференциал избирательно распределяет крутящий момент между задними колесами, создавая рыскающий момент, который улучшает управляемость и стабилизирует автомобиль при заносе или недостаточной поворачиваемости, повышая безопасность. Спортивный дифференциал работает за счет двух повышающих передач на дифференциале, управляемых многодисковыми муфтами с каждой стороны дифференциального коронного колеса. При необходимости, определяемой программным обеспечением (на основе данных от датчиков бокового и продольного ускорения, датчиков скорости вращения колес ABS и датчика угла поворота рулевого колеса), управляющее программное обеспечение (расположенное в блоке управления рядом с задним дифференциалом) активирует соответствующий пакет муфт. Это приводит к передаче крутящего момента на колесо через повышающую передачу, в то время как другое колесо продолжает вращаться напрямую (т.е. муфта не активирована). Повышенная скорость выходного вала создает больший крутящий момент на колесе, генерируя рыскающий (поворотный) момент. В нормальном режиме работы увеличенный крутящий момент передается на внешнее колесо в повороте, увеличивая поворотный момент автомобиля, то есть его стремление поворачивать в направлении, заданном рулевым колесом.
quattro поколение VI
Audi представила шестое поколение quattro в 2010 году на RS5. Ключевым изменением в поколении VI стала замена центрального дифференциала Torsen типа "C" на разработанный Audi дифференциал "Crown Gear" (коронной шестерни). Новый центральный дифференциал "Crown Gear" позволяет передавать до 70% крутящего момента на передние колеса и до 85% на задние, при необходимости. Итоговым результатом этого усовершенствования quattro стала возможность для бортовой электроники полностью управлять динамикой автомобиля во всех условиях сцепления с дорогой – будь то в поворотах, при ускорении, торможении, на снегу или в любой их комбинации. Позже эта система была внедрена на A7, а также в последнее поколение A6 и A8.
БоргУорнер
Audi Q7 (первое поколение), построенный на той же платформе, что и Volkswagen Touareg и Porsche Cayenne, не использует шасси предыдущих моделей. Вместо этого систему полного привода (4WD) для этого более подготовленного к бездорожью SUV поставляет компания BorgWarner. В ней применяется дифференциал Torsen типа 3 (T3).
Ультра
В феврале 2016 года компания Audi представила систему "Audi Quattro с технологией Ultra" – систему с преобладанием привода на передние колеса, предназначенную для использования на платформах с продольным расположением двигателей.
Поперечные системы
С момента появления первого серийного автомобиля Volkswagen Group с поперечным расположением двигателя в 1974 году, полный привод (4WD) также рассматривался для семейства автомобилей платформы A. Однако, только со вторым поколением этой платформы 4WD наконец-то вышел на рынок. Golf Mk2 Syncro середины 1980-х годов, с поперечным расположением двигателя и трансмиссии, передавал большую часть крутящего момента преимущественно на переднюю ось. К трансмиссии присоединен блок передачи мощности (PTU), который соединен с задней осью через карданный вал. PTU также передает крутящий момент на переднюю ось. На задней оси крутящий момент сначала проходил через вязкостную муфту, прежде чем достигать главной передачи. Эта муфта содержала фрикционные диски и масло, достаточно вязкое, чтобы давление влияло на количество соединенных и активных дисков (и, следовательно, на количество мощности, передаваемой на задние колеса). Начиная с платформы A4 поколения Mk4, вязкостная муфта была заменена на электрогидравлическую муфту с ограниченным проскальзыванием Haldex Traction (LSC). Haldex Traction LSC не является дифференциалом и, следовательно, не может функционировать в полном смысле этого слова, как дифференциал. Привод Haldex Traction может перенаправлять до 100% крутящего момента на заднюю ось, в зависимости от условий. Многие люди путаются в распределении крутящего момента в системах на основе Haldex. В нормальных условиях работы муфта Haldex работает с передачей 5% крутящего момента. В неблагоприятных условиях, когда датчики скорости вращения колес автомобиля определили, что оба передних колеса потеряли сцепление, муфта Haldex может заблокироваться с усилием 100%, что означает, что весь крутящий момент передается на заднюю ось. Распределение крутящего момента между левым и правым колесами осуществляется с помощью обычного открытого дифференциала. Если одно из колес приводной оси теряет сцепление, то компонент электронной блокировки дифференциала (EDL) системы ESP контролирует это. EDL тормозит вращающееся колесо, таким образом, крутящий момент передается через ось на противоположное колесо через открытый дифференциал. На всех автомобилях с поперечным расположением двигателя и системой полного привода на основе Haldex, EDL управляет только передними колесами, а не задними. Основные преимущества системы Haldex Traction LSC по сравнению с системой на основе Torsen включают: небольшую экономию топлива (за счет отсоединения задней оси, когда это не требуется, тем самым снижая потери в трансмиссии из-за трения) и возможность сохранить короткий моторный отсек и более просторный салон благодаря поперечной компоновке двигателя. Еще одним преимуществом Haldex, по сравнению с вариантами с передним приводом той же модели, является более сбалансированное распределение веса между передней и задней осями (за счет расположения центрального "дифференциала" Haldex рядом с задней осью). Недостатки системы Haldex Traction включают: автомобиль сохраняет характеристики управляемости, присущие переднеприводным автомобилям (например, при торможении двигателем нагрузка прикладывается только к передним колесам, а из-за реактивной природы системы Haldex и небольшой задержки в перераспределении мощности двигателя), а также необходимость дополнительного обслуживания блока Haldex LSC в виде замены масла и фильтра (в то время как Torsen обычно считается не требующим обслуживания). Еще одним важным недостатком системы Haldex является требование, чтобы все четыре шины имели одинаковый уровень износа (и окружность качения), поскольку Haldex требует данные от всех четырех датчиков скорости вращения колес. Наконец, существенным недостатком является уменьшение объема багажника из-за громоздкого блока Haldex LSC, который требует поднятия пола багажника примерно на три дюйма.
Вязкая сцепка
Эта система 4WD использовалась только на автомобилях марки Volkswagen и никогда не применялась на автомобилях Audi, за исключением модели Audi R8. Вышеупомянутая система 4WD с вязкостной муфтой была установлена на автомобилях платформы A2 с поперечным расположением двигателя поколения Mk2, включая Volkswagen Golf Mk2 и Jetta. Она также применялась на Volkswagen Type 2 (T3) (Vanagon в США), Golf и Jetta Mk3, Volkswagen Passat B3 третьего поколения (который базировался на значительно переработанной платформе A) и Volkswagen Eurovan. Система Vanagon была с задним приводом, двигатель и трансмиссия располагались сзади, в то время как вязкостная муфта находилась на передней оси вблизи главной передачи. Эта система 4WD была известна как Syncro на всех автомобилях. Что это: автоматический полный привод (по требованию). Вязкостная муфта, установленная вместо центрального дифференциала, с механизмом свободного хода для отключения ведущей оси при торможении. Открытый задний дифференциал (механическая блокировка дифференциала опциональна на Vanagon). Открытый передний дифференциал (механическая блокировка дифференциала опциональна на Vanagon). Обычно переднеприводный автомобиль (кроме Vanagon, см. выше). В нормальных условиях движения 95% крутящего момента передается на переднюю ось. Поскольку вязкостная муфта считается "медленной" (требуется время для прогрева и загустения силиконовой жидкости), 5% крутящего момента постоянно передается на заднюю ось для "предварительного натяжения" вязкостной муфты и сокращения времени активации. Муфта блокируется при пробуксовке, и до 50% крутящего момента автоматически передается на заднюю ось (на переднюю в Vanagon). В дорожных условиях автомобиль не поедет, если одно переднее и одно заднее колесо потеряют сцепление с дорогой. Сегмент свободного хода, установленный внутри заднего дифференциала, позволяет задним колесам вращаться быстрее, чем передним, не блокируя вязкостную муфту и не препятствуя работе ABS, позволяя тормозить каждое колесо независимо. Благодаря свободному ходу, крутящий момент может передаваться на заднюю ось только при движении автомобиля вперед. Для работы полного привода при движении задним ходом на корпусе дифференциала установлен вакуумный "элемент управления дроссельной заслонкой". Это устройство блокирует механизм свободного хода при включенной задней передаче. Механизм свободного хода разблокируется, когда рычаг переключения передач перемещается вправо, после третьей передачи. Разблокировка свободного хода не происходит сразу после выхода из задней передачи намеренно – это сделано для предотвращения циклического переключения свободного хода из заблокированного состояния в разблокированное, если автомобиль застрял и водитель пытается "раскачать" его, переключаясь с первой передачи на заднюю и обратно. Недостатки этой системы полного привода связаны со временем срабатывания вязкостной муфты. При повороте с ускорением на скользкой поверхности задняя ось подключается с задержкой, вызывая резкое изменение поведения автомобиля (от недостаточной поворачиваемости к избыточной). При старте на песчаной поверхности передние колеса могут зарыться в песок до того, как подключится полный привод.
Халдекс
Начиная с 1998 года, шведский блок Haldex Traction LSC заменил вискомуфту. Haldex используется Audi в версиях quattro моделей Audi S1, Audi A3, Audi S3 и Audi TT. Он также применяется Volkswagen в полноприводных версиях 4motion моделей Volkswagen Golf Mk4 и Mk5, Volkswagen Jetta, Golf R32, Volkswagen Sharan, VW Passat 6-го поколения (также основанный на платформе A) и Transporter T5. На автомобилях Audi сохраняется товарный знак quattro, в то время как Volkswagen использует обозначение 4motion. Škoda Octavia 4x4 и SEAT León 4 и SEAT Alhambra 4 также использовали Haldex LSC, поскольку они основаны на моделях Volkswagen Group. Интересно, что Bugatti Veyron также использует Haldex, хотя и с отдельной трансмиссией, PTU и передней и задней осями. Что это: автоматический полный привод (по требованию). Многодисковое сцепление Haldex Traction LSC с электронным управлением от ECU, функционирующее как псевдоцентральный дифференциал. Открытый задний дифференциал, без EDL. Открытый передний дифференциал, с EDL. Как это работает: обычно переднеприводный автомобиль. Блок Haldex Traction LSC может перенаправлять до 100% крутящего момента на заднюю ось в зависимости от дорожных условий. Многие считают распределение крутящего момента в системах Haldex Traction сложным для понимания. В нормальных условиях работы сцепление Haldex LSC функционирует на уровне 5% (распределяя 5% между передней и задней осями, при этом 97,5% крутящего момента передается на переднюю ось и 2,5% – на заднюю). В неблагоприятных условиях, когда оба передних колеса теряют сцепление с дорогой, сцепление Haldex может заблокироваться с усилием 100%. Это означает, что поскольку крутящий момент не передается на переднюю ось, весь крутящий момент (за вычетом потерь) должен передаваться на заднюю ось. Распределение крутящего момента между левым и правым колесами осуществляется с помощью обычного открытого дифференциала. Если одно из колес приводной оси теряет сцепление, управление осуществляется электронной блокировкой дифференциала (EDL). EDL тормозит буксующее колесо, тем самым передавая крутящий момент на противоположное колесо через открытый дифференциал. На всех автомобилях с поперечным расположением двигателя и системой полного привода Haldex Traction LSC EDL контролирует только передние колеса, но не задние. В транспортных средствах, оснащенных EDL только на передних колесах, автомобиль не сможет двигаться, если потеряют сцепление как передние, так и одно из задних колес. Кроме того, из-за ограничений электронной блокировки дифференциала (см. описание quattro IV выше), в условиях бездорожья достаточно, чтобы одно переднее и одно заднее колесо потеряли сцепление, и автомобиль остановится. Система Haldex Traction более реактивна, чем превентивна, то есть для активации Haldex и передачи крутящего момента на заднюю ось необходимо наличие разницы в пробуксовке (или скорости вращения) между двумя осями. Это не то же самое, что пробуксовка колес, поскольку система может реагировать быстрее, чем за один полный оборот любого колеса. Постоянное равномерное распределение крутящего момента Torsen в режиме "полного привода" снижает вероятность начала пробуксовки. Электронный блок управления Haldex (ECU) отключает сцепление Haldex в центральной муфте сразу после нажатия на тормоз, чтобы обеспечить правильную работу ABS. При выполнении резких поворотов на низкой скорости (например, при парковке) сцепление отключается ECU для предотвращения "накручивания" в трансмиссии. При активации электронных систем стабилизации (ESP) Haldex отключается, чтобы система ESP могла эффективно управлять автомобилем, это относится как к ускорению, так и к замедлению.
Маркетинг
В рамках празднования технологии полного привода quattro от Audi был создан телевизионный ролик под названием «Ахав», вдохновленный американским романом «Моби Дик». Ролик впервые был показан в Соединенных Штатах во время плей-офф дивизионов НФЛ в 2012 году.