IV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2012

Глава совета директоров Audi / Ауди Фердинанд Пиех (Ferdinand Piech) поставил перед собой задачу поднять репутацию марки с помощью применения передовых технологий. Он был дальновиден, смел, компетентен, у него была команда отличных специалистов. Пиех был нацелен на успех.  В феврале 1977 года он обратился к инженеру ходовой части Йоргу Бенсингеру (Jorg Bensinger), проводившему в Финляндии тесты 75-сильного внедорожника Iltis. Йорга поражали проходимость и управляемость этого многоцелевого автомобиля. Концепции других прототипов, более мощных среднеразмерных автомобилей с закрытым кузовом, были оставлены: Iltis лидировал по всем параметрам.  Бенсингера увлекла идея внедрить в сектор среднеразмерных автомобилей схожую концепцию, дающую большее удобство управления. В конце концов, именно этого добивалась Audi / Ауди в своем стремлении стать передовой маркой. Бенсингер (Bensinger) вместе с Вальтером Трезером (Walter Treser), начальником отдела новых разработок, посоветовали Пиеху начать соответствующие испытания Audi 80 / Ауди 80. Совет директоров компании, в отличие от инженера ходовой части, искал более изощренного и амбициозного решения: выпустить мощное спортивное купе с постоянным полным приводом, способное побеждать и в автоспорте, и в повседневной жизни. Пиех хорошо представлял себе потенциал, заложенный в системе постоянного полного привода. Его дед, Фердинанд Порше (Ferdinand Porsche), подробно изучил эту технологию, изготавливал полноприводные тягачи для австрийской армии, известные электромобили Lohner с четырьмя двигателями в колесных ступицах. Вершиной разработок был гоночный автомобиль Cisitalia.

 

Сначала был сконструирован тестовый автомобиль «А1» («полноприводный - 1»): на красный двухдверный Audi 80 / Ауди 80 была установлена ходовая часть Iltis. Расположение двигателя и коробки передач практически не претерпело изменений. Приводом задней оси занимался Ганс Недвидек (Hans Nedvidek), конструировавший коробки передач для легенд Формулы 1: Стирлинга Мосса (Stirling Moss) и Хуана-Мануэля Фанхио (Juan Manuel Fangio). Он подсоединил карданный вал к приводному валу коробки, оставив, таким образом, межосевой дифференциал, как было сделано и на Iltis. В качестве задней приводной оси использовалась передняя ось с таким же (только наклоненным вниз) корпусом дифференциала, как и на Iltis, развернутая наоборот. С этого все началось. Для придания автомобилю необходимой динамичности на него установили двигатель мощностью 160 л.с., предназначавшийся для Audi 200 / Ауди 200.

 

Quattro I

 

Использовался с 1981 до 1987 на Audi Quattro turbo coupe, Audi 80 платформа B2 (1978-1987), Audi 100 платформа C3 (1983-1992), на американском рынке Audi 4000, Audi 5000.

Тип: Постоянный полный привод

В центре свободный дифференциал, жестко блокируется вручную с помощью выключателя на центральной консоли.1

Сзади свободный дифференциал, жестко блокируется вручную с помощью выключателя на центральной консоли.1

Спереди свободный дифференциал.

1 - ABS принудительно отключается при заблокированном дифференциале.При заблокированныж дифференциалах до 100% тяги может быть передано на любую ось. Автомобиль не сможет стронуться с места если одно переднее и оба задних колеса потеряют сцепление с дорогой.

За: Настоящий полный привод, идеально для бездорожья.

Против: Не удобен при постоянном использовании на дорогах с переменными сцепными свойствами, требует вмешательства водителя - необходимо включать блокировки при плохом сцеплении с дорогой (иначе достаточно лишь любому из четырех колес забуксовать чтобы машина обездвижилась) и сразу же выключать при восстановлении сцепных свойств (движение с заблокированным дифференциалом по сухому асфальту ухудшает управляемость и вызывает напряжения в трансмиссии приводящие к поломкам).

Quattro II

Начиная с 1988 года используется на Audi платформ B2 и C3, Audi Quattro turbo coupe вплоть до прекращения их производства, затем на Audi нового поколения - платформа B3 (1989-1992) Audi 80/90 Quattro, платформа B4 (1992-1995) Audi 80, Coupe Quattro, S2, RS2, платформа C4 (1991-1994) Audi 100/200 Quattro, S4.

 

Тип: Постоянный полный привод

Центральный дифференциал Torsen тип I, распределение тяги в нормальных условиях 50:50. Автоматическая частичная блокировка с перебросом до 75% тяги на ось имеющую лучшее сцепление с дорогой.Сзади свободный дифференциал, жестко блокируется вручную с помощью выключателя на консоли около рычага ручного тормоза.Спереди свободный дифференциал.

1 - ABS принудительно отключается при заблокированном дифференциале. Блокировка отключается автоматически если скорость превышает 25 км/ч

При заблокированном заднем дифференциале автомобиль на сможет стронутся с места если одно переднее и оба задних колеса потеряют сцепление с дорогой, но это только при условии что колеса стоят на земле. Из за конструктивных особенностей дифференциала Torsen (TORque SENsing - чувствительный к тяге, крутящему моменту) при вывешивании, к примеру, одного переднего колеса блокировки дифференциала не происходит. Torsen в состоянии передать на мост имеющий лучшее сцепление с дорогой момент в 3 раза превосходящий момент который он «чувствует» на буксующем мосту. Однако если колесо свободно вращается не встречая никакого сопротивления то момент на этом мосту равен нулю. Ноль умножить на три получается ноль. Машина стоит. Для выхода из такой ситуации рекомендуется слегка нажать на педаль тормоза чтобы вращающееся колесо встретило сопротивление и Torsen перебросил тягу на другой мост. Соответственно при вывешивании одного заднего колеса выручит принудительная блокирока заднего дифференциала.

За: Всепогодный постоянный полный привод с автоматическим распределением тяги требующий вмешательства водителя (блокировки заднего дифференциала) лишь в самых суровых условиях

Против: При вывешивании переднего колеса полный привод перестает работать.

 

Torsen.

Дифференциал повышенного трения Torsen, разработанный американской фирмой Gleason Сorp. Принцип работы объясняется уже в его названии - оно образовано от английский слов Torque (крутящий момент) и Sensing (чувствительность), что вместе означает как "чувствительный к моменту". То есть, Torsen реагирует не на разницу в скорости вращения передних и задних колес, как большинство других трансмиссий, а на разницу в моменте на них. Или, в некотором смысле, на разницу в сцеплении с покрытием колес на передней и задней оси.

 

Еще одна особенность "Торсена" заключается в том, что он не пытается уравнять скорость вращения колес в случае их пробуксовки, а лишь перенаправляет крутящий момент двигателя на те колеса, которые имеют лучший "зацеп" с дорогой. И делает это без помощи электроники - чистая механика.До 2006 года Torsen распределял тягу в пропорции 50:50 между передними и задними колесами и мог перебрасывать на каждую из осей до 75 процентов крутящего момента двигателя. Однако из-за конструктивных особенностей автомобилей Audi с продольно расположенным двигателем (это A4 предыдущего поколения, A6 и A8, мотор в которых, фактически, "висел" перед передней осью), формула "50:50" часто критиковалась журналистами и владельцами машин за врожденную недостаточную поворачиваемость.В итоге, с 2006 года автомобили Audi стали оснащаться новой версией "Торсена" с распределением момента в пропорции 40:60 в пользу задней оси. Первыми такой дифференциал получили обновленные RS4 и A6, а затем он появился на купе Audi A5 и соплатформенном семействе Audi A4. Другим стал и диапазон изменения тяги на колесах: максимум, на который теперь могла рассчитывать передняя ось - это 65 процентов тяги, а задняя - на 85 процентов.Помимо полной "механичности" своей работы и относительной дешевизны, Torsen имеет еще одно неоспоримое преимущество перед конкурентами - он срабатывает практически мгновенно, не дожидаясь начала пробуксовки колес.

 

Quattro III

Использовался на Audi V8 (1990-?)

Тип: Постоянный полный привод

 

V8 с «автоматом»:

Центральный дифференциал с распределением тяги 50:50. Блокируется многодисковым гидравлическим электронно-управляемым сцеплением при возникновении разницы в скоростях вращения переднего и заднего мостов.

Сзади дифференциал Torsen тип I. Автоматическая частичная блокировка с перебросом до 75% тяги на колесо имеющую лучшее сцепление с дорогой.

Спереди свободный дифференциал.

V8 с ручной коробкой:

Центральный дифференциал Torsen тип I, распределение тяги 50:50. Автоматическая частичная блокировка с перебросом до 75% тяги на ось имеющую лучшее сцепление с дорогой.

Сзади дифференциал Torsen тип I. Автоматическая частичная блокировка с перебросом до 75% тяги на колесо имеющую лучшее сцепление с дорогой.Спереди свободный дифференциал.

Автомобиль на сможет стронутся с места если одно переднее и оба задних колеса потеряют сцепление с дорогой, при условии что колеса стоят на земле. V8 с «автоматом» не сдвинется с места если и одно переднее и одно заднее колеса окажутся в воздухе. Из за конструктивных особенностей дифференциала Torsen V8 с ручной коробкой не сдвинется с места если одно колесо, переднее или заднее окажется в воздухе. Для выхода из такой ситуации рекомендуется слегка нажать на педаль тормоза чтобы вращающееся колесо встретило сопротивление и Torsen перебросил тягу на колеса имеющие сцепление с дорогой.

За: Всепогодный постоянный полный привод с автоматическим распределением тяги не требующий никакого вмешательства водителя.

Против: При вывешивании обоих колёс одного моста полный привод перестает работать.

 

Quattro IV

Используется начиная с 1994 года на Ауди A6/S6 кузов C4 (обновлённая Audi 100, 1994-1997), затем на Audi A4/S4 кузов B5, A6/S6 кузов C5, A8/S8, и с ручной и с автоматической коробкой передач. Также на VW Passat 4motion кузов B5 (1998-2005), VW Phaeton (2002-?).

Принудительная ручная блокировка заменена на EDL. EDL - Electronic Differential Lock - электронная эмуляция блокировки дифференциала. Система EDL с помощью датчиков ABS собирает информацию о скоростях вращения колес и, при проскальзывании колеса, притормаживает его. Тем самым происходит перераспределение тяги на колеса с лучшим сцеплением с дорогой.

Тип: Постоянный полный привод

Центральный дифференциал Torsen тип I, распределение тяги в нормальных условиях 50:50. Автоматическая частичная блокировка с перебросом до 75% тяги на ось имеющую лучшее сцепление с дорогой.

Сзади свободный дифференциал, EDL.

Спереди свободный дифференциал, EDL.

EDL (Electronic Differential Lock) - система электронной блокировки дифференциала.

 

 В дифференциал встроена многодисковая муфта с электронным управлением, которая выполняет функцию блокировки.  Она срабатывает автоматически при пробусковке колес, но предусмотрено и принудительное включение. EDL следит за распределением крутящего момента по колесам и притормаживает буксующие колеса рабочей тормозной системой. EDL активируется при пробуксовке колеса на два сантиметра по длине окруж-ности шины.

Это хорошая система постоянного полного привода для дорожного автомобиля. Автомобиль не сможет стронутся с места только если все четыре колеса потеряют сцепление с дорогой. Эффект Torsen-а при котором полный привод перестает работать если одно колесо вывешивается в воздухе не проявляется на Quattro IV так как свободно вращающееся колесо тут же будет приторможено EDL и тяга будет переброшена на другой мост.Однако, в условиях бездорожья (колеса в воздухе, препятствие мешает свободному продвижению) достаточно потерять сцепление одному переднему и одному заднему колесу для того чтобы автомобиль не смог сдвинуться с места. Причиной этому является то что EDL не заменяет собой обычный механически блокируемый дифференциал и в тяжелых условиях не способен передать достаточное количество тяги на колеса имеющие хорошее сцепление с дорогой. Автомобиль будет стоять на месте, одно передние и одно заднее колеса будут крутиться сопровождаемые треском EDL.Также если оба колеса одного моста потеряют сцепление, полный привод перестаёт работать. EDL здесь не помогает, так как EDL срабатывает лишь если есть разница в скоростях вращения колёс одного моста.

За: Всепогодный постоянный полный привод с автоматическим распределением тяги не требующий никакого вмешательства водителя.

Против: При вывешивании обоих колёс одного моста полный привод перестает работать.

 

Quattro V

Используется с 2004 года на Audi RS4 B7, с 2005 года на Audi S4 B7, с 2004 года на Audi Q7. Все модификации Audi A4 B8 с 2007 года.

Тип: Постоянный полный привод

Центральный планетарный дифференциал Torsen тип 3. Распределение тяги 40% вперед 60% назад в нормальных условиях. Автоматическая частичная блокировка с перебросом тяги в пределах от 70/30 до 15/85 вперёд/назад.

Сзади свободный дифференциал, EDL. Audi S4 (2008-) - активный "подруливающий" спорт-дифференциал↗.

Спереди свободный дифференциал, EDL.

"Активный спорт-дифференциал" добавляет момент на внешнее колесо в повороте, как бы доворачивая автомобиль в поворот.

 

Quattro VI

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."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 (torquevectoring). 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.

Список использованных источников

1.www.audi.sport.ru

2. www.audiquattro.ru

3.Энциклопедия «Автомобили мира»

Код для цитирования: Скопировать