Quattro (в пер. с итал. «четыре») — фирменная система полного привода, применяемая на автомобилях марки Audi. Конструкция представляет собой классическую схему, позаимствованную у внедорожников, — двигатель и коробка передач расположены продольно. Интеллектуальная система обеспечивает наилучшие динамические характеристики, исходя из дорожных условий и сцепления колес. Автомобили обладают выдающимися показателями управляемости и сцепления с поверхностью на любом типе дорожного покрытия.
История появления
Впервые легковой автомобиль с подобной конструкцией системы полного привода был представлен на Женевском автосалоне в 1980-м году. Прототипом послужил армейский джип Volkswagen Iltis. Испытания в процессе его разработки в конце 1970-х показали отличную управляемость и предсказуемое поведение на скользкой заснеженной дороге. Идея внедрить концепцию полного привода внедорожника в конструкцию легкового автомобиля была реализована на базе серийного купе Audi 80. Символ интеллектуальной системы полного привода Quattro — электромеханический геккон
Постоянные победы первой модели Audi Quattro в раллийных гонках, доказали правильность выбранной концепции полного привода. Вопреки сомнениям критиков, основным доводом которых была громоздкость трансмиссии, гениальные инженерные решения обратили этот недостаток в преимущество.
Новый автомобиль Audi Quattro получил великолепную устойчивость. Приближенное к идеальному распределение веса по осям стало возможным именно благодаря схеме расположения трансмиссии. Полноприводный автомобиль Audi 1980-го года выпуска стал легендой ралли и эксклюзивным серийным купе.
Развитие системы
I поколение
Система quattro первого поколения оснащалась межколесными и межосевыми дифференциалами свободного типа с возможностью принудительной жесткой блокировки механическим приводом. В 1981 году систему модифицировали, блокировки стали включаться с помощью пневматики. 
Раллийная версия Audi Quattro 1980 года выпуска
Модели: Quattro, 80, Quattro Cupe, 100.
II поколение
В 1987 году место свободного межосевого занял Тype 1. Модель отличалась поперечным расположением шестерен сателлитов относительно приводного вала. Передача крутящего момента варьировалась в соотношении 50/50 при нормальных условиях, а при пробуксовке на ось с лучшим сцеплением передавалось до 80% мощности. Задний оснастили функцией автоматической разблокировки при скорости выше 25 км/ч.
Модели: 100, Quattro, 80/90 quattro NG, S2, RS2 Avant, S4, A6, S6.
III поколение
В 1988 году была внедрена электронная система блокировки дифференциалов. Крутящий момент перераспределялся по осям с учетом силы их сцепления с дорогой. Контроль осуществляла система EDS, которая притормаживала буксующие колеса. Электроника автоматически подключала блокировку многодисковой муфты межосевого и свободного переднего дифференциалов. Самоблокирующийся дифференциал Torsen переместился на заднюю ось.
Модель: Audi V8.
IV поколение
1995 год – установлена система электронной блокировки переднего и заднего дифференциалов свободного типа. Межосевой дифференциал – Torsen Type 1 или Type 2. Стандартный режим распределения момента – 50/50, с возможностью передачи до 75% мощности на одну ось.
Модели: A4, S4, RS4, A6, S6, RS6, allroad, A8, S8.
V поколение
В 2006 году стал применяться несимметричный центральный дифференциал Torsen Type3. Отличительная особенность от предыдущих генераций — сателлиты расположены параллельно ведущему валу. Межколесные дифференциалы – свободные, с электронной блокировкой. Распределение момента в нормальных условиях происходит в пропорции 40/60. При пробуксовке мощность возрастает до 70% на переднюю и до 80% на заднюю ось. С использованием системы ESP появилась возможность передавать на одну ось до 100% крутящего момента.
Модели: S4, RS4, Q7.
VI поколение
В 2010 году существенное изменение претерпели элементы конструкции полного привода новой модели Audi RS5. Был установлен межосевой дифференциал собственной разработки на основе технологии взаимодействия плоских зубчатых колес. По сравнению с Torsen, это более эффективное решение для стабильного распределения крутящего момента при различных условиях движения.
Центральный дифференциал Quattro на основе плоских зубчатых колес В обычном режиме соотношение мощности составляет 40:60 для передней и задней оси. При необходимости дифференциал передает до 75% мощности на переднюю ось и до 85% – на заднюю ось. Обладает меньшим весом, облегчает интеграцию в работу управляющей электроники. В результате применения нового дифференциала динамические характеристики автомобиля гибко изменяются в зависимости от любых условий: силы сцепления шин с дорогой, характера движения и манеры езды.
Элементы современной системы
Современная трансмиссия Quattro состоит из следующих основных элементов:
- Коробка передач.
- и межосевой дифференциал в одном корпусе.
- Главная передача, конструктивно выполненная в корпусе заднего дифференциала.
- Карданная передача, передающая крутящий момент от центрального дифференциала на ведомые оси.
- Межосевой дифференциал, распределяющий мощность между передней и задней осью.
- Передний дифференциал свободного типа с электронной блокировкой.
- Задний свободный дифференциал с электронной блокировкой.
Элементы системы Quattro Система Quattro отличается повышенной надежностью и износостойкостью элементов. Этот факт подтверждается тремя десятилетиями эксплуатации как серийных, так и раллийных автомобилей Audi. Случавшиеся поломки в основном являлись результатами неправильной или чрезмерно интенсивной эксплуатации.
Принцип работы
Принцип работы полного привода Quattro базируется на основе наиболее эффективного распределения мощности при пробуксовке колес. Электроника считывает показания датчиков антиблокировочной системы и сравнивает угловые скорости всех колес. При превышении критического предела одним из колес — оно притормаживается.
Одновременно включается , и крутящий момент в нужном соотношении распределяется на колесо с лучшим сцеплением. Электроника распределяет мощность в соответствии с выверенным алгоритмом. Алгоритм работы, разработанный путем многочисленных испытаний и анализа поведения автомобиля при различных условиях движения и состоянии дорожного покрытия, обеспечивает максимальную активную безопасность. Это делает управление автомобилем предсказуемым в сложных условиях.
Эффективность применяемых блокировок и управляющей электронной системы дает возможность полноприводным автомобилям Audi трогаться с места без пробуксовки на любом типе дорожного покрытия. Данное свойство обеспечивает прекрасные динамические качества и проходимость.
Полноприводные автомобили - это страсть многих любителей качественной техники. Мы часто мечтаем о том, чтобы наше авто обладало достаточными характеристиками для преодоления сложных препятствия, бездорожья или ужасных дорожных условий. Сегодня каждая компания обладает собственными технологиями реализации полного привода в кроссоверах и внедорожниках, но далеко не все реализации оказываются действительно качественными и удобными. В сегодняшней публикации мы рассмотрим возможности двух популярных немецких технологий одного концерна. Полный привод Quattro используется в автомобилях Audi, а технология 4Motion украшает комплектации машин Volkswagen. Несмотря на близость этих двух вариантов привода, они имеют и определенные отличия.
Специалисты скажут, что сравнивать эти системы особо не имеет смысла, тем более, если мы говорим о важности полного привода в машине. Все системы привода на четыре колеса в Volkswagen AG имеют похожие характеристики и основаны на муфтах Torsen или Haldex. По сути эти системы отличаются только названиями, поэтому сравнивать их не имеет смысла. Сравнение этих двух вариантов полного привода имеет смысл с системами других производителей. Впрочем, многие современные системы 4WD или AWD выполнены именно по такой схеме.
В чем различие между Quattro, 4Motion и другими технологиями?
Технических различий по большому счету между различными системами полного привода нет. Производитель называет системы Quattro и 4Motion постоянным полным приводом, но на самом деле это не так. Муфта начинает работать только в тех ситуациях, когда автомобиль испытывает определенные трудности с передвижением. В ином варианте полный привод работает очень слабо, на трассе он вообще не чувствуется. И сравнивать в данном случае два типа полного привода не имеет смысла. Удачные решения основаны на следующих особенностях этих эластичных систем:
- под каждый автомобиль подстраивается определенный комплект установок для управления полным приводом;
- привод получается довольно эластичный, он не рассчитан на преодоление препятствия, а лишь добавляет впечатлений от поездки;
- 4Motion и Quattro подключаются безопасно, машину не дергает в момент подачи крутящего момента на все колеса;
- муфта очень надежная, за срок жизни автомобиля вам вряд ли придется ремонтировать систему полного привода;
- эмоции от вождения автомобиля с такими системами очень красочные, транспорт удивляет своей управляемостью;
- вам не придется руководить полным приводом с помощью различных ручных настроек - все выполняется автоматически.
Нет необходимости получать навыки вождения автомобиля с системой полного привода. Вы можете просто использовать автомобиль по назначению и не задумываться о технических деталях. Но этим многим и не нравится полный привод Quattro и 4Motion. Ведь иногда хочется ощутить разницу, а порой просто отключить один мост и экономить топливо. Но таких функций в этих системах нет. Полный привод от Volkswagen AG удивительно технологичен и качественный, но он не подойдет для профессионального водителя или гонщика, который хочет самостоятельно почувствовать все тонкости поведения машины.
Сравнение полного привода Volkswagen с другими производителями
Единственное сравнение, которое имеет смысл в данном случае, - это сравнение полного привода Quattro и 4Motion с технологиями Subaru. Японские технологии полного привода развиты до невероятных высот, ежегодно приз за лучшие системы полного привода получает легендарная система Subaru. Но не на всех автомобилях концерна стоит именно этот легендарный полный привод. Существует множество комплектаций с обычным Full Time 4WD, таким же по характеристикам, как и Volkswagen. Тем не менее, базовый полный привод на дорогих машинах - это именно фирменная технология со следующими важными преимуществами:
- возможность ручного управления качественными функциями полного привода автомобиля;
- полный контроль и тонкая настройка работы транспорта в том или ином случае и в разных условиях вождения;
- невероятно чувствительная муфта, которая обладает всеми нужными блокировками, все реализовано в механической части;
- никаких электронных имитаций управления и блокировки, все работает по традиционным технологиям;
- отсутствие слабых мест, которые могли бы ломаться после нескольких лет эксплуатации.
В отличие от Subaru автомобили Volkswagen с полным приводом не имеют столь интересных характеристик. Это приводит к тому, что пользователи машин немецкого производителя не всегда помнят, какой функционал присутствует в их авто. Учитывая все особенности японских технологий, если вы желаете получить машину с удачными функциями управления, вам следует отдать предпочтение японцам. Но в случае, если вам устраивает отсутствие массы регулировок и настроек, лучше купите немецкий автомобиль.
Новинки и развитие технологии немецкого полного привода
Учитывая тот факт, что с Quattro и 4Motion берут пример все производители Европы и Китая, компания постоянно усовершенствует свои технологии. Удачные решения по всем статьям ежегодно дополняет техническую базу выпускаемых автомобилей. Именно качество и функциональность становятся главными изменяемыми функциями. Концерн вводит новые интересные технологии, которые позволяют держать машину на трассе на высокой скорости, снижают ощущение вжимания в сидение при наборе скорости, а также служат для выполнения прочих важных задач:
- отсутствие слабых мест и ремонт детских болезней системы полного привода и компьютерного управления функцией;
- усовершенствование коробки передач, которая является главным устройством в системе трансмиссии;
- снижение эффекта подключения полного привода при наличии такой автоматической функции;
- повышение комфорта поездки и реализация необычных для мощного автомобиля вариантов поведения;
- интеграция новых технических узлов, разработанных непосредственно инженерами немецкой компании;
- снижение стоимости реализации конструкции полного привода и облегчение всех элементов этой системы.
Снижение веса машины стало настоящим объектом погони для современных производителей. Также немецкий концерн сильно сконцентрировался на уменьшении расхода топлива. Поэтому компания предлагает покупателям постоянно новые и новые технологии для реализации самых разных решений. В частности, полный привод раньше был фактором повышения расхода, но сегодня 4Motion и Quattro практически не влияют на расход. Несколько процентов увеличения появляется только из-за большего веса автомобиля. И такие тонкости внушают определенное доверие к новым разработкам, несмотря на их дороговизну для компании. Впрочем, цена машин уже давно перестала активно подниматься. Вот так можно ездить на этом полном приводе, если вы умеете по-настоящему водить автомобиль:
Подводим итоги
Полный привод по немецким технологиям Quattro и 4Motion - это вполне адекватная система для обычного легкового гражданского автомобиля. Но если бы в модельной линейке производителя присутствовал полноценный большой внедорожник, такая система на нем выглядела бы довольно смешно. Корпорация не раз работала над созданием классического механического полного привода, но все разработки заканчивались тем, что интеграция изобретенных систем в автомобили выглядела бессмысленной. Разве что Amarok мог бы претендовать на получение более эффективной системы полного привода, но это не та машина, в которой покупатель согласен за такие разработки платить.
Поэтому для Volkswagen существующие технологии простенького, но уверенного полного привода остаются единственными и оптимальными. Ежегодно они дорабатываются, изменяются и получают определенные незначительные обновления. Но это уже не так важно, ведь технология остается прежней, принцип работы не меняется. Если вас заинтересовала техническая часть полного привода автомобиля, лучше задать интересующие вопросы менеджеру в салоне, который должен знать плюсы и минусы этого варианта привода, а также провести сравнение с основными конкурентами. Как вы относитесь к таким любительским системам полного привода, как 4Motion и Quattro?
Не так давно наш эксперт Борис Игнашин написал довольно подробный материал о том, зачем в принципе нужен . Здесь мы сосредоточимся на технических и философских отличиях знаменитых систем 4х4, однако вкратце все-таки поясним, в чем смысл сего безобразия.
Самое очевидное "легковое" преимущество полноприводной трансмиссии - лучшая разгонная динамика: понятно, что машина быстрее разгоняется, если крутящий момент передается на все колеса, а не только на одну пару. Особенно это ощутимо на скользком покрытии и при избытке мощности: у некоторых спорткаров, имеющих модификации с разным типом привода, даже паспортное время ускорения до 100 км/ч меньше для версий "4Х4". Но все же у каждого колеса есть некий предел сцепления, и если при прямолинейном движении он ограничивает только величину реализуемого момента, то в повороте все несколько сложнее.
Тут нагрузка на ведущее колесо складывается из продольной силы, то есть вектора тяги, и поперечной, которая стремится сдвинуть машину наружу от центра дуги, - когда сумма этих сил превышает указанный предел, начинается скольжение. То есть, колесо, нагруженное моментом, хуже сопротивляется боковой нагрузке - именно поэтому в общем случае заднеприводные автомобили обладают избыточной поворачиваемостью (склонностью к заносу задней оси), а переднеприводные - недостаточной (снос передних колес). На практике встречаются исключения из этого правила, обусловленные различным распределением массы по осям и прочими факторами, но проблема имеет место быть, равно как и решение - полный привод.
Впрочем, здесь тоже все не так однозначно, причем в прямом смысле слова. Если моноприводная машина для мало-мальски квалифицированного и опытного водителя не является загадкой, то, заходя в быстрый поворот на полном приводе, нужно быть готовым как с сносу, так и к заносу, не говоря уж о скольжении всех четырех колес, причем одна фаза может моментально смениться другой.
Такое своенравие проявилось на одном из первых серийных полноприводных автомобилей Jensen FF, увидевшем свет еще в 60-х годах прошлого века. Автомобильные журналисты восторгались феноменальной устойчивостью британского спорткара (к слову, мощность его двигателя превышала 300 л.с.) на мокрой дороге, но отмечали, что по достижении предела он срывается резко и непредсказуемо, и "отловить" его очень непросто. С тех пор вот уже полвека конструкторы бьются над созданием полного привода без страха и упрека не для бездорожья, и определенные успехи, конечно же, есть.
Quattro и немцы
Первой по-настоящему удачной "легковой" системой полного привода считается знаменитая quattro от Audi (мы писали очень подробно), сначала апробированная в ралли (и именно благодаря этому так "раскрученная"), а с 1981 года используемая и на "товарных" автомобилях. Между тем, поначалу в чем-то эта трансмиссия была даже более примитивной, чем у того же "Дженсена" пятнадцатилетней давности.
Англичане уже тогда использовали самоблокирующийся межосевой дифференциал оригинальной конструкции, причем несимметричный. У Audi же тяга распределялась между осями в пропорции 50:50, а роль "центра" играл обычный планетарный дифференциал, принудительно блокируемый водителем, примерно как у нашей "Нивы".
Заслуга немцев была в другом: они очень грамотно скомпоновали свою трансмиссию, идеально приспособив ее для традиционной "аудюшной" схемы - изначально передний привод и продольное расположение силового агрегата. Что же до передовых решений, то их долго ждать не пришлось: через несколько лет распределением тяги уже заведовал вышеупомянутый механический "самоблок" Torsen, мгновенно и плавно реагирующий на изменение условий движения.
Однако повадки полноприводников Audi все еще тяготели к переднеприводности: чтобы побороть недостаточную поворачиваемость, машину нужно было по-раллийному "ломать" на входе в поворот решительными действиями рулем или педалью акселератора. Разумеется, речь идет об экстремальном вождении, в штатных режимах автомобили отлично держали дорогу и охотно вписывались в повороты, но все же...
И в 2007 году Torsen стал асимметричным: "по умолчанию" он раздавал крутящий момент в соотношении 40:60 в пользу задних колес, а при необходимости они могли получать вплоть до 80 процентов тяги. В это же время и развесовка новых моделей была пересмотрена: если раньше конструкторы стремились максимально загрузить передние ведущие колеса, то теперь в угоду управляемости акцент делался на задние.
В результате система quattro, несомненно, выиграла, но, например, модель А4, лишенная ее "в базе", стала "недоприводной": резкий старт на ее начальной переднеприводной версии весьма проблематичен из-за недостаточной загрузки передка. Справедливости ради нужно заметить, что "младшая" Audi A3 избежала подобной участи, поскольку она базируется на платформе Volkswagen Golf с поперечным расположением двигателя, и философия quattro тут совсем другая, основанная на постоянном переднем приводе и автоматически подключаемом заднем с фрикционной муфтой Haldex.
Подобные муфты, управляемые электроникой, только в приводе передних колес, использует сегодня BMW в своей трансмиссии xDrive. Правда, баварцы пришли к этому не сразу: с 1985-го до конца 90-х они использовали блокировки межосевого и заднего межколесного дифференциалов с помощью вискомуфт, затем им на смену пришли электрогидравлические муфты, а на рубеже веков проводились сравнительно недолгие эксперименты со свободными дифференциалами и электронной эмуляцией блокировок (тормозные механизмы "прихватывают" буксующие колеса, перераспределяя тягу на остальные).
Сегодня она сохранена на межколесном уровне, а межосевая муфта работает в тесном содружестве с электронными системами безопасности, отслеживающими массу различных параметров и дающими сигнал к степени сжатия фрикционных дисков. Этим xDrive принципиально отличается от quattro, где блокировка механическая, но, в отличие от Audi, полноприводные BMW при необходимости могут превращаться в чисто заднеприводные, что иногда очень даже неплохо.
А что же третий участник большой немецкой тройки? Вот уже более пятнадцати лет Mercedes остается верным концепции 4Matic, впервые воплощенной в 1997 году в трансмиссии кроссовера М-класса: свободные дифференциалы (межосевой - с небольшим "заднеприводным" акцентом) и никаких блокировок, только их имитация с помощью тормозов. Но имитация весьма убедительная: если хотя бы одно колесо сохраняет надежный контакт с покрытием, машина способна двигаться, а на скользкой дороге умная электроника ловко жонглирует тягой, избегая как недостаточной, так и избыточной поворачиваемости.
Между тем, начинался "Фирматик" в 1986 году с весьма мудреной по тем временам схемы: у полноприводного седана Е-класса было целых три гидромуфты, автоматически подключавших привод на передние колеса, а затем блокировавших межосевой и задний межколесный дифференциалы.
Похожую конструкцию имела трансмиссия суперкара Porsche 959, серийная версия которого увидела свет в том же 1986, с той лишь разницей, что у него двигатель располагался сзади, а блокировкой "центра" заведовал чрезвычайно продвинутый для своего времени компьютер. У нынешних полноприводных Porsche "мозги", разумеется, помощнее, но суть та же: электроника в тесном содружестве с системами безопасности управляет многодисковой муфтой в приводе передних колес, примерно так же, как у BMW.
На фото: Porsche 959
Азиатский ответ
В Японии пионером в широком применении полного привода на легковых автомобилях считается сравнительно небольшая компания Fuji Heavy Industries, выпускающая машины под маркой Subaru. Сначала, в 70-х годах, они отличались явным внедорожным уклоном, но постепенно выкристаллизовалась схема знаменитого симметричного полного привода, явно не без влияния Audi.
С концепцией quattro ее роднят и продольное расположение двигателя, и базовый передний привод, и множество вариаций, возникавших в процессе эволюции, - но, в отличие от немцев, японцы все же отошли от идеи "честного" постоянного 4WD: с недавних пор на автомобилях с "автоматом" используется муфта автоматического подключения заднего моста.
Впрочем, это не помешало "субаровцам" создать настоящую легенду: в 1992 году дебютировала модель Impreza, созданная на укороченной платформе Legacy специально с прицелом на участие в ралли (еще одна параллель с Audi quattro). Гражданская версия спортивного болида получила обозначение WRX и самый мощный вариант STI, который быстро приобрел статус культовой машины для поклонников активного драйва. Гарантом этого стала трансмиссия с блокировками дифференциалов, где в разных поколениях использовались и вискомуфты, и тот же Torsen, а у нынешней STI между осями стоит конструкция под названием DCCD (Driver Control Central Differential), способная менять степень блокировки как самостоятельно, так и по желанию водителя.
На фото: Subaru Impreza
Извечный соперник спортивной "Импрезы" - Mitsubishi Lancer Evolution, стартовавший в том же 1992 и к настоящему времени переживший уже десятую смену поколений. Главное отличие от Subaru - поперечно расположенный двигатель, в остальном все похоже: постоянный полный привод, где "центр" изначально блокировался вискомуфтой, а теперь эта функция возложена на электронику.
Но главный козырь Mitsubishi - разработанный еще в 1996 году и совершенствовавшийся задний дифференциал AYC (Active Yaw Control): он не просто блокируется, а изменяет передаточное отношение главной передачи для каждого из колес отдельно с помощью редуктора, "подкручивая" в повороте то из них, на которое приходится большая нагрузка. В последней версии водитель может выбирать различные режимы работы трансмиссии, в зависимости от чего машина и едет по-разному: либо очень быстро и безопасно, следуя заданной траектории, либо по-хулигански, позволяя легко контролировать занос. Неудивительно, что многие эксперты называют нынешний EVO лучшим "драйвер"c каром" в мире из числа относительно недорогих, а недавнее решение японской компании прекратить его выпуск повергло поклонников в уныние.
Впрочем, нечто подобное можно испытать и за рулем куда более бюджетного "японца", Nissan Juke, - разумеется, в полноприводной версии. Его трансмиссия, конечно, попроще, но в ней есть своя изюминка: в приводе задних колес используется не одна фрикционная муфта, а две, своя для каждого колеса, и все та же вездесущая электроника теоретически может передавать тягу, например, только на правую сторону.
На практике это выливается в весьма эффективное оружие против недостаточной поворачиваемости, да и с вывешиванием колес такой Juke справляется очень достойно, - впрочем, последнее относится уже к проходимости, а мы ведем речь о "драйве". И тут у "Ниссана" есть еще одно выдающееся достижение в лице суперкара GT-R, примечательного не столько типом полного привода (между осями - многодисковая муфта, сзади - механический "самоблок"), сколько оригинальностью компоновки.
При переднем расположении двигателя его коробка передач вынесена к задним колесам для лучшей развесовки (так называемая схема transaxle), поэтому к ней идет один карданный вал, а другой, практически такой же длины, для привода передних колес, проходит параллельно ему в обратном направлении. На какие только ухищрения не пойдешь ради скорости и удовольствия от вождения!
Разумеется, приведенными примерами список разнообразных систем полного привода, используемых японскими производителями, не исчерпывается: для внутреннего рынка очень многие легковые модели, которые мы получаем в переднеприводной ипостаси, выпускаются в диковинных для нас модификациях "4х4".
Хотя в России, например, еще не так давно можно было приобрести седан Honda Legend с интеллектуальным приводом, распределявшим мощность, опять же, индивидуально для каждого колеса (впоследствии от этой системы отказались из-за дороговизны). Но практически все трансмиссии являются вариациями описанных схем, а отличия заключаются, в основном, в конструкции механизмов блокировки: это может быть электропривод или гидравлика, а у кого-то до сих пор в ходу старые добрые вискомуфты. Общая же тенденция - все более широкое применение электроники, от сложности и настроек которой сегодня зависит едва ли не больше, чем от механической составляющей.
На фото: Mitsubishi Lancer Evolution 1992
Что дальше?
Логическим продолжением прогресса в этой области можно считать появление гибридных систем полного привода, включающих в себя электродвигатели. Ведь тут не нужно тянуть никакие карданы, предусматривая для них тоннели, "съедающие" внутреннее пространство: проложил провода - и готово.
Кстати, один из первых в мире полноприводников построил более 100 лет назад тогда еще совсем молодой Фердинанд Порше, и это был именно электромобиль с четырьмя моторами, по одному на каждое колесо. С тех пор и электродвигатели, и аккумуляторы стали значительно эффективнее, а в этом деле больше других преуспели французы.
В частности, у Peugeot есть уже две серийные модели, 508 и 3008, имеющие версии, где передние колеса вращает двигатель внутреннего сгорания, а задние - синхронизирующийся с ним электромотор сравнительно небольшой мощности, но с огромным крутящим моментом, доступным на любых оборотах. Пока подобные гибриды нацелены больше на экономию топлива и экологичность, нежели на драйверские ценности, но, как говорится, лиха беда начало.
Уникальная система Quattro устанавливалась на многих автомобилях марки Audi в период с 80-х до конца 2000 годов, при этом лишь недавно она была заменена более современной версией полного привода E-tronQuattro. Столь длительный период использования этого раздаточного механизма обусловлен его революционным устройством, которое по своей функциональности, износостойкости и практичности намного превзошло даже самые смелые ожидания. Рассматриваемая система была призвана распределять крутящий момент равномерно между всеми колесами, что позволяет водителю облегчить управление транспортным средством на любых типах поверхности. В результате маневренность, устойчивость, а также проходимость машин Audi существенно улучшились, благодаря чему продажи марки резко пошли вверх.
История создания
До создания полного привода у производителей легковых автомобилей дошли руки только в начале 70-х годов прошлого столетия. Тем не менее ничего путного мировым разработчикам не удалось создать до 1977 года, когда Фердинанд Пиех, занимавший в то время пост главы совета директоров компании Audi, не сформировал блестящую команду экспертов, поставив перед ними задачу органичного внедрения полного привода на легковые авто. Главными персонами в команде стали Йорг Бенсингер и Вальтер Трезер, сконструировавшие тестовый прототип А 1. Это было доработанное спортивное купе Audi 80 с установленной на него ходовой частью от модели внедорожники Iltis, выпущенной несколькими годами ранее.
Главной особенностью прототипа стал задний вал, присоединенный к приводному механизму коробки передач.
В качестве заднего привода использовалась передняя ось с наклоненным под определенным углом корпусом дифференциала. Она была идентична механизму, использованному на модели Iltis, но разработчики развернули ее назад, чтобы улучшить управляемость машины на неровных поверхностях. В итоге система была успешно опробована как на ровной трассе, так и в полевых условиях, зарекомендовав себя только с лучшей стороны. Однако судьбу серийной установки первого образца полного привода Quattro должно было решить руководство концерна Volkswagen, в состав которого входила компания Audi.
После технических испытаний на заснеженной трассе перед главой совета директоров концерна было принято решение о доработке системы. Дело в том, что на крутых поворотах устойчивость машины оставляла желать лучшего, а вероятность опрокидывания возрастала в несколько раз. Чтобы исправить проблему, за коробкой вмонтировали межосевой дифференциал, который приводился в движение специальным полым валом. С одной стороны, к нему подводился привод передней оси, с другой – стыковался карданный вал, передающий крутящий момент на заднюю ось авто. Эта версия полного привода Quattro была опробована на мокрой трассе, после чего получила добро на серийную установку. Первыми обладателями такой системы стали купе и седаны Audi 80 – легендарной машины, встретить которую можно и сегодня на отечественных дорогах.
Успехи в спортивных состязаниях
Преимущество, которое предоставляла инновационная разработка компании Audi в раллийных гонках, не идут ни в какое сравнение. На протяжении более чем 10 лет ни один аналог не мог даже близко сравниться с , поэтому гонщики, установившие на свои транспортные средства такие механизмы, выигрывали десятки секунд на круге у более опытных оппонентов. Иногда правила в раллийных соревнованиях доходили до абсурда: на автомобили, где была внедрена рассматриваемая система, заранее начислялось несколько минут к итоговому времени. Многие машины вовсе не допускались к соревнованиям, отчего зрелищность автоспорта в то время значительно упала.
Несмотря на многочисленные судейские запреты, автомобилям Audi с изобретением Quattro, удалось выиграть большинство гонок в сезоне 1982/83 годов, включая ралли Португалии, Аргентины, Финляндии, Швеции и т. д. К 1985 году практически все команды пересели на версии полного привода от Audi, поэтому существовавшие ограничения были сняты организаторами гонок. Кроме того, для спортивных соревнований разработчики концерна Volkswagen выпустили ряд версий системы Quattro, получивших приставки Rally и Sport. Доминирование машин Audi в автоспорте продолжалось более 15 лет, но в 1997 году руководство организации FIA запретило транспортным средствам принимать участие в гонках с упомянутой системой полного привода. С тех пор система Quattro устанавливалась только гражданские авто.
Технология механизма
Безусловно, представленная система имеет ряд модификаций, призванных придать определенные технические характеристики конкретной марке транспортного средства, сошедшего с конвейера компании Audi. Вместе с тем у такой разработки есть следующие незаменимые элементы:
- Коробка передач – служит для выбора скоростного режима транспортного средства;
- Главная передача – предназначена для увеличения крутящего момента на все колеса;
- Раздаточная коробка – распределяет крутящий момент между всеми колесами или осями;
- Карданная передача – нужна для передачи крутящего момента только конкретному валу;
- Дифференциал – быстро распределяет мощность мотора к трансмиссионным элементам.
Все составные части, которыми снабжена система Quattro как вместе, так и по отдельности обладают высокой степенью надежности.
Случаи поломок устройства на многочисленных моделях Audi были единичными, при этом связаны они были чаще всего с интенсивной или неправильной эксплуатацией транспортного средства. Трансмиссия полного привода могла компоноваться автоматической либо механической коробкой передач, к которой крепился раздаточный механизм. В его конструкции был межосевой дифференциал, равномерно передававший нагрузку на переднюю и заднюю оси. Корпус этого элемента в свою очередь, соединялся с КПП, а крутящий момент распределялся либо через приводные валы, либо с помощью отдельной зубчатой передачи.
Если подробно рассматривать конструкцию межосевого дифференциала полного привода Quattro, то за период своего существования она претерпела ряд изменений. В начале 1980 годов это был свободный механизм с механической блокировкой, однако спустя несколько лет его заменил оригинальный агрегат Torsen, способный передавать до 80% нагрузки на нужную ось. В 2007 году этот механизм был модернизирован, получив возможность распределения до 70% крутящего момента на ось с лучшим сцеплением. Тремя годами позже на марки Audi устанавливался ассиметричный дифференциал с возможностью самостоятельной блокировки и перераспределения нагрузки до 70% на переднюю ось, до 85% нагрузки – на заднюю ось.
В начале 2010 годов описываемая система претерпела ряд изменений, и теперь принцип действия агрегатов основан на работе гибридной силовой установки. Дополнительно к силовой установке, а также коробке передач присоединены два автономных электромотора, мощность которых оценивается на уровне 33 кВт и 60 кВт. Для задней оси предусмотрен только электрический привод, питание которого возложено на отдельную батарею, вмонтированную в центральный тоннель автомобиля. Это нововведение было принято с целью уменьшить выбросы вредных веществ в атмосферу, ведь ни для кого не является секретом, что машины с системой полного привода потребляют гораздо больше горючего, нежели их аналоги с передним или задним приводом.
Преимущества и недостатки
Конечно же, транспортные средства, где есть система Quattro, имеют как положительные, так и негативные характеристики. Изначально поговорим о плюсах полного привода, в перечень которых неизменно входят:
- Устойчивость на любом типе дорожного покрытия;
- Повышенная эффективность торможения мотором;
- Замечательные показатели проходимости;
- Моментальный отклик на поворот руля.
Дополнительным преимуществом машин Audi с обозначением Quattro стало стремительное начало движения с прокручиванием всех четырех колес одновременно, что позволяет даже на скользкой дороге набрать оптимальную скорость за считаные секунды. Продолжительные пробуксовки при этом практически полностью исключены и возникают только в том случае, когда шины транспортного средства находятся в плачевном состоянии.
К сожалению, система Quattro обладает рядом незначительных недостатков. В их перечень включены такие факторы, как:
- Повышенный расход топлива;
- Повышенные требования к бережности эксплуатации авто;
- Дорогостоящий ремонт механизма в случае его выхода из строя.
Еще одним минусом машины с полным приводом считается высокая вероятность потери курсовой устойчивости в экстремальных ситуациях. При плохом сцеплении с дорожным покрытием неопытные водители слишком часто совершают одну распространенную ошибку: входят в резкий поворот на высокой скорости. Система Quattro просто не успевает своевременно распределить крутящий момент, вследствие чего транспортное средство уходит в занос. Поэтому в дождливую или снежную погоду специалисты рекомендуют не давить изо всех сил на педаль газа, в противном случае можно попасть в серьезное ДТП.
Легендарные марки Audi с рассматриваемым приводом
Полный привод Quattro устанавливался на десятки моделей немецкого концерна Volkswagen, однако, лишь некоторые из них приобрели статус легенд дороги. Одной из самых быстрых спортивных машин стала AudiQuattroCoupe, отличительными признаками которой считаются изящные очертания кузова, мощный силовой агрегат объемом 2,8-литра, а также возможность достигать 100 км/ч всего за 7 секунд. Для 1991 года, когда авто впервые было представлено потенциальным покупателям, это был замечательный показатель.
Для любителей экстремальной езды разработчики Audi представили версию SportQuattro. При укороченной колесной базе модель могла выдавать феноменальные 302 лошадок, разгоняясь с места до 100 км/ч менее чем за 5 секунд. Именно такое авто чаще всего участвовало в раллийных состязаниях, поэтому в конструкцию его кузова были введены жабры отвода горючего наряду с ноздрями забора воздуха на капоте.
Для спокойной размеренной езды была сконструирована серия моделей AudiAvantQuattro, которая имела просторное багажное отделение, комфортабельный салон и великолепную обзорность дорожной обстановки. В эти машины, помимо системы полного привода, были внедрены устройства контроля крена, надежная линейка моторов с неприхотливой подвеской. За период своего существования модели AudiAvant зарекомендовали себя как идеальное авто для семейного использования.
Таким образом, полный привод Quattro стал настоящим революционным достижением немецких конструкторов, позволившим улучшить технические характеристики авто, придать ей динамику разгона и устойчивость на различных дорожных покрытиях.
Да Нет
Система полного привода quattro применяется концерном Ауди на своих автомобилях более 25 лет.
Её отличительной особенностью является то, что она постоянно распределяет крутящий момент с учетом необходимости одновременно между четырьмя колесами. Данное свойство позволяет обеспечивать отличные показатели активной безопасности, стойкое сцепление всех колёс с дорогой на всех покрытиях, сохраняя совершенную устойчивость даже в случае бокового ветра.
Система полного привода кватро позволяет совершать моментальный разгон, достигать хорошей управляемости, сохраняя устойчивость при совершении маневра и расхождении со встречным автомобилем на больших скоростях.
Так что же позволяет автомобилям с системой полного привода quattro добиваться таких совершенных характеристик?
Особенность технологии quattro заключается в том, что она применяется на машинах, где двигатель и трансмиссия размещены продольно. Существует шесть поколений полного привода системы Quattro по неофициальной статистике.
Полный привод на автомобилях Audi осуществил внук Фердинанда Порше — инженер Фердинанд Пиех. Первой он внедрил систему полного привода в Audi 80. Для приведение в движение задних колёс применили карданный вал, задний редуктор по конструкции был одинаков с передним, но его развернули на 180 градусов. Подобная конструкция отличалась отсутствием межосевого дифференциала, что приводило к определённым трудностям на резких виражах и при парковке. Данный тестовый автомобиль был окрещён Audi A1(проект 262).
Затем появилось второе поколение, где уже появился межосевой дифференциал. Постепенно вносились новые изменения и совершенствования, развивая систему полного привода кватро, лучшие из которых дошли и до наших дней.
Устройство системы
Сегодня существуют различные модификации систем полного привода Quattro, но несмотря на различия в их конструкциях выделяется общее устройство:
коробка передач, раздаточная коробка, привода задней оси, и задний межколесный дифференциал, вал привода передней оси, главная передача и передний межколесный дифференциал.
Схема системы полного привода quattro:
1 — коробка передач; 2 — раздаточная коробка; 3 — карданная передача; 4 — главная передача и задний межколесный дифференциал; 5 — вал привода передней оси; 6 — главная передача и передний межколесный дифференциал.
В трансмиссию может быть установлена как коробка-автомат, так и механическая коробка передач. Раздаточная коробка соединяется непосредственно с коробкой передач.
По конструкции она обеспечивает включение межосевого дифференциала, который распределяет крутящий момент на заднюю и переднюю ось. Корпус дифференциала механически соединяется с коробкой передач. Крутящий момент на оси может распределяться в зависимости от конструктивной особенности раздаточной коробки через отдельную зубчатую передачу или приводные валы.
Принцип работы quattro
Принцип работы quattro можно рассмотреть на примере quattro VI, используемой на Audi RS5. Дифференциал, который оснащён коронными шестернями, обладает распределением тяги в нормальных условиях 40:60. При автоматической частичной блокировке переброс тяги осуществляется в пределах 70/30 до 15/85(вперёд/назад).
Как только появляется разница между передними и задними колесами в частоте вращения сателлиты проворачиваются и благодаря профилю зубьев ведомые торцевые шестерни раздвигаются, сжимая пакет фрикционов. Он и производит частичную блокировку дифференциала. Наибольший крутящий момент, который может быть подан на заднюю ось, достигает 85%, на переднюю — около 70%. Благодаря тому, что дифференциал с коронными шестернями обладает широким диапазоном перераспределения крутящего момента, он значительно превосходит предыдущих своих оппонентов по обеспечиваемой тяге. Крутящий момент и усилия перераспределяются в соответствии условиям движения и без задержки. Максимальное быстродействие и эффективность обеспечиваются за счёт работы по механическому принципу.
Одним из главных достоинств дифференциала с коронными шестернями являются малая масса и компактность. Узел почти на 2 кг весит меньше, чем дифференциал предыдущего поколения, его вес составляет 4,8 кг. В модели RS 5 инженеры совмещают дифференциал с коронными шестернями с программным обеспечением, которое управляет торможением, получившее название torque vectoring. Новая система позволяет обеспечивать динамичное и точное поведение автомобиля при любом прохождении поворотов.
Видео:
На сегодняшний день авангард полноприводной технологии возглавляют три версии quattro: постоянный полный привод quattro, постоянный полный привод quattro с коронными шестернями и межосевым дифференциалом, а также привод quattro, где используется спортивный дифференциал.
Не так давно стало известно, что скоро нас ждёт совершенно новая трансмиссия полного привода. Фирменная система Quattro изменится кардинально, став электрической. Передние колёса, по-прежнему, будут вращаться традиционным мотором, а задние посредством тяги, получаемой от двух электромоторов. То есть она станет гибридной, и будут соответствовать технологии Plug-in Hybrid Electric Vehicle, что позволит осуществить поездки только от электротяги, а аккумуляторы можно будет подзаряжать от обычной бытовой электросети.
Рис — гибридной силовой установки quattro:
1 — двигатель внутреннего сгорания; 2 — коробка передач; 3 — кабель высокого напряжения; 4 — электродвигатель; 5 — высоковольтная аккумуляторная батарея; 6 — задний мост с электрическим приводом.
С начала появления технологии Quattro и по сей день, она совершенствуется, благодаря тому, что над ней работают ведущие и лучшие инженера концерна Ауди, применяя в её разработке самые передовые технологии и решения. Совершенству нет предела, поэтому система quattro будет развиваться, двигая прогресс в будущее.