Quattro (Allradantrieb) - Quattro (four-wheel-drive system)

Quattro
Typ Aufteilung
Industrie Automobil
Gegründet 1980
Hauptquartier
Deutschland
Bereich bedient
Weltweit
Eigentümer Volkswagen-Konzern
Elternteil Audi

quattro (dh vier in Italienisch ) ist die Sub-Marke von der verwendeten Auto Marke Audi um anzuzeigen , dass Allradantrieb (AWD) Technologien oder Systeme bei bestimmten Modellen des Audi verwendet werden Automobil .

Das Wort „quattro“ ist ein eingetragenes Warenzeichen der Audi AG, eine Tochtergesellschaft der deutschen Automobil Sorge , Volkswagen Konzern .

Quattro wurde erstmals 1980 auf dem Audi Quattro- Modell mit permanentem Allradantrieb eingeführt, das oft als Ur- Quattro (bedeutet "Original" oder "Erster") bezeichnet wird. Der Begriff quattro wird seitdem für alle nachfolgenden Audi AWD-Modelle verwendet. Aufgrund der von der Marke abgeleiteten Nomenklaturrechte wird das Wort quattro nun zu Ehren seines ehemaligen Namensgebers immer mit einem kleinen "q" geschrieben .

„quattro“ Logo - Badge am Kühlergrill eines Audi Autos

Andere Unternehmen des Volkswagen-Konzerns haben für ihre 4WD-Fahrzeuge andere Marken verwendet. Während Audi seit jeher den Begriff „quattro“ verwendet, verwenden Volkswagen- Autos zunächst syncro , aber neuerdings verwendet VW 4motion . Škoda verwendet einfach die Nomenklatur „4x4“ nach der Modellbezeichnung, während SEAT lediglich „4“ verwendet (in letzter Zeit „4Drive“ ). Keines der oben genannten Warenzeichen oder Nomenklaturen definiert den Betrieb oder die Art des 4WD-Systems, wie unten beschrieben. Was Audi Quattro anders macht, ist der AWD zu 4WD, bei dem Allradantrieb (AWD) keinen einstellbaren Antriebsstrang hat, um RWD oder sogar FWD (4x2) zu machen.

Längssysteme

Das ursprüngliche quattro Zentrum Differential (1980)

Der Volkswagen Konzern entwickelt fast seit seiner Gründung während des Zweiten Weltkriegs Allradantriebssysteme (4WD) . Der Volkswagen Kübelwagen , Volkswagen Schwimmwagen und Volkswagen Kommandeurswagen waren alle Militärfahrzeuge , die alle vier Straßen erforderlich Räder „gefahren“ werden, wobei letztere eine 4WD ist Volkswagen Beetle . Ihre militärische und Allradantrieb Erfahrungen sie später half der in der Gestaltung Volkswagen Iltis für die Bundeswehr ( Bundeswehr ) in den 1970er Jahren. Der Iltis verwendete eine frühe Form von 4WD, die später zum Synonym für "quattro" wurde.

Mittendifferenzial sperren

Bei diesem ursprünglichen quattro-System, das später in straßentauglichen Pkw zum Einsatz kam, befinden sich Motor und Getriebe in Längsposition . Drehmoment wird durch das Getriebe auf ein mechanisches Zentrum gesendet Differential (allgemein abgekürzt als „diff“) , die Verteilungen (vertreibt) , um das Drehmoment zwischen dem vorderen und hinteren angetriebenen Achsen . 4WD war permanent aktiv.

Das Torsen T1 Mittendifferenzial

Nach 1987 ersetzte Audi ein manuell sperrendes Mittendifferential durch das Torsen (Torque Sensing) Typ 1 ("T1") Mittendifferential . Dadurch konnte das Motordrehmoment als Fahrzustand automatisch auf einzelne Achsen geleitet und die Haftung gewährleistet werden. Unter „normalen“ Bedingungen (bei denen die Haftung an Vorder- und Hinterachse gleich ist) wird das Drehmoment bei vielen, wenn auch nicht allen Versionen, mit einer „Standard“-Verteilung von 50:50 zwischen Vorder- und Hinterachse aufgeteilt. Unter widrigen Bedingungen (dh wenn die Haftung zwischen Vorder- und Hinterachse variiert), können maximal 67-80% (je nach Getriebe oder Modell des Torsen-Diffs) des Motordrehmoments auf die Vorder- oder Hinterachse geleitet werden Das Torsen-Mittendifferenzial hilft, das Auftreten von Radschlupf zu verhindern , indem es das Drehmoment sofort und ohne erkennbaren Hinweis für die Fahrzeuginsassen auf die griffigere Achse umleitet Diese Arbeitsweise kann als proaktiv bezeichnet werden elektronisch betätigten Differenzialen, Torsen benötigt keine elektronischen Daten aus Quellen wie Raddrehzahlsensoren von Straßenrädern ; es hat daher ein Element der " Ausfallsicherheit ", im Gegensatz zu Konstruktionen wie Haldex Traction , sollte eines der Räder s Drehzahlsensoren entwickeln einen Fehler. Im Vergleich dazu Viskokupplung und elektronisch gesteuert Zentrum Differentiale , die in anderen Vierradantriebssystemen verwendet werden , sind reaktiv, da sie nur Redirect Drehmoment nach Radschlupf aufgetreten ist. Der Vorteil macht sich bei starker Beschleunigung , auch in Kurven , bemerkbar , da die Drehmomentübertragung zwischen den Achsen nahtlos ist, wodurch eine stabile Fahrdynamik erhalten bleibt und das Risiko eines Kontrollverlusts über das Fahrzeug erheblich reduziert wird.

Audi quattro Torsen - Mittendifferenzial

Das quattro-System auf Torsen-Basis bietet auch einen Vorteil in der entgegengesetzten Funktion der Drehmomentverteilung auf die Straßenräder, nämlich der Motorbremsung . Beim Abbremsen des Fahrzeugs durch die Motorbremse werden mit Torsen-basierten Systemen die resultierenden "Reverse-Torque"-Lasten an Vorder- und Hinterachse gleichermaßen stabilisiert, genau wie die Motor-"Antriebs"-Momente vollständig mechanisch verteilt werden autonom. Dadurch kann die Motorbremswirkung auf alle vier Räder und Reifen verteilt werden. Das auf Torsen basierende quattro-ausgestattete Fahrzeug ist in der Lage, beim Abbremsen eine stabilere Hochgeschwindigkeitskurve auszuführen, mit einem geringeren Risiko, die Kontrolle durch Haftungsverlust an der Vorder- oder Hinterachse zu verlieren.

Diese Konfiguration des quattro-Systems hat jedoch einige Einschränkungen:

  1. Bei der Anordnung der Motor- und Getriebebaugruppe in Längsposition (Längsrichtung) wird die Vorderachse nach hinten hinter den Motor gelegt, was zu der Kritik an einigen Audi-Fahrzeugen als naselastig führt. Daraus ergibt sich eine Gewichtsverteilung von 55:45 (F:R).
  2. Die Natur des Torsen ähnelt der eines Sperrdifferenzials, da es nicht aktiv Drehmoment zuweist (wie es eine computergesteuerte Kupplung tun kann), sondern eine Drehmomentdifferenz über das Differenzial (das Drehmomentvorspannungsverhältnis/TBR) von die Seite mit dem geringsten Griff zur Seite mit dem meisten. Daher ist der Torsen naturgemäß in der Drehmomentmenge, die an die Achse mit der größten Haftung geliefert werden kann, durch das Drehmoment begrenzt, das an der Achse mit der geringsten Haftung verfügbar ist . Wenn eine Achse also unabhängig von der TBR keinen Grip hat, wird der anderen Achse kein nennenswertes Drehmoment zugeführt. Im Extremfall führt bei einer Mitteldifferenzialimplementierung ein vollständiger Traktionsverlust an einem einzelnen Rad zu einem sehr begrenzten Drehmoment an den anderen drei Rädern. Audi reagierte auf diese Einschränkung für die ersten mit Torsen ausgestatteten Autos, indem es ein manuell sperrendes Hinterachsdifferenzial hinzufügte und diese Funktion später durch die elektronische Differenzialsperre (EDL) ersetzte, die die Möglichkeit darstellt, die einzelnen Radbremsen zu verwenden (überwacht von den ABS-Sensoren). um das Durchdrehen einzelner Räder zu begrenzen. EDS wurde sowohl am vorderen als auch am hinteren (offenen) Differential implementiert, um bei Geschwindigkeiten < 80 km/h zu arbeiten. Dies hat den Effekt, dass das Drehmoment von einem einzelnen Rad mit geringer Traktion erhöht wird, wodurch mehr Drehmoment von den Torsen an die verbleibenden Räder mit hoher Traktion weitergegeben wird.
  3. Während der Standard (Typ 1 oder T1 ) Torsen ein statisches Drehmomentverhältnis von 50:50 unterstützt; dh das Eingangsdrehmoment wird gleichmäßig über beide Ausgangswellen unterstützt, der T1 hat ein Torque Bias Ratio (TBR) von 2,7–4:1; dh, es ermöglicht, dass etwa das 3- bis 4-fache des Drehmoments an die Abtriebswelle mit der höchsten Zugkraft geliefert wird, als das auf der Welle mit dem geringsten Zug zur Verfügung steht, oder eine Drehmomentaufteilung zwischen 25 % und 75 %. Der T1 Torsen ist jedoch von Natur aus in den meisten Fällen blockiert (Abtriebswellen sind miteinander verriegelt). Erst wenn die TBR erreicht ist (dh es gibt eine größere Drehmomentdifferenz über die Abtriebswellen als von der TBR unterstützt werden kann) drehen sich die Abtriebswellen relativ zueinander und das Differential entsperrt. Diese Eigenschaft führt zu einer relativ freien Drehmomentbewegung zwischen beiden Ausgängen des (Mitten-)Differentials innerhalb der Grenzen des TBR. Somit spiegelt die statische Drehmomentverteilung des T1 Torsen in einer Zentraldifferentialinstallation statt 50:50 die Gewichtsverteilung (sowohl statisch als auch dynamisch) des Fahrzeugs aufgrund der verfügbaren Traktion an einer der beiden (vorne:hinten) Abtriebswellen wider . Dies ist bei einem Standardfahrzeug aus Stabilitäts-, Beschleunigungs- und Traktionssicht wünschenswert, kann aber im Handling (Untersteuern) unerwünscht sein. Während der serienmäßige quattro Torsen T1 mit 2,7:1 TBR unter den meisten Bedingungen mehr als ausreichend ist, sind Torsen T1-Differentiale mit höheren TBRs (4:1) verfügbar und können das Untersteuern weiter begrenzen, indem sie eine breitere Drehmomentverteilung unterstützen. Eine bessere Lösung ist jedoch eine Drehmomentverteilung direkt auf beide Abtriebswellen (vorne & hinten) und aus diesem Grund hat Audi in den neuesten quattro-Generationen das Typ 3 ( T3 ) Torsen-Design übernommen.

Der Torsen-Typ "C" (T3)

Das Torsen T3-Mitteldifferenzial kombiniert einen Planetenradsatz mit einem Torsen-Differential in einem kompakten Paket, das für den Einbau von Mitteldifferenzialen entwickelt wurde. Im Gegensatz zum T1-Torsen, bei dem die Drehmomentaufteilung nominell 50:50 beträgt, ist die Drehmomentaufteilung beim T3-Torsen aufgrund der Verwendung des Planetenradsatzes eine tatsächliche asymmetrische 40:60-Drehmomentaufteilung vorne-hinten (dh wenn Grip ist an Vorder- und Hinterachse gleich, 40 % des Drehmoments werden an die Vorderachse und 60 % an die Hinterachse geleitet). Wie beim T1 Torsen wird das Drehmoment dynamisch in Abhängigkeit von den Traktionsbedingungen verteilt, jedoch mit einer tatsächlichen (anstelle einer nominellen) statischen Vorspannung. Der T3 ermöglicht Fahreigenschaften und Fahrdynamik, die eher Heckantriebsautos ähneln. Dieser asymmetrische Torsen wurde erstmals im hochgelobten Audi RS4 des Modelljahres 2006 (B7) eingeführt . Der Torsen Typ 3 wurde von 2006 bis 2008 in den Schaltgetrieben Audi S4 und RS4 B7 sowie ab 2007 in den Modellen S6, S8 und Q7 eingesetzt.

Die Drehmomentverteilung auf die Achsen zwischen linken und rechten Rädern wurde durch die verschiedenen Weiterentwicklungen des quattro-Systems, durch ein vom Fahrer wählbares manuelles Sperrdifferenzial (nur Hinterachse) und schließlich durch offene Differenziale mit elektronischer Differenzialsperre ( EDL). EDS ist ein elektronisches System, das das vorhandene Antiblockiersystem (ABS) als Teil des Elektronischen Stabilitäts-Programms (ESP) nutzt , das nur das eine durchdrehende Rad einer Achse bremst und so die Übertragung des Drehmoments über die Achse auf die Rad, das Traktion hat.

Tellerrad-Mittendifferenzial

Audi debütierte mit dem 2010er RS5 eine neue quattro-Generation. Die wichtigste Änderung ist der Ersatz des Torsen-Mitteldifferenzials Typ „C“ durch ein von Audi entwickeltes „Crown Gear“-Differential. Obwohl dies oberflächlich gesehen das gleiche wie ein normales offenes Differential ist, das für eine Mittelanwendung angepasst ist, weist es einige wesentliche Unterschiede auf:

Audi quattro Kronenrad - Mittendifferential
  1. Der Zentralträger und die zugehörigen Zahnräder sind direkt mit zwei Tellerrädern verbunden, die mit der vorderen und hinteren Antriebswelle verbunden sind
  2. Die beiden Tellerräder sind mit den Zahnrädern mit unterschiedlichen Durchmessern verbunden und erzeugen so ein unterschiedliches Drehmoment, wenn sie von den Zahnrädern gedreht werden. Dies wurde entwickelt, um eine statische Drehmomentverteilung von 40:60 vorne und hinten zu erzeugen.
  3. Jedes Tellerrad ist direkt mit der jeweiligen Abtriebswelle verbunden, während der Zahnkranzträger über ein Kupplungspaket mit jeder Abtriebswelle verbunden ist, was der Einheit die Möglichkeit gibt, die Drehmomentverteilung über die statische Drehmomentverteilung hinaus zu steuern.

Verliert eine Achse die Haftung, entstehen im Differenzial unterschiedliche Drehzahlen, die zu einem Anstieg der Axialkräfte führen, die die Kupplungsscheiben zum Schließen zwingen. Nach dem Schließen wird die Abtriebswelle blockiert, wodurch der Großteil des Drehmoments an die Achse geleitet wird und eine bessere Traktion erreicht wird. Beim Crown Gear Differenzial können bis zu 85 % des Drehmoments nach hinten fließen und bis zu 70 % des Drehmoments an die Vorderachse abgeleitet werden.

Die Merkmale des Kronenrad-Differentials bieten die folgenden Vorteile gegenüber dem Torsen Typ "C"

  1. Die Möglichkeit, eine stabilere Drehmomentverteilung mit vollständiger Verriegelung einzurichten, während der Torsen nur eine Drehmomentverteilung bis zum Torque Bias Ratio bereitstellen kann; dh das Kronenrad-Differential kann unabhängig vom Vorspannungsverhältnis vollständig sperren. Im Gegensatz zum Torsen funktioniert das Kronenrad-Differential nicht wie ein Sperrdifferenzial und kann vollständig gesperrt ohne Traktion an einer Abtriebswelle betrieben werden.
  2. Einfachere Integration in die Steuerelektronik ermöglicht elektronisches Allrad-Torque-Vectoring mit oder ohne aktives hinteres Sportdifferenzial
  3. Deutliche Größen- und Gewichtsreduzierung (mit 4,8 kg ca. 2 kg leichter als Torsen Typ C)

Das Endergebnis dieses Fortschritts in quattro ist die Fähigkeit der Fahrzeugelektronik, die Fahrdynamik in allen Traktionssituationen, sei es bei Kurvenfahrt, Beschleunigung oder Bremsung oder in jeder Kombination davon, vollständig zu beherrschen.

Entwicklungen

Audi hat quattro nie in bestimmten Generationen offiziell vorgestellt – Änderungen an der quattro-Technologie wurden in der Regel mit einer bestimmten Baureihe oder einem bestimmten Modell der Baureihe debütiert und dann zu geeigneten Zeitpunkten im Modellzyklus in andere Modelle eingeführt.

Ausgenommen hiervon war das Debüt des 2010er RS5, das von Audi unter anderem als Debüt einer neuen quattro-Generation angekündigt wurde .

quattro-Generation I

Demonstration der ersten quattro-Generation.

Eingesetzt von 1981 bis 1987 in Audi Quattro Turbo Coupé, Audi 80 B2 Plattform (1978–1987, Audi 4000 auf dem nordamerikanischen Markt), Audi Coupé quattro B2 Plattform (1984–1988), Audi 100 C3 Plattform (1983–1987, Audi 5000 .) auf dem nordamerikanischen Markt). Ab 1984 auch auf der Volkswagen VW Passat B2-Plattform ( VW Quantum auf dem US-Markt) verwendet, wo es als Syncro bekannt war .

Systemtyp: Permanenter Allradantrieb .

Offene Mitte Differential , manuell verriegelbaren über den Schalter auf den Mittel console.¹

Offenes Hinterachsdifferenzial, manuell sperrbar über Schalter in der Mittelkonsole.¹

Offenes vorderes Differential, keine Sperre.

¹ ABS im verriegelten Zustand deaktiviert.

Wie funktioniert das System: Wenn alle Differentiale entsperrt sind, kann sich das Auto nicht bewegen, wenn ein Rad (vorne oder hinten) die Traktion verliert (auf Eis oder in der Luft liegt). Wenn das Mitteldifferenzial bei entsperrtem Hinterachsdifferenzial gesperrt ist, kann sich das Fahrzeug nicht bewegen, wenn ein Vorderrad und ein Hinterrad die Traktion verlieren. Wenn das hintere Differential gesperrt ist und die Mitte entriegelt ist, kann sich das Auto nicht bewegen, wenn zwei Hinterräder oder ein Vorderrad die Traktion verlieren. Wenn sowohl das mittlere als auch das hintere Differenzial gesperrt sind, kann sich das Auto nicht bewegen, wenn zwei Hinterräder und ein Vorderrad die Traktion verlieren.

quattro-Generation II

Ab 1988 auf Audi 100 C3-Plattform der älteren Generation und Audi Quattro bis zum Ende ihrer Produktion, und auf der neuen Generation B3-Plattform (1989–1992) Audi 80/90 quattro , B4-Plattform (1992–1995) Audi 80 , Audi S2 , Audi RS2 Avant , C4-Plattform (1991–1994) Audi 100 quattro, Audi S4 , später C4-Plattform (1994–1997) Audi A6/S6 .

Systemtyp: Permanenter Allradantrieb .

Torsen Zentrum Differential , 50:50 ‚default‘ split, Zuteilen automatisch auf 75% bis Moment zu einer der Achsen zu übertragen.

Offenes Hinterachsdifferenzial, manuell sperrbar über Schalter in der Mittelkonsole neben der Handbremse.¹

Offenes vorderes Differential, keine Sperre.

¹ ABS deaktiviert, wenn es verriegelt ist, wird automatisch entriegelt, wenn die Geschwindigkeit 25 km/h überschreitet.

quattro Generation III

Nur beim Audi V8 von 1988 bis 1994 verwendet.

Systemtyp: Permanenter Allradantrieb .

V8 mit Automatikgetriebe :

Planetengetriebe -Mittendifferenzial mit elektronisch gesteuerter Lamellensperrkupplung

Torsen Typ 1 Differential hinten.

Differenzial vorne öffnen.

V8 mit Schaltgetriebe :

Torsen Typ 1 Mittendifferenzial .

Torsen Typ 1 Hinterachsdifferential.

Vorderes Differential öffnen.

Wie funktioniert das System: Unter Straßenbedingungen kann sich das Auto nicht bewegen, wenn ein Vorder- und beide Hinterräder die Traktion vollständig verlieren.

quattro Generation IV

Ab 1995 auf Audi A4 / S4 / RS4 (B5-Plattform), Audi A6 / S6 / allroad / RS6 , Audi A8 / S8 mit Schalt- und Automatikgetriebe. Auch beim VW Passat B5 , wo es zunächst als Syncro bezeichnet wurde , aber als es US-Boden erreichte, wurde es in 4motion umgetauft . Wird auch auf den Schwesterfahrzeugen Volkswagen Phaeton und Volkswagen Group D-Plattform verwendet. Der Volkswagen Touareg verwendet 4Xmotion mit separatem Getriebe, PTUs und Vorderachsen.

Das manuell sperrende Hinterachsdifferenzial der früheren Generationen wurde durch ein konventionelles offenes Differenzial mit elektronischer Differenzialsperre (EDL) ersetzt (die das Durchdrehen der Räder über ABS-Raddrehzahlsensoren erkennt und ein durchdrehendes Rad bremst und so das Drehmoment über das offene Differenzial auf überträgt das gegenüberliegende Rad, das mehr Traktion hat). EDS funktioniert bei Geschwindigkeiten bis zu 80 km/h (50 mph), bei allen quattro-Modellen (bei Nicht-quattro-Modellen: bis zu 40 km/h (25 mph)).

Systemtyp: Permanenter Allradantrieb .

Torsen Typ 1 Mittendifferenzial , 50:50 „Standard“-Split, verteilt automatisch bis zu 75 % der Drehmomentübertragung auf die Vorder- oder Hinterachse.

Offenes Hinterachsdifferenzial, Elektronische Differenzialsperre (EDL).

Offenes vorderes Differential, elektronische Differentialsperre (EDL).

quattro-Generation V

Angefangen beim B7 Audi RS4 und der Schaltgetriebeversion des 2006er B7 Audi S4 . Es wurde 2007 in die gesamte S4-, S6- und S8-Reihe übernommen.

Systemtyp: Permanenter asymmetrischer Allradantrieb .

Torsen-Mitteldifferenzial Typ 3 (Typ "C"), 40:60 "Standard"-Split vorne-hinten, verteilt automatisch bis zu 80% des Drehmoments auf eine Achse unter Verwendung eines 4:1 hochvorgespannten Mitteldifferenzials. Mit Hilfe von ESP können bis zu 100 % des Drehmoments auf eine Achse übertragen werden.

Offenes Hinterachsdifferenzial, Elektronische Differenzialsperre (EDL).

Offenes vorderes Differential, elektronische Differentialsperre (EDL).

Vectoring quattro-System

Das neue Sportdifferenzial von Audi debütierte mit „Torque Vectoring“ in der quattro-Generation V. Das Audi Sportdifferenzial ermöglichte die dynamische Drehmomentverteilung auf die Hinterachse des Debütfahrzeugs: des B7 (2008) S4 und ist nun eine optionale Ergänzung für alle quattro Fahrzeuge, die weiterhin das 40:60 asymmetrische Torsen (Typ "C") Mittendifferenzial verwenden. Das Sportdifferenzial ersetzt das normale offene Hinterachsdifferenzial, während die Vorderachse weiterhin auf ein offenes Differenzial mit EDS setzt.

Das Torque-Vectoring-Hinterachsdifferenzial wird von Magna Powertrain entwickelt und hergestellt und wird für Audi A4, A5, A6 und deren Derivate (einschließlich RS- Modelle) angeboten. Der Sport Differential verteilt selektiv Drehmoment an die Hinterachse Räder , wodurch ein Giermoment zu erzeugen, was die Handhabung verbessert und stabilisiert auch das Fahrzeug , wenn es übersteuert oder untersteuert , wodurch die Sicherheit erhöht wird .

Das Sportdifferenzial arbeitet durch die Verwendung von zwei Überlagerungszahnrädern am Differenzial, die über Lamellenkupplungen auf jeder Seite des Differenzialtellerrads betätigt werden. Die Steuerungssoftware (befindet sich in einem Steuergerät in der Nähe des Hinterachsdifferenzials) steuert bei Bedarf durch die Software (über Quer- und Längsgiersensoren, die ABS-Radsensoren und einen Lenkradsensor) das entsprechende Kupplungspaket an. Dies hat zur Folge, dass der Abtriebswellenantrieb über das Übersetzungsgetriebe zum angeschlossenen Rad führt, während die andere Welle ihr Rad direkt weiter antreibt (dh das Kupplungspaket nicht betätigt). Die Abtriebswelle mit höherer Drehzahl erzeugt ein erhöhtes Drehmoment an das Rad, wodurch ein Gier-(Dreh-)Moment erzeugt wird. Im Normalbetrieb wird dem kurvenäußeren Rad ein erhöhtes Drehmoment zugeführt, wodurch das Drehmoment des Fahrzeugs erhöht wird, dh seine Bereitschaft, in die vom Lenkrad gezeigte Richtung zu drehen.

quattro-Generation VI

Audi debütierte im RS5 2010 die 6. Generation des quattro. Die wichtigste Änderung in der Generation VI ist der Ersatz des Torsen-Typ "C"-Mittendifferenzials durch ein von Audi entwickeltes "Crown Gear" -Differential. Mit dem neuen Mittendifferenzial „Crown Gear“ können bis zu 70 % des Drehmoments auf die Vorderräder und bei Bedarf bis zu 85 % auf die Hinterräder übertragen werden. Das Ergebnis dieses Fortschritts in quattro ist die Fähigkeit der Fahrzeugelektronik, die Fahrdynamik in allen Traktionssituationen, sei es bei Kurvenfahrt, Beschleunigung, Bremsung, Schnee oder in jeder Kombination davon, vollständig zu beherrschen. Dieses System wurde später vom A7, der neuesten Generation des A6 und A8, übernommen.

BorgWarner

Der Audi Q7 , der Plattformkollege des Volkswagen Touareg und Porsche Cayenne , nutzt nicht die gleichen Grundlagen der beiden Vorgängermodelle. BorgWarner liefert stattdessen das 4WD-System für diesen geländegängigeren SUV. Es wird ein Torsen-Differential vom Typ 3 (T3) verwendet.

Ultra

Audi kündigte im Februar 2016 "Audi Quattro with Ultra Technology" an, ein System mit Frontantrieb für den Einsatz auf Plattformen mit längs eingebauten Motoren, das viel mit seinen Haldex-basierten Systemen gemeinsam hat.

Quersysteme

Da Volkswagen Group s erster Regelquerriges Fahrzeug 1974 mit Vierradantrieb (4WD) wird ebenfalls für die in Betracht gezogen worden A-Plattform - Familie von Autos . Erst mit der zweiten Generation dieser Plattform erschien endlich 4WD auf dem Markt. Der Mk2 Golf Syncro Mitte der 1980er Jahre mit seiner quer verlaufenden Motor- und Getriebepositionierung hatte den größten Teil seines Drehmoments hauptsächlich an der Vorderachse.

An dem Transaxle ist eine Energieübertragungseinheit (PTU), die an einem hinteren verbunden ist Achse durch eine Kardanwelle . Die PTU leitet auch Drehmoment durch sich selbst an die Vorderachse. An der Hinterachse wurde das Drehmoment zunächst über eine Visco-Kupplung geleitet, bevor es zum Achsantriebsradsatz gelangte. Diese Kupplung enthielt Reibscheiben und ein Öl, das gerade so viskos war, dass der Druck beeinflusste, wie viele Scheiben verbunden und aktiv waren (und somit wie viel Leistung an die Hinterräder geliefert wurde).

Beginnend mit der A4-Plattform der Mk4-Generation wurde die Viskosekupplung zugunsten einer elektrohydraulischen Haldex Traction -Kupplung mit begrenztem Schlupf (LSC) oder Kupplung fallen gelassen . Die Haldex Traction LSC-Einheit ist kein Differential und kann daher nicht im eigentlichen Sinne wie ein Differential funktionieren . Eine Haldex Traction-Einheit kann bis zu 100 % des Drehmoments auf die Hinterachse umleiten, wenn die Bedingungen dies erfordern. Viele Leute sind mit der Drehmomentverteilung auf Haldex-basierten Systemen verwirrt. Unter normalen Betriebsbedingungen arbeitet die Haldex-Kupplung mit einer Drehmomentübertragung von 5 %. Unter widrigen Bedingungen, bei denen die Raddrehzahlsensoren des Fahrzeugs festgestellt haben, dass beide Vorderräder die Traktion verloren haben, kann die Haldex-Kupplung bei 100% Klemmkraft blockieren, was bedeutet, dass das gesamte Drehmoment auf die Hinterachse übertragen wird. Die Drehmomentverteilung zwischen linken und rechten Rädern wird mit einem konventionellen offenen Differenzial erreicht. Verliert eine Seite der angetriebenen Achse die Haftung, steuert die elektronische Differenzialsperre (EDL) des ESP dies. EDL bremst ein einzelnes durchdrehendes Rad; Daher wird das Drehmoment über das offene Differential über die Achse auf das gegenüberliegende Rad übertragen. Bei allen Fahrzeugen mit Quermotor und dem auf Haldex basierenden Allradantriebssystem steuert die EDL nur die Vorderräder und nicht die Hinterräder.

Die Hauptvorteile des Haldex Traction LSC-Systems gegenüber dem auf Torsen basierenden System sind: eine leichte Kraftstoffeinsparung (aufgrund der Entkopplung der Hinterachse, wenn sie nicht benötigt wird, wodurch die Antriebsstrangverluste aufgrund von Reibung reduziert werden) und die Fähigkeit zur Wartung ein kurzer Motorraum und ein größerer Fahrgastraum aufgrund der quer verlaufenden Motoranordnung. Ein weiterer Vorteil des Haldex gegenüber reinen Frontantriebsvarianten des gleichen Modells ist eine ausgewogenere Gewichtsverteilung zwischen Vorder- und Hinterrad (aufgrund der Anordnung des Haldex-Mittendifferenzials neben der Hinterachse).

Nachteile des Haldex Traction-Systems sind: Das Fahrzeug verfügt über inhärente Fahreigenschaften mit Frontantrieb (wie beim Motorbremsen werden nur die Vorderräder belastet, und aufgrund der reaktiven Natur des Haldex-Systems und einer leichten Verzögerung bei der Umverteilung Motorleistung) und auch die Haldex LSC-Einheit erfordert zusätzliche Wartung in Form eines Öl- und Filterwechsels alle 60.000 Kilometer (wobei der Torsen allgemein als wartungsfrei gilt). Ein weiterer wichtiger Nachteil des Haldex-Systems ist die Anforderung, dass alle vier Reifen identische Abnutzungsgrade (und Rollradien) aufweisen, da Haldex Daten von allen vier Raddrehzahlsensoren benötigt. Ein letzter wesentlicher Nachteil ist die Verringerung des Gepäckraums im Kofferraum (Kofferraum), da die sperrige Haldex-LSC-Einheit einen um etwa drei Zoll erhöhten Kofferraumboden erfordert.

Viskosekupplung

Dieses 4WD-System wurde nur bei Fahrzeugen der Marke Volkswagen verwendet und wurde nie bei Audi- Fahrzeugen außer dem Audi R8- Modell verwendet.

Das oben erwähnte Visco-Kupplungs-4WD-System wurde in der Mk2-Generation von quermotorigen A2-Plattformfahrzeugen gefunden , darunter der Volkswagen Golf Mk2 und Jetta . Es wurde auch auf dem Volkswagen Typ 2 (T3) (Vanagon in den USA), der Mk3-Generation von Golf und Jetta, der dritten Generation des Volkswagen Passat B3 (der auf einer stark überarbeiteten A-Plattform basierte) und dem Volkswagen Eurovan gefunden .

Das Vanagon-System war RWD-voreingenommen, Motor und Transaxle befanden sich im Heck, während die Visco-Kupplung in der Vorderachse in der Nähe des Achsantriebs zu finden war. Dieses 4WD-System war bei allen Fahrzeugen als Syncro bekannt .

Was: Automatischer Allradantrieb (auf Anfrage).

Eine Viskokupplung anstelle eines Mitteldifferenzial, mit eingebautem Freilaufmechanismus , um die angetriebene Achse zu trennen , wenn gebremst wird .

Offenes Hinterachsdifferenzial (mechanische Differenzialsperre optional beim Vanagon).

Offenes Vorderachsdifferenzial (mechanische Differenzialsperre optional beim Vanagon).

Normalerweise ein Fahrzeug mit Frontantrieb (außer Vanagon, siehe oben). Unter normalen Fahrbedingungen werden 95 % des Drehmoments auf die Vorderachse übertragen. Da die Visco-Kupplung als "langsam" gilt (es dauert einige Zeit, bis sich Silikonöl aufwärmt und verfestigt), werden jederzeit 5% des Drehmoments auf die Hinterachse übertragen, um die Visco-Kupplung "vorzuspannen" und die Aktivierung zu reduzieren Zeit. Bei Schlupf sperrt die Kupplung und bis zu 50 % des Drehmoments werden automatisch auf die Hinterachse (vorne im Vanagon) übertragen. Unter Straßenbedingungen bewegt sich das Fahrzeug nicht, wenn ein Vorderrad und ein Hinterrad die Traktion verlieren.

Das im Hinterachsdifferential eingebaute Freilaufsegment lässt die Hinterräder schneller rotieren als die Vorderräder, ohne die Visco-Kupplung zu blockieren und verhindert, dass das ABS jedes Rad unabhängig voneinander bremst. Durch den Freilauf kann das Drehmoment nur bei Vorwärtsfahrt auf die Hinterachse übertragen werden. Damit der Allradantrieb auch beim Rückwärtsfahren funktioniert , ist am Differenzialgehäuse ein unterdruckbetätigtes „Gas-Bedienelement“ verbaut. Diese Vorrichtung sperrt den Freilaufmechanismus beim Einlegen des Rückwärtsgangs. Der Freilauf entriegelt, wenn der Schalthebel nach rechts über den dritten Gang geschoben wird. Der Freilauf wird nicht sofort nach dem absichtlichen Verlassen des Rückwärtsgangs entriegelt – dies soll verhindern, dass der Freilauf von der Sperre in die Entsperrung wechselt, wenn das Auto feststeckt und der Fahrer versucht, das Auto durch Schalten von vorne in den Rückwärtsgang und zurück zu „schaukeln“.

Nachteile dieses Allradantriebssystems beziehen sich auf die Betätigungszeit der Viskosekupplung.

  1. Beim Beschleunigen in Kurven auf rutschigem Untergrund wird die Hinterachse verzögert zugeschaltet, was zu einer plötzlichen Änderung des Fahrzeugverhaltens (von Untersteuern zu Übersteuern) führt.
  2. Beim Anfahren auf sandigem Untergrund können sich die Vorderräder im Sand eingraben, bevor der Allradantrieb eingeschaltet wird.

Haldex

Ab 1998 ersetzte die schwedische Haldex Traction LSC-Einheit die Visco-Kupplung. Haldex wird von Audi in den quattro-Versionen des Audi S1 , Audi A3 , Audi S3 und des Audi TT verwendet . Es wird auch von Volkswagen in den 4motion- Versionen der Mk4- und Mk5-Generationen von Volkswagen Golf , Volkswagen Jetta und dem Golf R32, Volkswagen Sharan , VW Passat der 6. Generation (ebenfalls basierend auf der A-Plattform) und Transporter T5 verwendet . Bei den Audis gilt das Markenzeichen und wird noch immer als quattro bezeichnet, während die Volkswagen den Namen 4motion erhalten. Auch der Škoda Octavia 4x4 sowie der SEAT León 4 und der SEAT Alhambra 4 nutzten Haldex LSC, basierend auf Modellen des Volkswagen Konzerns . Seltsamerweise verwendet der Bugatti Veyron auch Haldex, allerdings mit separatem Getriebe, PTU und Vorder- und Hinterachse.

Was: Automatischer Allradantrieb (auf Anfrage).

Haldex Traction LSC-Lamellenkupplung mit elektronischer ECU-Steuerung, die als Pseudo-Mittendifferenzial fungiert.

Offenes Hinterachsdifferential, kein EDS.

Offenes vorderes Differential, EDS.

Wie: Normalerweise ein Fahrzeug mit Frontantrieb . A Haldex LSC Traction Einheit bis zu einem Maximum von 100% des oben ablenken kann Drehmoments auf die Hinterachse als Bedingungen rechtfertigen. Viele Leute finden die Drehmomentverteilung bei Haldex Traction-Systemen verwirrend. Unter normalen Betriebsbedingungen arbeitet die Haldex LSC-Kupplung mit 5 % (verteilen Sie 5 % zwischen vorne und hinten, und 97,5% Drehmoment geht nach vorne und 2,5% geht nach hinten). Unter widrigen Bedingungen, bei denen beide Vorderräder die Traktion verlieren, kann die Haldex-Kupplung bei 100 % Klemmkraft blockieren. Das heißt, da kein Drehmoment auf die Vorderachse übertragen wird, müssen alle Drehmomente (abzüglich der Verluste) auf die Hinterachse übertragen werden. Die Drehmomentverteilung zwischen linken und rechten Rädern wird mit einem konventionellen offenen Differenzial erreicht. Verliert eine Seite der angetriebenen Achse die Haftung, steuert die Elektronische Differenzialsperre (EDS) dies. EDS bremst ein einzelnes durchdrehendes Rad, und daher wird das Drehmoment über das offene Differential auf das gegenüberliegende Rad übertragen. Bei allen Fahrzeugen mit Quermotor und dem Allradantrieb Haldex Traction LSC steuert die EDS nur die Vorderräder und nicht die Hinterräder.

Bei Fahrzeugen, die nur mit EDS an den Vorderrädern ausgestattet sind, bewegt sich das Fahrzeug nicht, wenn sowohl das Vorder- als auch eines der Hinterräder die Traktion verliert.

Aufgrund der Einschränkungen der elektronischen Differenzialsperre (siehe quattro IV-Beschreibung oben) reicht es unter Offroad-Bedingungen aus, dass ein Vorder- und ein Hinterrad die Traktion verliert und sich das Auto nicht bewegt.

Das Haldex Traction-System ist eher reaktiv als präventiv, da es einen Unterschied im Schlupf (oder Drehzahl) der beiden Achssysteme geben muss, bevor das Haldex arbeitet und Drehmoment an die Hinterachse sendet. Dies ist nicht gleichbedeutend mit einem Raddurchdrehen, da das System in weniger als der vollen Umdrehung eines Rads am Fahrzeug reagieren kann. Die permanente „Vollzeit“ gleichmäßige Drehmomentverteilung des Torsen unter rutschfesten Bedingungen verringert die Wahrscheinlichkeit, dass ein Rutschen beginnt.

Die elektronische Haldex-Steuereinheit (ECU) trennt die Haldex-Kupplung in der Mittelkupplung, sobald die Bremsen betätigt werden, damit das ABS ordnungsgemäß funktioniert. Bei engen Kurvenfahrten mit niedriger Geschwindigkeit (zB beim Parken) wird die Kupplung von der elektronischen Steuereinheit ausgerückt, um ein "Aufdrehen" im Getriebe zu vermeiden. Wenn die elektronischen Stabilitätsprogramme (ESP) aktiviert sind, wird Haldex deaktiviert, damit das ESP-System das Fahrzeug effektiv steuern kann, dies gilt unter Beschleunigungs- und Verzögerungsbedingungen.

Marketing

Als Teil der Audi-Feier der quattro-Allradantriebstechnologie wurde ein TV-Spot mit dem Titel „Ahab“ produziert, inspiriert von dem amerikanischen Roman Moby Dick. Die Anzeige debütierte in den USA während der Playoffs der NFL-Division 2012.

Siehe auch

Verweise

Externe Links