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为什么奥迪推出了第二代quattro差速器?

1986年,奥迪推出了第二代quattro四驱系统。与第一代相比,最大的改变在于中央差速器,采用了标志性的托森A型中央差速器,具备了自锁功能。在正常情况下,动力会以50:50的比例分配至前后轴,当出现打滑时,中央差速器会自动将动力分配给附着力更好的车轮,而后轴依然使用带手动锁止功能的差速器,前轴则为开放式差速器。

1988年,quattro进化至第三代,分为手动挡和自动挡两种版本。这两种四驱系统的区别在于中央差速器的不同。

·手动挡依然使用托森A型差速器,而自动挡车型则采用了电控多片离合器的行星齿轮中央差速器。两种版本的后差速器都使用了托森A型的差速器,取代了之前手动锁止的差速器,而前轴依然使用开放式的差速器。

·从这一代开始,quattro进入了全自动控制的时代。第四代quattro四驱系统于1994年问世。手动车型依然使用托森A型差速器,而自动车型上则使用了平行齿轮结构的托森B型差速器,并首次加入了EDL电子差速锁,能够在单侧车轮打滑时进行制动,增加有附着力一侧车轮的驱动力。

大家都知道,当动力传输到驱动轮上时,如果遇到一侧车轮打滑,在没有差速锁的情况下,动力会从打滑一侧流失,而有附着力的车轮无法获得更多的驱动力来使车辆脱困。中央差速锁可以锁止前后轴之间的转速差,而前轴或者后轴的差速锁则可以锁止轴间左右车轮的转速差。

很多朋友不清楚电子差速锁和电控差速锁的区别,简单来说,电子差速锁是通过对打滑车轮进行制动,从而限制动力从打滑一侧流失,保证有附着力一侧的车轮有足够的动力。而电控差速锁则是通过气动、电磁等控制方式来锁止差速器的装置。

1998年,第五代quattro四驱系统优化了扭矩感应式的托森A型差速器和ESP电子稳定程序,与四驱系统配合使用。经过优化的托森A型中央差速器,具备了更为出色的扭矩分配能力。同时,牵引力锁止值也经过了优化。在这个时期,奥迪也推出了许多人所说的"假"quattro,也就是横置平台的Haldex四驱系统。

Haldex中央差速器是一个电控多片离合器的结构,系统会根据车辆的行驶状态,由控制单元发出指令,通过增大或降低多片离合器间的压紧力,来进行前后动力的分配。正常情况下,系统会把大部分的动力分配到前轴,从而节省油耗。如前轮出现打滑时,系统会增大工作油压,通过活塞压紧离合器片,从而将动力传递到后轴。Haldex系统至今已发展至第六代,体积更小,重量更轻,能够感知车辆当前的行驶状态,配合前后EDL电子差速锁的功能,更加精准地控制每个车轮的扭力,使得车辆无论是在弯道还是湿滑路面,都具备良好的爬坡性能。

2005年,奥迪更新了第六代quattro,核心中央差速器升级为托森C型,采用行星齿轮结构的扭矩感应式C型中央差速器,结构更加精巧,自动锁止功能的反应时间也更为迅速。

通常情况下,中央差速器以40:60的分配比例,将动力传递至前后轴。当遇到特殊路况时,前轮可以根据需要分配到15%到65%的动力,而后轮则可以分配到85%至35%的动力,偏向后轮的动力输出特点,为车辆提供了更高的操控性能。在直线加速和弯道中,这一特点表现得尤为突出。

2005年,奥迪推出旗下第一款SUV车型Q7,同样采用了第六代quattro四驱系统。第六代quattro全时四驱系统,后轴的差速器,在部分的运动车型上,可以选择主动式的运动差速器。它采用电控多片离合器的结构,可以更好地分配两个后轮间的动力。

2010年,奥迪再一次更新了第七代quattro系统中央差速器的结构,也从一直使用的托森差速器变成了冠状齿轮结构。正常情况下,由于前后差速器齿轮与冠状齿轮接触位置不同,前后轴的扭力分配为40:60gforce,最多将85%的动力传递至后轴force。前后轴的动力分配范围从15:85到70:30,这相比原来的调整范围又有所增加。

第七代quattro系统最大的特点是在差速的同时可以实现扭矩的分配,可根据车辆四轮的贴地情况,依靠机械自主分配动力,反应迅速敏捷度高,重量也更轻。当有单轴上的车轮打滑时,通过冠状齿轮的中央差速器可以将驱动力分配到其他车轮实现车辆脱困。

第一款采用第七代quattro的RS5车型,也拥有了扭矩矢量控制功能,来增强过弯的操控性。虽然第七代quattro已经改用了冠状齿轮的中央差速器,对于传统的托森结构,奥迪也在不断地改进。2013年,奥迪升级了第六代quattro,所使用的托森C型差速器变成了托森CSM差速器。

它是托森C的轻量化小型版本,但因为材料学的不断发展,在保证强度的同时,对比之前托森C型差速器的6.9公斤,重量大幅降低至3.2公斤。2016年,奥迪推出了一种全新的quattro系统,命名为quattro Ultralecoupler,Controlled multi-plate clutch。尽管名称中含有“Ultra”,但它并不是更加强大的quattrocoupler,而是为了实现四驱系统的grated decoupler。奥迪quattro用户90%的时间都不需要四轮驱动,因此Controled mut-plae cquattro Ultra更符合用户的使用场景。Controled mut-plae cquattro Ultra的设计目的是为了让四驱系统更加方便地decoupler,Controled GLS clutchand r。Controled寒暄-plae cluth更符合用户的使用习惯。Controledmutl-plate cluth奥迪quattro用户90%的时间都不需要使用四驱,因此Controlledsetsetsetset都不需要用上四轮驱动。为了减少四驱系统带来的不必要动力损失和燃油消耗,奥迪的设计师设计了中央电控离合差速器和后电控离合差速器两个部分。

→通过多个电控装置感知车身状态,并通知相应的四驱电控模块。此时,中央电控离合差速器由离合器涡盘和蜗杆组成,可以高效地实现前轮驱动。

→它与奥迪七速双离合器变速箱的输出轴尾端相连,通过电控多片离合器来控制向后轮传输的动力比例。当需要全轮驱动时,电控直行器通过感知器带动涡盘,调节施加在多片离合器上的压力,从而控制向后轮的驱动力。这样,在正常行驶时,车辆始终是前轮驱动。

通过两个电控离合差速器,奥迪的四驱系统可以在行驶过程中将向后轮传递动力的传动轴完全停止转动,进一步降低因传动轴转动而产生的动力损失和燃油消耗。此外,奥迪的四驱系统还采用了全轮驱动电子控制系统,可以在200毫秒内完成向后轮传输动力的工作,实现四轮驱动。

随着电动车的普及,2018年,奥迪推出了E-quattro系统。一辆车由前后轴两个电机分别驱动前后轴,实现了四轮驱动。在2020年的e-tron S上,升级了E-quattro系统。前轴仍使用一个电机,驱动前轴。而后轴则由左右两个单独的电机提供动力,实现了左右轮独立驱动。这样,E-quattro系统已无需中央差速器进行动力分配,完全实现了四轮驱动。

在2021年的全新奥迪RS3车型上,对比传统横置发动机平台的Haldex四驱系统,采用了RS扭矩分配器代替之前的中央电控多片离合器结构。后桥左右驱动轴底部配备了电子控制的多片离合器,可实现左右轮扭矩矢量分配,提高车辆动态性能和操控性。同时,在湿滑路面上也能通过左右轮动力分配来控制车辆姿态,减少车辆侧滑。

至此,我们梳理了历代quattro系统的特点和发展。当然,弹幕上肯定有人会问奥迪R8的quattro系统。R8是奥迪唯一的超级跑车,采用MR布局方式。简单来说,四驱系统就是将Haldex四驱系统反过来。Haldex中央差速器靠近前桥,可在前后桥之间分配15:85或30:70的动力,前桥仍为开放式差速器。而后桥上配备了LSD限滑差速器。R8使用的Haldex四驱系统也可以被称为“假”quattro吗?

其实,大家所谓的真假quattro无非就是指是否使用了托森结构的中央差速器。而quattro系统是奥迪四驱系统的统一名称,托森结构也不是奥迪发明的,而是Gleason和Jtekt的专利。Jtekt是丰田的子公司,这也是为什么很多丰田车型中差原厂配的就是托森,很多LSD品牌如Quaife也同样使用的是托森结构。Haldex四驱系统本身也是由博格华纳为各大厂商提供的四驱系统方案,但大众沃尔沃路虎等品牌也在使用。

RS扭矩分配器、Two multi-plate clutches、“以及最新RS车型上捆绑ion ofthe drive force所使用的扭矩矢量分配系统on ofthe drive force,都是来自奥地利麦格纳。因此,我们看到的各个的四驱系统,无论是奥迪的quattro、宝马X Drive、还是大众的4Motion,都是它们各自四驱系统的总称。但是,我们在了解这些不同版本的quattro时,需要明确一个概念:全时四驱和全时四驱是不同的。

全时四驱系统通过中央差速器同时驱动前轴和后轴,根据中央差速器的不同类型,扭矩分配可能是固定的,也可能是可变的。全时四驱系统可以在任何路面和任何速度下使用,只有同时满足这三个条件,才能被算作是全时四驱。

很多在宣传时称,只要车辆四个轮子时刻都有动力分配,就称其为全时四驱。这显然是不严谨的,只有采用机械式中央差速器的四驱结构,才能被算作是全时四驱。无论是开放式还是限滑式的中央差速器,任何采用多片离合器作为中央差速器结构的四驱,都不能被算作是全时四驱。

因为这种四驱系统无法满足利用中央差速器进行力矩分流的条件以及前后桥,任何时候都可以得到力矩分配的要求。因此,在所有版本的quattro四驱中,只有采用纯机械结构中央差速器的quattro,才能被算作是真正的全时四驱。而最强的quattro,就是运用于目前RS4567车型中,托森csm中央差速器加上后桥运动型差速器的搭配。如果后桥采用开放式的差速器,在左右车轮存在转速差的时候,就会导致动力的流失。因此,锁止式的差速器可以将这部分损失的动力利用起来。

而奥迪的运动型差速器不仅能够实现常规锁止式差速器分配左右扭矩的效果,并且在运作时,会叠加一个附着的力矩和转速,配合上增速机构,实现单侧车轮的加速效果。

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