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为冰雪而生 奥迪quattro四驱系统的进化

2017-01-16 16:01 来源:南方网

奥迪与冰雪有着深厚的渊源。当上个世纪七十年代末,奥迪quattro原型车在大雪覆盖的山路上用夏季胎轻松超越了绑着防滑链的其他车型时,奥迪quattro已经开始了对“常识”的不断挑战。正是严苛的冰雪场地促成了quattro全时四轮驱动系统的问世,也最终成就了quattro技术的高效性、精准性以及可靠性。

极度聪明的quattro,结构十分精密的quattro,却又是原理简单的quattro,反应异常灵活的奥迪quattro令汽车在湿滑路面上的动态宛如壁虎快速爬行。

quattro本能

1978年1月,在位于奥地利Stryrian陡峭的山路上进行试验时,一辆奥迪原型车向世人展示了其充沛的抓地力和强劲的牵引能力。在急转弯时,由于前轮的转弯曲线会大于后轮,可能造成转向不足,使得车辆的传动系统受到明显的冲击,这是因为它前后两根传动轴是连接在一起的。为了解决这一问题,奥迪研发小组变速箱设计部门主管Franz Tengler想出了一个绝妙的方案:在变速箱内安装一根26.3厘米长的二级传动轴,使能量可以在两个方向传送,它可以将发动机60%的动力传输至后轴,并具有自己的防滑差速器,而在尾部,该轴驱动手动锁紧的内轴差速器的行星齿轮,剩余的动力沿着空心轴内侧由从动轴传至前轴差速器。正是这个创新让奥迪开创了quattro的时代。

第一代quattro - 智慧

在1980年的日内瓦车展上,奥迪展示出了一款造型流畅的2+2双门四驱跑车——这便是大名鼎鼎的Quattro。毫无疑问,它是当年日内瓦车展上最闪耀的明星,这也标志着第一代奥迪quattro四轮驱动系统的正式诞生。自此,quattro四轮驱动系统便代表着奥迪为奉献给驾驶者更多驾驶乐趣、运动性和安全性所付出的不懈努力。从第一代奥迪quattro四驱系统诞生至今已经37年。

从Audi 80、Audi quattro turbo coupe(1981年至1987年)、Audi 100(基于1983至1992年的C3平台)以及在美国面市的Audi 4000和Audi 5000车型上面,我们可以追寻到第一代quattro的成功。

除非一个前轮和两个后轮同时失去牵引力(那几乎不可能),当两个差速器锁止,便有100%的扭矩可以被输送给前轴或者后轴。这一代quattro堪称坚固的四轮驱动系统,它在越野环境下表现非常出色,但还离不开驾驶者的手动控制干预。事实上,正是为了寻求更适合日常驾驶的四轮驱动车型,奥迪的第二代quattro系统随后诞生。

第二代quattro - 精密

quattro将前后轮轴之间的驱动力无级调节输送,成为取代前轮或后轮驱动、实现更出色加速和过弯性能的奥迪科技。

这时的quattro通常情况下可以在前后轴之间做50:50的扭矩分配,而自动锁止时传输给任意车轴的扭矩可以高达80 。前后轴扭矩全天候全时自动分配,你只需要在极端严酷的情况下才会应用到后轴手动控制差速器锁。当后轴差速器人为锁止,ABS便会自动失效。而与第一代不同的是,当行车时速高于25公里,差速器又会自动解锁,ABS可以重新开始工作。除非托森差速器(也叫扭矩自感应锁止差速器)感觉不到车轴上的扭矩,否则车便永远不会失去前进的动力。

第三代quattro - 灵活

对于公路路况来说,这是一套非常出色的全时四轮驱动系统,只有当四个车轮都失去了牵引力车子才会无法驱动。

从1988年的Audi V8车型开始,该套四轮驱动系统也依据所使用变速器类型的不同而有所不同。采用手动变速器的Audi V8车型不仅装配了中央托森差速器,同时后轴也首次采用了托森差速器锁,因此后轴的锁止不再依靠人为干预,这使得它成为了前所未有的、强大且灵活的全天候全时四轮驱动系统。不再需要人为干预的还有带电子控制多片式离合锁止行星齿轮中央差速器的Audi V8,尽管当一个前轮和两个后轮同时失去牵引力的时候车仍然会无法前行,但是新的结构决定了当前轴一旦失去了抓地力,多片离合器会自动锁死并保证100%的扭矩被输送给后轴。这种前瞻性理念至今仍引领着汽车界的设计潮流。

第四-五代quattro - 自然

始自1994年的第四代quattro,其托森中央差速器在1997年得再次到了优化,并被划归为第五代quattro,应用于Audi A4/S4、 A6/S6、A8/S8多个手动挡车型上。

与此前相同,这两代系统在通常情况下,前后轴扭矩分配依然为50:50,差速器自动锁止时仍然可以将高达80 的扭矩传输给任意车轴。手动控制的后轴差速器锁被电子差速锁取代,它具有类似限滑差速器的功效——当系统通过ABS传感器检测到车轮空转时便会考虑提供制动力给这个车轮,并通过开放式差速器将更多的牵引力传输给另一侧车轮。当车速不高于40公里/小时,EDL都可以工作,甚至对于那些性能更高的版本,例如:S4、S6和S8,EDL工作的车速上限可以达到80公里/小时。而对于A8和S8而言,除了通过制动车轮来横向分配扭矩外,当车轮空转速度过高或超过预定值,发动机还会自主降低输出转速以限制整体扭矩的输出。

第六代quattro - 神秘

第六代奥迪quattro系统是一套全天候全自动全时四轮驱动系统。而今,所有奥迪quattro车型都已标配ESP和EDS(在EDL基础上进行升级)功能,无一不代表着全时四轮驱动的最高科技!

自2005年的Q7开始,奥迪四轮驱动车型全面装备更为先进的quattro,改进从未停止。托森III型行星齿轮中央差速器的使用,确保了新系统可以在前后轴做出更为宽泛的扭矩分配,这种全新的扭矩分配比例(65%:85%)更加增强了奥迪车型的操控性。相比此前quattro车型在湿滑路面上可能从转向不足突然变为转向过度而言,第六代则更加稳定。可以把更多扭矩输出给后轴的第六代quattro为车辆带来了神秘、安全又精准的后轮驱动的操控感。

第七代quattro -冠状齿轮中央差速器

全新一代的quattro四驱系统,最大的改变在于将托森中央差速器更换成冠状齿轮差速器。这种差速器最大的优点是体积小、重量轻,同时具有更高的动力分配比。虽然冠状齿轮也是纯机械结构,但依靠多片离合器的控制,它比托森差速器有着更大的扭矩比例调节范围,而且前后的扭矩分配也更加灵活。冠状齿轮差速器的工作原理其实就是通过改变“力臂”长短来实现扭矩的分配调节。从变速箱输出的动力输入到冠状齿轮差速器行星齿轮架上,通过行星齿轮向前后冠状齿轮(连接前后轴)传递动力,前后冠状齿轮分别配有单组和多组摩擦片。正常状态下,通过前后冠状齿轮与差速器行星齿轮不同的作用半径实现前后桥40:60的扭矩分配,前后冠状齿轮与行星齿轮相对静止,当前桥或后桥车轮附着力降低(打滑)时,冠状齿轮与行星齿轮发生相对旋转,挤压打滑一侧冠状齿轮压紧摩擦片,使因打滑流失的动力部分通过差速器壳体传递至未打滑的驱动桥,而前后摩擦片组的数量也决定了扭矩分配的范围:根据车辆前后桥附着力情况,前轮的动力在15%-70%之间自动分配,后轮的动力则在30%-85%之间自动分配。

编辑: 宋鸽
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