Quattro在意大利语中的意思是“4”,奥迪手中是骄傲的4驱动器系统,在BBA大战中帮助奥迪不要漏风。

壁虎为quattro最具代表性,也是最受中国喜欢的标志,同时意为“避祸”

经常有人拿宝马的xDrive来做比较,其实没有可比性,quattro采用的是机械结构的自锁系统,而xDrive更依赖电控系统来实施扭矩分配,从使用可靠性方面考虑的话quattro无疑更胜一筹。

要知道,宝马在1991年才开始在当时5系车型上使用电子控制进行四轮驱动,比奥迪晚起步了好几年,且发展方向也大不相同,在四驱方面,电子系统毕竟是不如纯机械的,这点毋庸置疑。

奥迪的quattro四驱技术无疑是如今最耀眼的四驱技术之一了,而说它是世界上最好的也不为过,因为没有quattro技术,就没有如今的奥迪,也没有如今的四驱轿车的辉煌,可以说,quattro不仅把四驱技术发扬光大了,而且还把奥迪捧上了各大赛事的四驱神坛:如Audi R18 e-tron quattro多次以“大满贯”形式横扫勒芒耐力赛的领奖台

过去所有带quattro标志的奥迪车都采用基于托森差速器的全时四驱,再加上长时间以来奥迪对于这种四驱与quattro名称之间的连带推广,从而形成了一种认识惯性:quattro就是基于托森差速器四驱的代名词,其实quattro只是奥迪的一个御用改装部,所有高性能版的奥迪车都带quattro标志。

奥迪RS4

这里还有个关于quattro起源的小故事:

1977年冬季,有一天奥迪工程师们要前往瑞典的测试场上测试一些新的原型车,而他们的座驾是一辆名为Iltis的越野车。

Iltis

Iltis是奥迪多年前为德国军队开发的一辆全时四驱越野车,这款车虽然设计简单,但凭借将功率分配给四个车轮的全时四驱技术,因此拥有强大的越野能力。

可想而知的,一辆军用越野车的舒适性和驾驶性能终究无法与一辆轿车相比,于是乎如何让轿车也拥有越野车一般的舒适性和驾驶性能就成了奥迪工程师们的全新课题,并顺势启动了四驱项目,代号262。

最早的开发,是在以当时投产的奥迪80蓝本基础上进行的。

B2版本奥迪80


为了获得均衡的扭矩分配,工程师们并不想直接沿用开放式中央差速器的全时四驱,因为当时的电控技术相当落后,并不足以支持这个技术。不得已之下,一个惊人的方案出现了:

通过空心套轴来实现对前后扭矩的分配。这根轴套集成在变速箱里,轴套将50%的动力传递给后差速器,轴心则传输另一半给前差速器,并且实现限滑功能。由此,第一代奥迪80 quattro问世,开启了quattro的新时代。

既然提到了四驱系统,我们来简单描述:四驱系统的构成应该有 3 个差速器,即前后桥的 2个轮间差速器和将动力分配给前后桥的 1 个中央差速器。

1987年,quattro技术开始出现第一次飞跃,托森(Torsen)差速器被引入到四驱系统当中。

形成了第二代quattro,即quattro torsen A

第二代B3 版本 奥迪80 quattro

托森是扭矩传感器的意思,从这一点就可以看出此时的quattro四驱与普通全时四驱的重大不同。

托森差速器主要的功能:

1. 传递发动机功率

2. 平衡前后桥转速

整个差速器的工作过程并不复杂:

1、发动机功率传递至空心轴

2、空心轴转动,同时也带动差速器的外壳旋转

3、蜗杆轴旋转,带动3个涡轮旋转

4、由于3个涡轮的旋转,带动蜗杆旋转

5、动力平均的从蜗杆处传递至差速器齿轮轴和驱动轴

6、差速器齿轮轴将动力传输至驱动前桥

7、驱动轴将动力传输至驱动后桥

那么看了结构之后,托森差速器在汽车行驶的时候是如何工作的呢?

1.汽车直线行驶时

涡轮、蜗杆和差速器外壳是作为一个整体旋转的,这时的差速器并不起作用

2.汽车转弯行驶时

这时就可以体现出托森差速器的核心价值了,这种结构可以使得托森差速器在汽车以不同的转弯半径行驶时,都能达到平衡前后轮车速的目的,避免车轮打滑,所以这也就是为什么奥迪的四驱模式抓地力会很足的原因之一了。

托森差速器实际上在汽车转弯的过程中扮演一个“平衡器”的角色:

1.当后桥的转速比前桥低,往后桥分配更多的驱动力,进行过弯补偿

2.当后桥的驱动力过大发生打滑时,后桥转速会相应变快,往前桥分配更多的驱动力,平衡驱动

最后,我们引入一个关乎差速器分配扭矩特性的重要指标:锁紧系数K

要知道,普通差速器的锁紧系数K数值近似1,我们可以理解为,前后分配扭矩输出平均化

而托森差速器的锁紧系数K数值可以达到3.5,数值越大就代表了可以实现自由分配前后桥输出扭矩的能力就越大。

仅过了一年,到了1988年,奥迪就在后轴差速器上做出了改进,告别手动锁止机构,quattro进入第三代。

第三代quattro 奥迪V8L

时间来到1994年,奥迪终于将quattro研发到第四代,这一代可不再是优化改进,而是直接更换了差速器结构,从原本的Torsen A 更换为Torsen B,这也是考虑到当时的变速箱匹配问题所做的重大改变。

顺便提一句:在1994年,奥迪陆续完成了对旗下车型的改名,奥迪80更名为A4,奥迪100更名为A6,而奥迪200(奥迪V8)则更名为A8,并且一直沿用至今。

Torsen B型差速器又叫:平行轴式托森差速器(Parallel-Axis-Torsen:PAT)

第四代quattro C4版本100

第五代quattro没有什么大的亮点,无非是改良了动态力矩分配,通过大小涡轮直径比值改成2:3的方式,形成非对称版本。

这一分配方式的变化,使得前桥分配力矩为40%,后桥分配力矩达到60%。

前五代quattro都已经成为过去式,我们无需去追究,自从2005年奥迪革新了自己的四驱技术后,第六代quattro的托森差速器由B型改进为C型。要知道,目前主流四驱车型都是C型托森差速器。

C型又称为:行星齿轮式中央差速器,第一代奥迪Q7就采用这种差速器。

C型托森差速器最大的特点就是动态力矩分配:

1. 当车辆处于牵引状态时,前桥太阳轮与行星齿轮架的摩擦力增大,起到锁止作用。这时的前桥扭矩分配为60%,后桥则为40%。

2. 当车辆处于滑行状态时,齿圈压向行星轮,太阳轮压向后桥驱动毂和差速器壳体,达到最大锁止力矩。这时的前桥扭矩分配为20%,后桥则为80%。

3. 正常行驶时,前后桥分配扭矩比例为40:60。

第六代quattro 奥迪Q7(4L)

2010年,奥迪第七代quattro问世,从托森C型改进为托森D型:冠状齿轮中央差速器。

这种最新的结构,优势明显,结构紧凑,体积小,重量轻。而由于设计时前后桥冠状齿轮分度圆的直径比值为2:3,所以前后桥扭矩分配也能达到40:60,分配极限为70:30。而因为是冠状齿轮结构,这种结构下的动力分配几乎没有延迟。缺点也有,既然在动力分配方面自由度更高,那无疑就牺牲了自锁的力度,所以有时也需与制动系统配合使用。

介绍完整整七代quattro,相信大家都能明白我为什么说奥迪的四驱是世界上最好的四驱,尽管有人会说最新的quattro ultra已经不算是纯粹的quattro了,连引以为傲的机械结构都在慢慢放弃?其实这未尝不是科技发展下奥迪的屈服呢?科技使人进步,车企也在慢慢转变自身的品牌战略吧,让我们珍惜这最后的机械式四驱吧。

参考文献:

[1]曾祥齐.奥迪 quattro 全时四轮驱动技术, 客车技术与研究,2006.6.

[2]周宏湖.德国 SUV 四杰全时 4驱核心技术,汽车与配件,2012.12.

[3]Audi of Amrican,Inc , quattro:The evolution of Audi all-wheel drive,2001.6.

[4]Audi Q7 Power Transmission ,2006.11.

文/靓靓小黑猪


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