Торсен диференциал

С дебюта на Audi 80 quattro през есента на 1986 г., Audi представи нов централен диференциал – компонент, който все още беше строго механичен, но високо ефективен. Името Торсен беше сливане на думите „въртящ момент“ и „усещане“. Диференциалът Torsen вече се бе доказал в света на технологиите като високо технологичен диференциал на задната ос; Audi го разработи допълнително за използване като централен диференциал.Иновативната характеристика на диференциала Torsen беше подреждането на спирални зъбни колела със специални зъби, изрязани под ъгъл спрямо оста на зъбното колело. Двете слънчеви зъбни колела на краищата на изходните валове, водещи към предната и задната ос, са в мрежа с три ролетни сателитни предавки; те са подредени по двойки в триъгълна форма около слънчевите зъбни колела и всяка двойка е свързана чрез мрежести зъбни колела. Ако колелата на едната ос не могат да предават доставения въртящ момент, това създава триене в спиралната предавка. Спиралните зъбни колела моментално и безстепенно прехвърлят мощността към оста с по-голямо сцепление.Стандартното разпределение все още беше 50:50, но при нужда до 75 процента се стичаше към оста с по-доброто сцепление. Диференциалът Torsen се заключва само когато е под товар. Диференциалът се отключва веднага след като водачът свали крака си от газта, като по този начин ABS винаги е функционален, когато е необходимо. За да подобри допълнително сцеплението при стартиране при екстремни условия, водачът все още може да заключи диференциала на задната ос електро-пневматично с натискане на бутон.

Хидравличен съединител с много плочи

Диференциалът Torsen е отлично решение за надлъжен двигател и задвижващ механизъм, който се движи по права линия отзад. Audi избра изцяло различна технология за напречно монтираните двигатели в компактните модели – електронно контролиран и хидравлично задействан мултипластов съединител. За първи път се появява през 1998 г. в TT quattro и A3 quattro.Съединителят е разположен в края на задвижващия вал, пред диференциала на задния мост – монтажно положение, което също облагодетелства разпределението на натоварването на осите на автомобила. Обикновено първо изпраща по-голямата част от мощността на двигателя към предната ос. Контролерът използва различни данни, за да анализира условията на шофиране и преразпределя мощността според нуждите.Вътре в съединителя е пакет плочи, които се въртят в маслена баня. Металните триещи пръстени са подредени един след друг по двойки – един пръстен от всяка двойка е здраво свързан с корпуса, който се върти с опорния вал, другият пръстен с изходния вал към диференциал на задната ос. Пакетът от плочи може да бъде задвижен заедно чрез контролирано хидравлично налягане. С увеличаването на налягането, повече въртящ момент протича непрекъснато към задната ос – до 100 процента в някои случаи.Две електрически помпи се използват за бързо увеличаване на налягането на маслото, което може да достигне над 100 бара (1450 psi). В настоящите модели акумулатор, който поддържа налягането на маслото по всяко време, осигурява още по-бързото преразпределение на въртящия момент, което се осъществява само за няколко хилядни от секундата.

При модели с напречен двигател: quattro с хидравличен многопластов съединител

    Самозаключващ се централен диференциал

При нормални условия на шофиране мощността се разпределя 40:60 между предния и задния мост. Това асиметрично и динамично разпределение на въртящия момент води до спортно управление с отклонение от задната страна. Централният диференциал може да отклони до 60 процента от мощността отпред и до 80 процента отзад, ако е необходимо. Ако трябва да се завърти колело на една ос, електронното заключване на диференциала EDL го управлява чрез прилагане на спирачките. Самозаключващият се централен диференциал е конфигуриран като планетарна предавка. Вътрешна предавка включва слънчева предавка; въртящи се между тези два елемента са планетарни зъбни колела във формата на ролки, свързани с въртящ се корпус. Те разпределят въртящия момент асиметрично – малко по-голямата фракция се стича в задната част чрез вътрешната предавка, която има по-голям диаметър, и изходния вал, свързан с нея. По-малката фракция се прехвърля към по-малката слънчева предавка, откъдето се изпраща към предната ос.Ако сцеплението на една от осите намалява, спиралната форма на зъбните колела и техните коси шини произвеждат аксиални сили в диференциала. Тези сили действат върху фрикционните дискове, за да осигурят желания момент на заключване и да пренасочат мощността към колелата с по-добри стойности на триене. Пълноразмерният Q7 SUV (Комбиниран разход на гориво в l / 100 km: 10,7 – 7,2; Комбинирани CO-емисии в g / km: 249 – 189) използва специална форма на quattro задвижващия механизъм – в този случай самозаключващият се двигател централният диференциал е интегриран в отделен случай за прехвърляне. Слънчевата предавка използва верига за задвижване на спомагателен вал, който минава покрай скоростната кутия до предната ос. Веригата се използва за транспортиране на маслото, като елиминира необходимостта от обикновено използваната маслена помпа. Целият задвижващ механизъм на Q7 е хвърлил значително тегло в последния еволюционен етап. Независимо от случая, случаят с трансфера е много здрав. Освен това позволява висок просвет, важен белег за използване извън пътя.

Коронка на зъбния диференциал

Точно 30 години след дебюта на първото quattro, Audi представи най-новия еволюционен етап на своята постоянна система за задвижване на всички колела за надлъжни предни двигатели – quattro задвижване с коронна скоростна кутия и вектор на въртящия момент.Вътре в новия централен диференциал, който дебютира в RS 5 в началото на 2010 г., се намират две коронни зъбни колела, които дължат името си на коронната геометрия на зъбите им. Задната коронна предавка задвижва опорния вал към диференциала на задния мост, докато предавката на предната корона задвижва изходния вал към диференциала на предния мост. Коронните зъбни колела са с четири въртящи се зъбни колела. Те са подредени под прав ъгъл един към друг и се задвижват от корпуса на диференциала, т.е. от изходния вал на трансмисията.
При нормални условия на шофиране двете зъбни зъбни колела се въртят със същата скорост като корпуса. Тяхната специална геометрия води до умишлено непропорционално задействане: обикновено 60 процента въртящ момент на двигателя се насочват към задната ос и 40 процента към предната.Ако се случи изместване на въртящия момент поради загуба на сцепление на една ос, в скоростта на диференциала се развиват различни скорости и аксиални сили, а съседните пакети от плочи се принуждават заедно. Полученият ефект на самозаключване сега отклонява по-голямата част от въртящия момент към оста с по-добро сцепление; до 85 процента тече отзад. При обратния сценарий – ако задната ос има по-малко сцепление – същото се случва и на заден ход; сега до 70 процента от въртящия момент се отклонява към предната ос.Благодарение на този още по-широк диапазон на разпределение на въртящия момент диференциалът на коронната предавка надминава своите предшественици, за да улесни още по-добро сцепление. Силите и въртящите моменти се преразпределят напълно последователно и без забавяне. Механичният принцип на работа гарантира максимална ефективност и моментална реакция. Други силни точки на диференциала на короната на предавките са неговата компактност и ниско тегло – с 4,8 килограма (10,58 фунта), той е приблизително с два килограма (4,41 фунта) по-лек от предишния компонент.Audi сдвоява диференциала на короната на предавките с интелигентно софтуерно решение за управление на спирачките, наречено torque vectoring, което може да действа на всяко от четирите колела поотделно. Тази нова система прави завиването още по-прецизна и динамична.При завиване със завиване със скорост, софтуерът използва волевия вход на водача и желаното ниво на ускорение, за да изчисли оптималното разпределение на силата на задвижване между четирите колела. Ако открие, че колелата от вътрешната страна на завоя, които са под намален товар, скоро ще започнат да се плъзгат, той спира малко тези колела – само леко прилагане на подложките върху дисковете при минимално налягане е всичко, което е необходимо.Действието на диференциала дава спирачния въртящ момент на външните колела да се „облегне“, като по този начин им позволява да предават повече въртящ момент на пътя. Тази помощ се предоставя гладко и непрекъснато. Колата остава неутрално забележимо по-дълга; недозавиването при завъртане и ускоряване на практика се елиминира. Не на последно място, ESP се намесва по-късно и по-внимателно – ако изобщо е необходима намеса.

Спортен диференциал

Самозаключващият се централен диференциал в класическия quattro задвижващ механизъм върши отлична работа при разпределението на мощността между осите. За да направи шофирането още по-динамично, в края на 2008 г. Audi представи допълнителен компонент в динамичния S4 седан, който активно разделя въртящия момент между колелата на задната ос – спортният диференциал.Спортният диференциал е съвременен заден диференциал. Суперпозиционна предавка, състояща се от две слънчеви предавки и вътрешна предавка, е монтирана отляво и отдясно на конвенционален заден диференциал. Завърта се с 10 процента по-бързо от задвижващия вал.Съединител с много плочи в маслена баня и задвижван от електрохидравличен задвижващ механизъм осигурява захранващата връзка между вала и зъбното колело. Когато съединителят се затвори, той непрекъснато форсира по-високата скорост на етапа на суперпозиция върху предавката. Принуждаването да върти по-бързо води до допълнителен въртящ момент, който се изисква да се изтегля от противоположното колело от вътрешната страна на кривата чрез диференциала. По този начин почти целият въртящ момент може да бъде насочен към едно колело. Максималната разлика между колелата е 1800 Nm (1327,61 lb-ft).Спортният диференциал е също толкова ефективен, докато е на брега, тъй като е под товар. Той се контролира електронно и реагира в рамките на няколко стотни от секундата. Audi разработи самия софтуер. Контролерът бързо и постоянно преизчислява идеалното разпределение на силите за всяка ситуация на шофиране като функция от ъгъла на управление, ъгъла на наклона, странично ускорение, скорост и друга информация.
Превозните средства с конвенционални задвижващи оси са склонни да подчертават в бързите ъгли. Със спортния диференциал е като каране по релси. При завиване или ускоряване в крива по-голямата част от въртящия момент се насочва към външното колело, избутвайки колата в завоя. По този начин системата отклонява каквато и да е склонност към надценяване или недозавиване в пъпката.

 

Вискозна връзка

Високопроизводителният спортен автомобил Audi R8 заема специално място в моделната гама на Audi – и това се разпростира върху опаковката и задвижващата му система. Средно монтираният двигател е разположен надлъжно в задната част на автомобила пред задния мост, а скоростната кутия е точно зад него. Той също така включва спомагателно задвижване на опорен вал, минаващ покрай двигателя отстрани и до предната ос.Там вискозен съединител разпределя мощността между предния и задния мост, който е оборудван със заключващ диференциал. При нормални условия на шофиране съединителят изпраща само около 15 процента от въртящия момент на предната ос – R8 има задното отклонение, характерно за спортна кола. Ако задните колела се подхлъзнат, допълнителни 15 процента почти веднага текат към предните.Основният компонент на вискозното съединение е пакет от кръгли дискове на съединителя, всеки с различна предавка. Едното от тях е свързано с опорния вал чрез корпуса; другият е свързан чрез изходния вал към предната ос. Плочите на съединителя се въртят във вискозна течност. Ако те се въртят със значително различни скорости поради загуба на сцепление на задната ос, маслото става по-вискозно в резултат на вътрешното му триене. Чрез вземане на другия диск на съединителя на всяка двойка, по-голям въртящ момент се прехвърля чрез задвижващия вал към предната ос.