Tehnologia de tracțiune integrală quattro: arhitectură inginerească și evoluție
Sistemul de tracțiune integrală permanentă quattro a fost dezvoltat ca o soluție pentru a asigura un avantaj de tracțiune autoturismelor în condiții rutiere dificile. Ideea creării sale a apărut în 1977, în timpul testelor vehiculului off-road VW Iltis în Finlanda. Inginerul Jörg Bensinger a constatat că vehiculul de teren cu o putere de 75 CP depășea în termeni de capacitate de trecere și manevrabilitate prototipurile Audi cu tracțiune față, mult mai puternice. În ciuda scepticismului conducerii privind masa sistemului, Ferdinand Piëch a insistat pe implementarea tracțiunii integrale în segmentul autoturismelor.
Conceptul ingineresc și arhitectura soluției
Obiectivul principal în proiectare a fost menținerea compacității transmisiei pentru instalarea pe caroseria unui autoturism, fără utilizarea unei cutii de transfer voluminoase. Inginerii Audi au dezvoltat și patentat conceptul de arbore secundar cav.
Construcția constă dintr-un arbore cu lungimea de 263 mm, prin interiorul căruia trece arborele de antrenare al punții față. Această dispunere coaxială a permis integrarea diferențialului central direct în carcasa cutiei de viteze, minimizând masele parazite și păstrând gabaritul standard al unității de propulsie. Primele prototipuri ale sistemului s-au bazat pe componente de suspensie și transmisie ale modelelor de serie Audi 80 și VW Iltis pentru a accelera procesul de dezvoltare.
Mecanica funcționării și particularități tehnice
La prima generație a sistemului (1980), diferențialul central și cel spate erau libere. Distribuția cuplului se realiza forțat prin intermediul blocajelor mecanice cu acționare prin cablu, iar ulterior, prin vacuum.
Din 1987, în cadrul sistemului a început să fie utilizat diferențialul autoblocabil Torsen Type 1 (de la Torque Sensing — „sensibil la cuplu”). Principiul său de funcționare se bazează pe imposibilitatea fizică a roții melcate de a antrena melcul. Acest lucru permite redistribuirea instantanee a puterii, bazându-se exclusiv pe mecanică, fără utilizarea senzorilor electronici.
Caracteristicile cheie ale schemei clasice cu diferențial Torsen:
- Distribuția de bază a cuplului: 50:50 între punți.
- Redistribuirea dinamică: până la 75% din cuplu către puntea cu cel mai bun coeficient de aderență.
- Conexiunea: flux mecanic permanent închis, eliminând întârzierile caracteristice cuplajelor interaxiale nepermanente.
Evoluția generațiilor
Dezvoltarea sistemului a vizat modificarea distribuției interaxiale și creșterea eficienței consumului de combustibil:
- Distribuția asimetrică (2005): Pe modelul RS4 (B7) a fost introdus Torsen Type 3 cu un raport de bază 40:60 în favoarea punții spate, ceea ce a permis neutralizarea efectului de subvirare.
- Diferențialul cu pinioane coroană (2010): Implementarea Crown Gear a permis reducerea greutății ansamblului și extinderea intervalului de blocare. În interiorul diferențialului se utilizează un ambreiaj multidisc pentru controlul gradului de pretensionare.
- Sistemul quattro ultra (2016): Trecerea la o schemă cu două cuplaje, care permite ruperea completă a legăturii cu puntea spate pentru reducerea consumului de combustibil.
- Controlul activ al vectorului de tracțiune (2008): Apariția „diferențialului sport” cu angrenaje de multiplicare și ambreiaje multidisc pe puntea spate pentru distribuția activă a cuplului între roți.
Rolul în sportul auto
Pentru participarea în Grupa B de raliuri, a fost creată modificarea Sport Quattro cu un ampatament scurtat cu 320 mm, necesar pentru reducerea momentului de inerție. Pe modelul Sport Quattro S1 E2, împreună cu Porsche, a fost dezvoltată o transmisie cu schimbare sub sarcină — precursorul cutiilor moderne DSG.
În cursele de circuit, sistemul și-a demonstrat avantajul în seria Trans-Am (1988), unde Audi 200 quattro a fost atât de eficient încât organizația SCCA a interzis utilizarea tracțiunii integrale în campionat.
Un detaliu specific versiunilor de raliu a fost sistemul de decuplare forțată a punții spate la utilizarea frânei de mână. Acest lucru era necesar pentru ca blocarea roților spate în viraj să nu ducă la oprirea motorului prin transmisia comună.
Diferențe de configurare
Sub brandul unic quattro coexistă soluții tehnice diferite, în funcție de dispunerea motorului:
- Motor dispus longitudinal: Schemă clasică cu tracțiune mecanică permanentă (Torsen sau Crown Gear).
- Motor dispus transversal (A3, TT): Se utilizează cuplajul Haldex. Constructiv, această soluție nu reprezintă o tracțiune integrală simetrică, deoarece cuplarea celei de-a doua punți se realizează la cerere (on-demand).
Impactul pe piață și detalii istorice
Înainte de apariția quattro, autoturismele cu tracțiune integrală (de exemplu, Jensen FF) erau produse în serii mici și erau considerate neviabile din punct de vedere comercial. Audi a adus tehnologia în sectorul de masă, susținând-o prin demonstrații de capacitate, inclusiv urcarea modelului Audi 100 CS pe trambulina de sărituri cu schiurile din Kaipola (1986), realizată fără trolii, dar cu pneuri cramponate.
Fapt interesant: denumirea sistemului ar fi putut fi alta. Inițial s-a planificat numele „Carat”, însă departamentul juridic l-a respins din cauza drepturilor existente asupra mărcii de parfumuri cu același nume.