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探秘奥迪Quattro的全时四驱系统

时间:2023-06-11 理论教育 版权反馈
【摘要】:Quattro一直以来都是奥迪宣传的重点,性能方面自然有过人之处。正因为在拉力赛运动中不俗的表现,使得奥迪对它的Quattro技术更有信心。现在几乎6缸以上的奥迪车,都把Quattro作为标配。其实,说奥迪的Quattro四驱独特,主要是因为它的中央差速器设计非常独特。所以,总的来说,拥有托森中央差速器的奥迪Quattro,是一个既兼顾公路性能又兼顾通过性能的全时四驱。奥迪Quattro之所以没有在前后差速器上都采用托森差速器,估计也是出于成本的考虑。

探秘奥迪Quattro的全时四驱系统

还有一种全时四驱做得更绝,它能主动地根据需要分配动力,而这一切都是通过纯机械来完成的,这就是奥迪的Quattro。

Quattro一直以来都是奥迪宣传的重点,性能方面自然有过人之处。它最早被采用在20世纪80年代的奥迪S1拉力赛车上。当时S1属于拉力B组的比赛,B组是当时全世界拉力赛车中改装几乎不受限制的组别,所有的赛车都配备了超大功率发动机平均功率都在370千瓦左右。

在这样大的动力的作用下,两个驱动轮显然是不能发挥彻底的,因此当时B组的赛车基本上都采用了四轮驱动,而奥迪采用的Quattro四驱,让它的S1赛车所向披靡。正因为在拉力赛运动中不俗的表现,使得奥迪对它的Quattro技术更有信心。

20世纪90年代以后,奥迪在民用车上广泛采用。现在几乎6缸以上的奥迪车,都把Quattro作为标配。我们熟悉的奥迪A4、A5、A6、A8、TT、R8等,都有Quattro四驱版本。经过这么多年的发展,奥迪专注于这一独特的四驱技术,其可靠性已经非常高。

其实,说奥迪的Quattro四驱独特,主要是因为它的中央差速器设计非常独特。奥迪Quattro采用的托森中央差速器,是纯机械齿轮的组合,结构相当精简,体积非常小。

能如此紧凑,主要归功于奥迪独特的发动机布置方式。我们知道奥迪的传统就是前纵置发动机前轮驱动的设计,整个发动机布置在前轴之前,而变速器刚好布置在前轴之后,前车轴刚好从变速器底部穿过。

一切都像是天工巧合,恰到好处,因为这给差速器的布置带来了好处,也因此才可以把四驱系统最占地方的中央差速器、前差速器和前传动轴集成为一体。所以,结构紧凑是奥迪Quattro的一大优点,紧凑的结构带来的是更高的传动效率和更轻的整备质量。

不过,这只是其一,要想了解Quattro四驱在性能上的优越性,我们不得不提托森差速器的优越性。因为Quattro的四驱性能,在很大程度上是因为托森差速器的独特才能实现的。

托森差速器与普通差速器有很大的区别。它虽然也是采用的行星齿轮结构,但所有的部件都跟普通差速器不同。它主要由蜗杆行星齿轮、差速器壳体、前输出轴和后输出轴四套大部件组成的。发动机输出的动力直接用来驱动托森差速器的壳体(途中的动力输入齿轮与壳体相连),壳体的转动会带动三组蜗杆行星齿轮转动,行星齿轮与壳体之间是由直齿连接的,与前后输出轴之间是由蜗杆连接的。

这样,动力可以顺利通过行星齿轮分配给前后输出轴,从而能够驱动前后车桥。正是因为行星齿轮的蜗杆设计,让它具备了一个自锁死功能。这一全套机构都是纯机械联动的,没有任何电子设备的介入。蜗杆齿轮的动力传输特性,刚好跟普通差速器的直齿行星齿轮相反,它能自动把动力分配给受阻力较大一侧的输出轴(车轮)。

当有车轮打滑时,也就是说有车轮即将失去抓地力时,蜗杆行星齿轮会相互逐渐咬死,让动力无法传递给打滑的车轮,从而自动分配给了仍然有抓地力的车轮,而且这一切都是线性调节的,车轮打滑得越厉害,获得的驱动力越小,相反,抓地力越大的车轮获得的驱动力越大。这正是我们所需要的。(www.xing528.com)

托森差速器又常被称为转矩感应式差速器,其灵敏程度可以通过在设计时调节蜗杆齿轮斜齿的斜度来调整锁死转矩。

汽车在转弯时由于前后车轮的运动圆弧不等长,会造成转速差。此时动力分配并不平均,这时可以通过方向盘转角与四个车轮转速计算出是否在正常转向的转速差范围的。然而,托森差速器的灵敏度固定不变,那么在匹配托森差速器时,必须要考虑转向带来的转速差问题,因为此时不能让蜗杆齿轮咬死,否则会损坏传动系统,降低传动效率,甚至产生转向制动。

那么蜗杆齿轮的齿形斜度,就必须依据转弯时的前后车轮转速差来匹配,也就是说齿轮斜度的设计已经保证了在转弯时(前后车轮转速差较小时)不能发生锁死情况。

在直线行驶状况下,托森差速器是前后50:50平均分配动力的,此时差速器壳体里面的行星齿轮自身并不转动。当汽车加速时,由于后轮附着力增大,托森差速器会自动向后轮分配更多的动力来获得更大的有效牵引力

同样的道理,当汽车加速出弯时,后轮附着力增大,它会自动地把稍多的转矩分配给后轮,这相当于一种偏向后轮驱动的全时四驱,能有更敏捷的加速。当车轮打滑时,由于转速差很大,托森差速器又会把更多的动力分配给未打滑的车轮让汽车摆脱困境。

所以,总的来说,拥有托森中央差速器的奥迪Quattro,是一个既兼顾公路性能又兼顾通过性能的全时四驱。最难能可贵的是,它没有借助任何电子设备,而是通过精妙的纯机械设计来达到这些性能上的需求,所以奥迪Quattro四驱有着极高的响应速度,这给公路行驶带来很大的好处。

从另外一个角度来看,它是主动分配动力的,不需要通过传感器电脑的分析判断,而且,纯机械结构带来的直接优势,是超高的可靠性和耐用性,这对需要野外作业的SUV是非常有好处的,Q7正是拥有这种设计的SUV。

奥迪Quattro之所以没有在前后差速器上都采用托森差速器,估计也是出于成本的考虑。奥迪对左右车轮打滑的处理方式,则是跟奔驰4 MATIC和宝马Xdrive一样,应用了EDL电子差速制动,来实现对打滑车轮的差动限制。不过对于一台全时四驱的汽车来说,中央差速器是最重要的传动机构,因为它直接负责分配动力给前后桥,如果没有它,前后差动限制做得再好也意义不大。

所以,采用了托森差速器作为中央差速器的Quattro,在四驱性能上已经可以算领先对手了。

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