inhoud Zichtbaar
De quattro-aandrijving heeft het merk Audi door de jaren heen begeleid en veranderd. In de afgelopen 30 jaar heeft Audi niet alleen bij één systeem gehandhaafd, maar de technologie verder ontwikkeld en daarbij een revolutie teweeggebracht in wat we nu “vierwielaandrijving” noemen.
"Ik kan in de toekomst zeker perfecter rijden met de quattro, maar waarschijnlijk niet sneller meer"
Citaat: Walter Rohrl
Dit citaat komt van Walter Röhrl in 1984, na het winnen van de Monte Carlo Rally. Walter Röhrl was nooit tevreden met zichzelf, maar hij erkende dat vierwielaandrijving de grootste verandering in de rally was. Op dit moment gebruikte Audi nog steeds een vrij eenvoudig concept voor vierwielaandrijving. Een permanente vierwielaandrijving met twee mogelijke differentieelsloten (midden en achter).
De ontwikkeling was een gestage evolutie na de revolutie van permanente vierwielaandrijving voor productievoertuigen.
1987 - Het Torsen-differentieel
Torsen is een kunstmatig woord, gevormd uit de twee Engelse termen: "Torque" en "sensing" - wat "kracht voelen" betekent.
Maar waarom heb je differentiëlen nodig?
Op YouTube staat een goede video waarin de noodzaak en de functie van differentiëlen wordt uitgelegd:
Sinds 1987 gebruikt Audi het Torsen-differentieel om het vermogen tussen de voor- en achteras te verdelen. Een systeem waarmee de kracht over de twee assen kan worden verdeeld zonder dat er extra bedieningsapparatuur nodig is. Koppeldetectie betekent dat het ‘waargenomen’ tractieverlies ertoe leidt dat het vermogen naar de as met meer grip wordt geleid. Een eenvoudig maar ingenieus systeem. Het compenseert de snelheidsverschillen tussen de vooras en de achteras, maar zorgt er toch voor dat de as meer grip en meer kracht heeft. Het vermogen wordt tot 75% verdeeld over de as met betere tractie.
Maar Quattro is niet alleen Torsen
Audi verandert de naam van de vierwielaandrijving niet, ongeacht de vorm waarin de krachtoverbrenging plaatsvindt en dus voor de term 'quattro' moet je vandaag voorbereid zijn op vier varianten van de 'quattro':
- Haldex voor voertuigen met dwars gemonteerde motoren (Audi A3, TT)
- Zelfblokkerend middendifferentieel (voertuigen met longitudinale motor)
- Kroonwieldifferentieel (sportmodellen)
- Visco-koppeling (alleen Audi R8)
Haldex voor voertuigen met dwars gemonteerde motoren (bijvoorbeeld: Audi A3, TT)
Voor de dwars gemonteerde units in de compacte modellen koos Audi voor een compleet andere technologie - een meervoudige plaatkoppeling die elektronisch wordt bestuurd en hydraulisch wordt bediend. Ze gaf haar debuut 1998 in TT quattro en A3 quattro.
De koppeling bevindt zich aan het uiteinde van de cardanas voor het achterasdifferentieel – een inbouwpositie die ook de aslastverdeling van het voertuig ten goede komt. In de basisverdeling gaat het overgrote deel van het motorvermogen naar de vooras. De regeleenheid analyseert voortdurend de rijomstandigheden met behulp van een grote hoeveelheid gegevens; indien nodig initieert het een herverdeling van de macht.
In de koppeling zit een pakket platen dat in een oliebad loopt. De metalen wrijvingsringen zijn paarsgewijs achter elkaar aangebracht – de ene ring grijpt afwisselend in de behuizing, die met de cardanas draait, en de andere in de uitgaande as naar het achterasdifferentieel. Het platenpakket kan door gecontroleerde hydraulische druk samengedrukt worden. Als de druk toeneemt, stroomt er steeds meer koppel naar de achteras, in sommige gevallen bijna 100 procent.
Dien twee elektrisch aangedreven pompen in om snel de oliedruk op te bouwen, die tot boven 100 bar reikt. In de huidige A3- en TT-modellen zorgt een reservoir dat de oliedruk permanent handhaaft voor een snellere herverdeling van krachten, die slechts enkele milliseconden duurt
Zelfblokkerend middendifferentieel (Voertuigen met longitudinale motor)
In de tweede generatie RS 4 zette Audi 2005 de volgende evolutionaire fase van zijn klassieke quattro-aandrijving. Het nieuwe zelfremmende middendifferentieel, dat nu in veel modellen met een longitudinale motor actief is, bleef trouw aan het puur mechanische principe, maar is in vergelijking met het Torsen-differentieel een belangrijke vooruitgang.
Bij normaal rijgedrag is de krachtverdeling tussen de voor- en achteras 40:60 – deze asymmetrische, dynamische koppelverdeling leidt tot een sportief, achterwaarts gericht rijgedrag. Indien nodig kan het middendifferentieel tot 60 procent van het vermogen naar voren en tot 80 procent naar achteren leiden. Als een wiel op een as doordraait, reguleert het elektronische sperdifferentieel EDS dit door te remmen.
Het zelfremmende middendifferentieel is ontworpen als een planetair tandwiel. Bij een ringwiel hoort een zonnewiel; tussen de twee rolvormige planeetwielen draaien, die zijn verbonden met de roterende behuizing. Ze verdelen het aandrijfkoppel asymmetrisch – het iets grotere deel stroomt naar achteren via het kroonwiel, dat een grotere diameter heeft, en de daarmee verbonden uitgaande as. Het kleinere deel gaat naar het kleinere zonnewiel en vandaar naar de vooras.
Wanneer de tractie op een as afneemt, veroorzaken de spiraalvormige vorm van de tandwielen en hun schuine splines axiale krachten in het differentieel. Ze bieden wrijvingsschijven voor een gedefinieerd vergrendelkoppel, dat de afbuiging van de krachten op de wielen veroorzaakt met betere wrijvingscoëfficiënten.
De grote SUV Q7 maakt gebruik van een speciale vorm van het zelfblokkerende middendifferentieel - het is geïntegreerd in een tussenbak. Het zonnewiel drijft via een ketting een hulpas aan, die langs de versnellingsbak naar de vooras loopt. De ketting transporteert de olie, dus de gebruikelijke oliepomp is niet nodig. De volledige aandrijflijn van de Q7 heeft in de laatste evolutiefase een aanzienlijke hoeveelheid gewicht verloren. Desalniettemin is de verdeelbak buitengewoon robuust; het zorgt ook voor een grote bodemvrijheid, wat belangrijk is voor offroad-gebruik.
kroon tandwiel differentieel (sportmodellen)
Precies 30 jaar na het debuut van de eerste quattro heeft Audi de nieuwste evolutionaire fase geïntroduceerd van zijn permanente vierwielaandrijving voor longitudinaal gemonteerde voormotoren - de quattro-aandrijving met kroonwieldifferentieel en wielselectieve koppelregeling.
Binnenin het nieuwe middendifferentieel, dat wordt gebruikt in de RS5, de A7 Sportback en de nieuwe A6, zitten twee kroonwielen die hun naam te danken hebben aan hun tandgeometrie. Het achterwiel drijft de cardanas naar het achterasdifferentieel, het voorwiel drijft de uitgang naar het voorasdifferentieel. De kroonwielen grijpen in op vier draaibaar gemonteerde differentiëlen. Ze zijn onder een hoek van 90 graden ten opzichte van elkaar geplaatst en worden aangedreven door het differentieelhuis, d.w.z. door de uitgaande as van de transmissie.
Tijdens normaal rijden draaien de twee kroonwielen net zo snel als de behuizing. Vanwege hun speciale geometrie resulteren gerichte ongelijke hefboomeffecten: in de basisverdeling gaat 60 procent van het motorkoppel naar het differentieel van de achteras en 40 procent naar voren.
Als de momenten verschuiven omdat de grip op één as afneemt, ontstaan er verschillende snelheden en axiale krachten in het differentieel - ze zorgen ervoor dat de aangrenzende schijvenpakketten tegen elkaar worden gedrukt. Het resulterende zelfremmende effect stuurt nu het grootste deel van het aandrijfkoppel naar de as met betere tractie, waarbij tot 85 procent naar achteren stroomt. In het tegenovergestelde geval - wanneer de achteras minder grip heeft - verloopt dit proces dienovereenkomstig, nu gaat tot 70 procent van het koppel naar de vooras.
Met deze nog bredere koppelverdeling overtreft het kroonwieldifferentieel zijn voorgangers - de tractie is nog beter. De krachten en momenten worden zonder enige vertraging en absoluut homogeen herverdeeld, de actieve mechanische werking garandeert maximale efficiëntie en onmiddellijke reacties. Andere sterke punten van het kroonwieldifferentieel zijn de compactheid en het lage gewicht – met 4,8 kilogram is hij ongeveer twee kilogram lichter dan zijn voorganger.
Audi koppelt het kroonwieldifferentieel aan een intelligente softwareoplossing voor remmanagement, de wielselectieve koppelregeling. Het kan specifiek toegang krijgen tot elk van de vier wielen. Het nieuwe systeem maakt bochten nog preciezer en dynamischer.
In bochten bij hoge snelheden bepaalt de software de optimale verdeling van de aandrijfkrachten over alle vier de wielen op basis van de stuuringang en de positie van het gaspedaal. Als ze zich realiseert dat de geloste binnenwielen snel zullen slippen, vertraagt ze ze een beetje - een fijne toepassing van de pads op de schijf met minimale druk is voldoende.
Door de werking van het differentieel kunnen de wielen aan de buitenkant van de bocht meer aandrijfkoppel op de weg brengen. De ondersteuning is soepel en continu. De auto blijft merkbaar langer neutraal, het onderstuur bij het draaien en accelereren is vrijwel geneutraliseerd en de interventies van de ESP worden later en zachter gemaakt - als ze zelfs nodig zijn.
Visco-koppeling (alleen Audi R8)
De krachtige sportwagen R8 neemt een speciale positie in het bereik van Audi in - inclusief de verpakking en de drive. De middenmotor wordt in lengterichting voor de achteras geplaatst, de transmissie er direct achter. Het integreert een krachtafnemer voor een cardanas, die zijdelings langs de motor naar de vooras loopt.
Daar neemt een viskeuze koppeling de krachtverdeling tussen de vooras en de achteras over, werkend met een sperdifferentieel. Bij normaal rijden vertakt de koppeling slechts ongeveer 15 procent van het koppel voor de vooras - de R8 drijft typische sportwagens met hakken achteraan. Als de achterwielen slippen, stroomt binnen zeer korte tijd 15 procent naar voren.
Het hoofdbestanddeel van de viskeuze koppeling is een set cirkelvormige schijven, die afwisselend met elkaar zijn vergrendeld: elke schijf is via het huis verbonden met de cardanas, de volgende elk met de uitgaande as naar de vooras. De vinnen lopen in een viskeuze vloeistof.
Als ze met zeer verschillende snelheden roteren vanwege een verlies aan grip op de achteras, wordt de olie moeilijker vanwege de interne wrijving. Door de andere lamellen mee te nemen bereikt men nu een verhoogd koppel naar de uitgaande as naar de vooras.
Quattro - zelfs na 30 jaar een succesverhaal