Quattro со спортивным дифференциалом. Новое слово в автомобильной динамике

С новым, управляемым спортивным дифференциалом Audi / Ауди динамические показатели полного привода quattro выходят на новый уровень. Самая современная система управления бесступенчато распределяет крутящий момент между колёсами задней оси и существенно улучшает динамику прохождения поворотов, увеличивает удовольствие от управления автомобилем и повышает активную безопасность. Точно дозированное перераспределение крутящего момента позволяет автомобилю быстрее реагировать на команды рулевого управления, охотнее вписываться в повороты и дольше сохранять курсовую устойчивость — недостаточная поворачиваемость осталась в прошлом. Новая, современная система от пионера постоянного полного привода quattro начнёт поставляться с 2008 года.

«Новый спортивный дифференциал позволит Audi / Ауди укрепить свое превосходство высоких технологий в области автомобильной динамики. С ним мы выводим динамику прохождения поворотов на новый, захватывающий уровень и одновременно поднимаем на новую высоту активную безопасность», — говорит Михаэль Дик, технический директор Audi / Ауди. «Наш новый дифференциал — это ещё один последовательный шаг по пути дальнейшего повышения характерного для Audi / Ауди удовольствия от управления автомобилем. С добавлением в систему Audi drive select, совершенно новым образом объединяющую комфорт и динамичность, новой системы полного привода мы создали единственную в своём роде систему управления динамикой автомобиля, которая, превосходя все остальные, впервые позволит идеально учитывать индивидуальные желания водителя».

С 1980 года слово quattro является синонимом превосходных динамических качеств. Управляемый межосевой дифференциал в стандартном режиме направляет 40 процентов крутящего момента на переднюю ось и 60 процентов на заднюю. С момента выхода актуальной модели Audi RS4 / Ауди RS4 в 2005 году такая схема распределения крутящего момента стала стандартной для всех новых моделей Audi / Ауди и гарантирует необходимую устойчивость и соответственно получение удовольствия от управления автомобилем. Управляемый дифференциал обладает возможностью бесступенчато и практически мгновенно изменять распределение крутящего момента в зависимости от конкретных дорожных условий, обеспечивая тем самым самое передовое техническое решение по сравнению с конкурирующими моделями.

Благодаря оптимальному использованию при распределении тяговых усилий потенциала сцепления с дорожным покрытием каждого из колёс, продольная динамика системы quattro уже находится на очень высоком уровне. Для динамики прохождения поворотов техника quattro также обеспечивает существенные преимущества. Распределение тяговых усилий на все четыре колеса оставляет больший запас по сцеплению для поперечных усилий, в результате чего разрыв контакта колеса с дорогой происходит значительно позже. Работа электронной системы блокировки дифференциала EDS и типичная для Audi / Ауди настройка системы поддержания курсовой устойчивости ESP вносят свой вклад в повышение удовольствия от вождения и высокую курсовую устойчивость автомобиля.

Новый спортивный дифференциал позволяет Audi / Ауди вновь существенно улучшить параметры работы системы. Самая современная Highend техника quattro позволяет дополнительно перераспределять крутящие моменты между колёсами задней оси, например, при необходимости весь поступающий на ось крутящий момент может быть направлен только к одному колесу. Такое управляемое распределение крутящего момента позволяет целенаправленно управлять характером поворачиваемости автомобиля — вплоть до обеспечения полностью нейтральной поворачиваемости. При этом спортивный дифференциал может перераспределять крутящие моменты не только под нагрузкой, но также и в режиме принудительного холостого хода. Улучшающее поворачиваемость автомобиля перераспределение крутящих моментов сохраняется даже и при выжатом сцеплении.

Автомобили с обычными дифференциалами при входе в поворот или при ускорении при движении по кривой — в той степени, в которой колёса еще обладают достаточным сцеплением с дорогой — проявляют тенденцию к недостаточной поворачиваемости. В случае входа в поворот это объясняется физическим эффектом инерции: тело, движущееся в определённом направлении стремиться сохранить это направление и поначалу «сопротивляется» попыткам направление своего движения изменить. В автомобиле это сопротивление выражается в деформации шин и сжатии упругих элементов подвески, прежде чем автомобиль начнет поворачиваться. При ускорении во время прохождения поворота передняя ось разгружается, в результате шины управляемых колёс могут воспринимать меньшую поперечную нагрузку, что приводит к недостаточной поворачиваемости и прохождению поворота по большему радиусу.

Автомобиль с управляемым спортивным дифференциалом задней оси в обоих случаях сохраняет курсовую устойчивость и проходит поворот «как по рельсам». Исходя из скорости движения, угла поворота рулевого колеса, поперечного ускорения, угла поворота и многих других факторов, блок управления определяет оптимальное для данной конкретной ситуации соотношение крутящих моментов отдельных колёс. Так при вхождении в поворот или при ускорении в повороте блок управления подаёт больший крутящий момент на внешнее заднее колесо. Результат: результирующая сила тяги как бы давит на автомобиль в направлении поворота и облегчает ему точное следование задаваемой передними колёсами траектории. Различие в силе тяги с правой и левой стороны помогает изменить направление движения автомобиля и делает ненужными обычные дополнительные корректировки с помощью рулевого управления. Недостаточная поворачиваемость, т. е. «сползание» передней оси к внешней стороне поворота, устраняется таким образом полностью.

При энергичной езде по извилистой загородной дороге точность прохождения поворотов можно сравнить с точностью горнолыжного слалома. Спортивный дифференциал постоянно следит за оптимальностью распределения крутящих моментов и при необходимости мгновенно вносит соответствующие коррективы, пресекая стремление к недостаточной или избыточной поворачиваемости в момент его возникновения. Для водителя это означает меньше корректур рулевым колесом и увеличение максимального поперечного ускорения.

При движении в приграничном режиме сцепления с дорогой спортивный дифференциал работает как «ESP наоборот»: необходимые корректуры выполняются не только с помощью двигателя или тормозов, но также и с помощью перераспределения крутящего момента. Это позволяет вести автомобиль намного более естественно и «плавно», улучшает объективную и субъективную динамику и увеличивает удовольствие от управления, за счет того, что ESP теперь приходится «вмешиваться» намного реже. Благодаря исключительно низкому времени срабатывания, меньше чем 100 мс, спортивный дифференциал работает еще быстрее, чем ESP. Кроме того, в то время как ESP может реагировать только на возникновение определённого несоответствия между поворотом рулевого колеса и результирующим поворотом автомобиля, спортивный дифференциал может влиять на динамические факторы автомобиля непосредственно в процессе их формирования.

Управляемое перераспределение крутящего момента стало возможным благодаря совершенно новой конструкции привода задней оси. Для того чтобы новый, современный, высокотехнологичный узел смог перераспределять крутящий момент к внешнему, более быстро вращающемуся, колесу к классическому дифференциалу добавлено справа и слева по одной дополнительной повышающей передаче и работающей в масляной ванне фрикционной муфте. Управление муфтами осуществляется с помощью электромагнитных исполнительных механизмов.

Повышающая передача вращается на 10% быстрее полуоси соответствующего колеса, а фрикционная муфта может при необходимости соединять оба эти элемента. При включении муфты вращающаяся с большей скоростью повышающая передача дополнительно ускоряет вращение полуоси, что, в свою очередь, приводит к передаче на неё большего крутящего момента. Такая передача осуществляется дифференциалом за счёт соответствующего уменьшения крутящего момента на противоположном колесе. В большинстве ситуаций с помощью такой схемы может быть, при необходимости, достигнута практически полная передача всего крутящего момента на одно из колёс. Максимальная разница в крутящем моменте между правым и левым колесом может достигать 1800 Нм.

При выборе водителем режима «Комфорт» спортивный дифференциал может даже полностью убрать классическую реакцию автомобиля на смену нагрузки (т. е. резкое уменьшение нажатия на педаль акселератора или торможение) при прохождении поворота. Когда водитель снимает ногу с педали акселератора, распределение крутящего момента между колёсам практически мгновенно изменяется соответствующим образом. В отличие от других систем спортивный дифференциал Audi / Ауди работает в режиме холостого хода или наката так же эффективно, как и при движении с нагрузкой. И в этих режимах соответствующая повышающая передача, выражаясь упрощённо, замедляет одно колесо и ускоряет другое. При этом так же происходит перераспределение крутящих моментов колес, и автомобиль получает дополнительный, точно рассчитанный импульс в том или ином направлении.

Задача, стоявшая перед создателями нового дифференциала, была нелёгкой: они должны были разработать компактное и технологичное устройство, которое позволяло бы перераспределять достаточно высокие крутящие моменты практически без потерь. И инженеры Audi / Ауди нашли очень элегантное и передовое решение. Совершенно новая планетарная повышающая передача, состоящая из двух солнечных шестерён и одной коронной, решает эту задачу с подкупающей простотой. Изюминка конструкции заключается в том, что коронная шестерня расположена со сдвигом относительно солнечных. Таким образом достигается большая площадь зубчатого зацепления, позволяющая передавать дополнительный крутящий момент при минимальном числе деталей конструкции. Такая схема повышающей передачи в автомобильной трансмиссии применяется впервые.

При этом система не требует обслуживания в течение всего срока эксплуатации и обладает низкими потерями. Увеличение расхода топлива вследствие применения спортивного дифференциала практически не выходит за пределы точности измерения. При этом узел работает исключительно быстро и позволяет дозировать крутящий момент с высокой точностью.

Блок управления — «разум» спортивного дифференциала. Необходимое программное обеспечение было разработано самими специалистами Audi / Ауди — принцип его работы также исключителен, как и сам дифференциал. Процессор получает необходимые ему «сырые» данные от датчиков угла поворота рулевого колеса, скорости вращения колёс, поперечного ускорения и угла рыскания, к нему также поступают данные о текущих параметрах работы двигателя. Для работы со спортивным дифференциалом установлены два комплекта датчиков рыскания и поперечного ускорения.

Это обуславливает исключительно высокую скорость реакции системы: блок управления постоянно сравнивает между собой данные обоих датчиков — что позволяет получить надёжный результат в самое короткое время.

Полный привод quattro со спортивным дифференциалом является частью уникальной и передовой системы Audi drive select, премьера которой состоится в новом Audi A4 / Ауди А4. Именно в комбинации с динамическим рулевым управлением Audi и электронной регулировкой жёсткости амортизаторов (дополнительное оборудование) полный привод со спортивным дифференциалом раскрывает все грани своего динамического таланта.

Audi drive select объединяет в себе все системы и узлы автомобиля, отвечающие за его динамику и определяющие субъективное восприятие поездки — двигатель, трансмиссию, рулевое управление, амортизаторы и спортивный дифференциал. При этом водитель может в любой момент изменить характеристики этих систем в соответствии со своими предпочтениями. Audi drive select означает синтез высочайшего комфорта и спортивной динамики на недостижимой до этого высоте.

С помощью клавиш на центральной консоли водитель может выбрать один из трёх режимов работы Audi drive select, от комфортабельного до спортивного, или составить для себя индивидуальный профиль по своему усмотрению. При этом сначала можно настроить чувствительность двигателя к нажатию педали акселератора, характеристику усилителя рулевого управления (в зависимости от скорости) и — при наличии — моменты переключения автоматической коробки передач.

Характер работы спортивного дифференциала также можно настроить в соответствии с индивидуальными запросами водителя. В режиме «комфорт» безусловный приоритет отдаётся безопасности и курсовой устойчивости автомобиля, эффекты смены нагрузки устраняются в таком режиме практически полностью. Для режима «авто» предусмотрена сбалансированная настройка всех функций. И, наконец, в режиме «динамик» подчёркиваются спортивные характеристики, так что воздействие спортивного дифференциала ощущается наиболее полно. Реакция на смену нагрузки в этом режиме можно охарактеризовать как динамичную, но управляемую.

По выбору владельца Audi drive select со спортивным дифференциалом может быть расширена системой регулирования жёсткости амортизаторов. В этом случае в гидравлических газонаполненных амортизаторах устанавливается дополнительный, бесступенчато открывающийся клапан. Блок управления рассчитывает оптимальную жёсткость 1000 раз в секунду. Электромагнитный клапан изменяет характеристику жёсткости амортизатора, приспосабливая её к конкретной ситуации. Так, например, для стабилизации положения кузова при энергичном прохождении поворотов или торможении необходима высокая жёсткость, при проезде ухабов или ям желательна низкая, а при езде по дороге среднего качества — средняя жесткость.

По-настоящему уникальные качества Audi drive select полностью раскрываются в комбинации с динамическим рулевым управлением Audi / Ауди. Оно является идеальным дополнением к полному приводу quattro со спортивным дифференциалом. Взаимодействие систем управления жёсткостью амортизаторов и рулевым управлением открывает новые возможности для спортивного и безопасного управления автомобилем.

Принцип работы динамического рулевого управления заключается в использовании дополнительной передачи для изменения передаточного отношения рулевого механизма в зависимости от скорости движения автомобиля. Эта передача встроена в рулевую колонку и включает в себя также и исполнительный электродвигатель. И здесь инженеры Audi / Ауди удалось найти гениальное техническое решение: благодаря применению самых передовых решений узел получился компактным, лёгким и жёстким. Передача работает без люфта, исключительно точно, с очень низкими потерями на трение, может передавать немыслимый крутящий момент и обладает высокой эффективностью.

Передаточное отношение динамического рулевого управления — в зависимости от скорости движения и выбранного режима Audi drive select — может изменяться в пределах почти 100 процентов. Таким образом при маневрировании при парковке не требуются большие углы поворота рулевого колеса, в то же время на автомагистрали высокое передаточное отношение, а также уменьшение коэффициента усиления, обеспечивает стабильность движения по прямой с высокой скоростью.

Кроме того, динамическое рулевое управление может самостоятельно компенсировать угол увода колеса, в пределах от небольшого до среднего, причём со скоростью профессионального раллийного пилота. И только начиная с больших углов увода, система подключает к работе тормоза, при этом они используются в основном только для демпфирования.

Для обеспечения курсовой устойчивости и безопасности движения динамическое рулевое управление, система управления жёсткостью амортизаторов и спортивный дифференциал работают в тесном контакте с ESP. Это позволяет «разгрузить» систему поддержания курсовой устойчивости, поскольку корректуры с помощью перераспределения крутящего момента, изменения жёсткости амортизаторов или рулевого управления могут выполняться существенно раньше. Такие ранние и эффективные вмешательства делают во многих случаях ненужным вмешательство тормозов, что позволяет заметно улучшить динамику и лёгкость движения.