Audi otvírá novou kapitolu v historii pohonu všech kol quattro. Nové quattro s technologií ultra kombinuje jízdní dynamiku a bezpečnost s vysokou hospodárností, aby byl pohon všech kol připraven na budoucnost. Systém je koncipován pro četné modely Audi s motorem uloženým vpředu podélně. Sériová výroba první varianty bude zahájena v polovině roku 2016 v novém modelu Audi A4 allroad quattro.
Audi buduje svůj náskok s trvalým pohonem všech kol quattro již více než tři desetiletí. Nyní následuje další velký krok – quattro ve spojení s technologií ultra.
Cílem vývoje systému quattro s technologií ultra byl pohon všech kol s optimalizovanou hospodárností, který se z hlediska trakce a jízdní dynamiky nijak neodlišuje od systémů trvalého pohonu všech kol. Z hlediska spotřeby a emisí CO2 stanoví ve své třídě zcela nová měřítka, a to zejména v podmínkách každodenního provozu. Vývojáři Audi spotřebovali se zkušebními vozidly, vybavenými příslušnou technikou, v průměru o 0,3 litru paliva na 100 kilometrů méně než s konvenčním pohonem všech kol. Zkušební jízdy probíhaly v okolí Ingolstadtu a v normálním provozu.
Na první pohled jsou tyto požadavky sotva slučitelné. Vývojáři Audi však tohoto cíle dosáhli souhrou nově vyvinutých komponentů pohonu všech kol a důmyslné strategie řízení celého systému. Inteligentní řízení pohonu všech kol pracuje totiž předvídavě – pomocí rozsáhlé soustavy senzorů a průběžného vyhodnocování zjištěných dat o jízdní dynamice, stavu vozovky a jízdních vlastnostech hledí vždy dopředu. V důsledku toho je pohon všech kol quattro vždy připraven již v okamžiku, kdy je právě zapotřebí. V běžném provozu s nízkým zatížením bez rizika prokluzu kol využívá nové quattro všechny výhody pohonu předních kol.
Pohon všech kol je deaktivován v situacích, kdy není zapotřebí, zůstává však trvale k dispozici. Potenciální rozdíl ve spotřebě paliva mezi verzemi s pohonem předních kol a trvalým pohonem všech kol lze díky tomu výrazně snížit.
Strategie
Pohon všech kol je aktivován již v okamžiku, kdy jej řidič potřebuje. Veškerá připojování a odpojování pohonu všech kol podléhají velmi diferencované strategii:
Elektronický systém pohonu všech kol quattro je propojen s velkým počtem dalších řídicích jednotek. Systém zaznamenává a vyhodnocuje nejrůznější data v taktu deseti milisekund – úhel natočení volantu, příčné a podélné zrychlení a točivý moment motoru jsou jen některá z nich.
Připojování pohonu všech kol může probíhat třístupňově – preventivně, předvídavě a v reakci na nastalou situaci.
V preventivní úrovni je pozornost zaměřena na data ze síťově propojených systémů automobilu. Řídicí jednotka na jejich základě zjišťuje například při rychlém průjezdu zatáčkou okamžik, kdy vnitřní přední kolo dosáhne limitu adheze. Tyto situace vypočítává s předstihem 0,5 sekundy. Pokud se kolo přiblíží k definovanému limitu adheze, dojde k aktivaci pohonu všech kol.
Řídicí jednotka pohonu quattro se u předvídavého připojování rozhoduje především podle stylu řízení řidiče, stavu systému ESC, nastavenému režimu systému řízení jízdní dynamiky drive select a případného připojení přívěsu.
U připojení v reakci na nastalou situaci, k němuž v praxi dochází zřídka, reaguje systém na náhlé změny adheze, k nimž dochází například v situacích, kdy se kola dostanou ze suchého asfaltu na zledovatělý povrch.
Pohon všech kol quattro je v zimě obecně aktivnější než v létě, protože hodnoty adheze jsou nižší. Potřeba pohonu všech kol je obecně vyšší ve fázích zrychlování při středních a nízkých rychlostech než při rychlé jízdě ustálenou rychlostí. Podíl připojení pohonu všech kol quattro je proto zejména na dálnici nízký.
Automobil se však může bezpečně pohybovat i na zasněžené silnici s pohonem pouhých předních kol, a to na rovném úseku s konstantní rychlostí. Naproti tomu jede-li vozidlo nepřetržitě dynamicky po silnici s velkým počtem zatáček, zůstává pohon všech kol trvale aktivní, a to dokonce i na suchém asfaltu s vysokou přilnavostí.
Optimální poměr rozdělování hnací síly mezi přední a zadní nápravu je v aktivním stavu vypočítáván průběžně. Strategie řízení zohledňuje data z ESC, okolní podmínky, provozní stav a přání řidiče. V závislosti na tom lze hnací sílu rozdělovat vždy ideálně mezi obě nápravy.
K odpojení pohonu všech kol je obecně k dispozici vždy dostatek času – naproti tomu rychlost, s níž se uzavírají spojky pro aktivaci pohonu všech kol, podléhá provozním požadavkům. V mimořádných jízdních situacích musí vše probíhat během zlomků sekundy.
Díky síťovému propojení pohonu quattro se systémem řízení jízdní dynamiky Audi drive select má řidič možnost individuálního nastavení vlastností pohonu všech kol. V režimu auto systému drive select získá nejlepší možnou trakci a vyváženou jízdní dynamiku. V režimu dynamic dochází k přerozdělení točivého momentu na zadní nápravu dříve a ve vyšší míře, aby bylo možné zvýšit jízdní dynamiku zejména při nízké adhezi. Rozdělování točivého momentu mezi jednotlivá kola, softwarová funkce systému ESC, optimalizuje v případě potřeby při průjezdu zatáčkou ovladatelnost vozu minimálními brzdnými zásahy na vnitřních kolech.
Technika – dvě spojky
Zvýšení hospodárnosti umožňují dvě spojky, které jsou součástí hnacího řetězce. Pokud systém přejde na pohon předních kol, odpojí přední lamelová spojka na výstupu z převodovky spojovací hřídel. V zadním diferenciálu se navíc otevře integrovaná zubová spojka, která eliminuje hlavní zdroje ztrát v zadní části hnacího řetězce. Systém pohonu všech kol quattro je zároveň o téměř čtyři kilogramy lehčí než dosavadní systém navzdory novým dílům. I to snižuje spotřebu paliva a podporuje dynamiku.
Lamelová spojka
Spojka pohonu všech kol se nachází na zadním konci převodovky. Elektromotor integrovaný do řídicí jednotky quattro pohání vřetenovou převodovku, která aktivuje lamelovou spojku. Ta je v závislosti na verzi tvořena souborem pěti, resp. sedmi párů lamel, které se otáčejí v olejové lázni. Třecí prstence jsou umístěny po dvojicích za sebou. První je pevně spojen s košem spojky, který se otáčí se vstupním hřídelem. Vždy každý druhý prstenec je spojen s výstupním hřídelem k diferenciálu zadní nápravy. Pohon všech kol je aktivován stlačením lamel. Hnací sílu mezi nápravy lze plynule a dynamicky rozdělovat změnami tlaku, působícího na lamely.
Integrovaná odpojovací spojka
Odpojovací spojka integrovaná do zadního diferenciálu pracuje podle jiného principu. Hřídel k pravému zadnímu kolu je za výstupem z diferenciálu rozdělen na dvě časti. Levý dílčí hřídel s kuželovým ozubeným kolem v diferenciálu a pravý dílčí hřídel jsou spojeny zubovým prvkem. Oba hřídele lze dokonale spojit.
Zubová spojka je rozpojována elektromechanicky a spínána prostřednictvím předpjatých pružin. Je-li rozpojena jak spojka pohonu všech kol, tak i odpojovací spojka, nepohybují se velké komponenty zadního diferenciálu a spojovací hřídel, které způsobují největší ztráty v důsledku třecích a unášecích sil. Bez zatížení se v diferenciálu otáčejí pouze kuželové kolo a soukolí pro vyrovnávání otáček mezi poháněnými koly vozidla při průjezdu zatáčkou. Při tom vznikají jen velmi malé ztráty.
Pro připojení pohonu všech kol zajistí řízená lamelová spojka během zlomku sekundy uvedení neotáčejících se komponentů do patřičných otáček. K uzavření zubové spojky dojde v okamžiku, kdy se spojovací hřídel, a tím i skříň diferenciálu otáčejí potřebnými otáčkami. Elektromagneticky ovládaný kovový čep uvolní poté pojistku. Pružiny se uvolní a zubová spojka se uzavře.
Použití předpjatých pružin umožňuje velmi rychlé uzavření zubové spojky.
quattro s technologií ultra – převodovka
Pro realizaci výrazného zvýšení hospodárnosti při pohonu jen jedné nápravy je rozhodující, aby přímo poháněná náprava disponovala optimální účinností. Ideální předpoklady v tomto ohledu nabízí nová generace mechanické převodovky a dvouspojkové převodovky S tronic, při jejichž vývoji stála v popředí rovněž účinnost.
Prvním modelem s novou generací pohonu všech kol quattro bude nové Audi A4 allroad quattro s převodovkou S tronic, které přijde na trh ve druhém čtvrtletí 2016. Nová technika bude poté postupně uváděna do dalších modelů s motorem uloženým vpředu podélně a s mechanickou převodovkou nebo s dvouspojkovou převodovkou S tronic.