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新老奥迪四驱quattro对比,奥迪quattro四驱技术进化史

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如今谁是最大的豪华四驱车生产厂商?是路虎吗?嗯……这个品牌在去年共生产了38万辆豪华SUV,已经非常可观;但是,可能大家没有想到的是,这个数字可能仅为第一名的一半……好了,我不在这里卖关——如今世界最大的豪华四驱车生产厂是奥迪。

2014年7月11日,在因戈尔施塔特的奥迪生产线上驶出的一部灰色的SQ5被赋予了特殊的意义——这是奥迪生产的第600万部带有quattro标识的汽车。如今,从奥迪世界各地生产线上驶下的车型中,有超过44%的带有quattro标识,这就意味着去年奥迪生产了将近76万辆四驱车型。

自从1980年第一部Ur-Quattro亮相以来,quattro这个意大利词汇几乎就成了奥迪另外一个标志。那么,今天我们就来探讨一下,这个quattro标识的背后究竟包括了哪些独特的技术。

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锥齿轮中央差速器

相信很多人或多或少地听说过这个故事:1977年的一次冬季测试中,时任奥迪技术总监的费迪南德·皮耶希(是的,他就是费迪南·保时捷的孙子,大众帝国的缔造者)被大众lltis在冰雪路面上的表现所折服,也因此给他带来了灵感,决定打造一款采用四驱技术的运动型轿车。

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大众Iltis,奥迪quattro技术的灵感来源。

不管这个故事有多么的戏剧性,皮耶希的工作效率显然令人敬佩:仅过了两年,在1980年的日内瓦车展上,奥迪展台上便展示出了一款造型流畅的2 2双门四驱跑车——这便是大名鼎鼎的Quattro。毫无疑问,它是当年日内瓦车展上最闪耀的明星。

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1980年日内瓦车展上的主角:奥迪Ur-Quattro

Quattro是世界上第一款装备了全时四驱系统的跑车。它的四驱系统设计理念同lltis如出一辙:没有笨重的分动箱和单独向前轴输送动力的传动轴,整个全时四驱系统被设计得十分紧凑。

这其中的奥秘在于奥迪创造性地使用了一个直径为263mm的空心传动轴,并在其中集成了另外一个传动轴(同如今的双离合变速器传动原理类似),这样两个轴集成在了一个轴的空间内,并实现了不同的传动方向。

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奥迪开创性地通过空心轴使整套四驱系统集成在了轿车底盘中。

这套系统采用了中央锥齿轮差速器(同普通的轮间差速器一样),将动力平均传递给前后轴。在车辆转弯时,前轴的转速要比后轴快,因此通过差速器可以在实现转速差的同时保持动力输出。关于差速器的工作原理,欢迎点击以下视频。(这部视频由美国人拍摄于1937年)

值得注意的是,如果使用开放式差速器,车辆在湿滑路面可能导致车辆困住(因为开放式差速器会把动力输送至转速更快的车轮,而不是最需要牵引力的车轮),因此奥迪还特意为Ur-Quattro装备了中央差速锁和后差速锁,这意味着在四驱结构上,Ur-Quattro的这套系统已经媲美专业越野车了。只要后轮有一条轮胎有附着力,就可能令车辆脱困。

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Ur-Quattro通过中控台(红色方框内)来控制中央和后轴的差速锁

这套四驱系统令Ur-Quattro有着非同一般的性能,令它成为拉力赛场上一个难以击败的选手,也让这款车一直生产到1991年。它的诞生,也让quattro四驱系统一炮打响,这套独特的四驱系统也被称为第一代quattro系统。

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采用了quattro技术的奥迪拉力赛车一度主宰赛场

“托森”的传奇

1986年秋天,奥迪80 quattro面世。奥迪在这款四驱轿车上首次采用了“托森”中央差速器,“Torsen”是个合成词,代表了“Torque”(扭矩)和“Sensing”(感应)。自此,quattro四驱系统也拉开了托森差速器主宰的大幕,并且托森差速器一直伴随这quattro这个标识将近20年。托森差速器设计十分精妙,它完全利用蜗轮蜗杆传动的机械自锁特性,在差速的同时实现了自动差速锁定避免打滑的功能,没有任何电子设备介入。托森差速器不仅响应迅速,而且具备非常高的可靠性。如果将第一代quattro系统比作一个功能齐全的全手动相机,那么换装托森中央差速器的quattro就有点自动单反的意思了。关于它的原理,可以参考以下视频:

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最早采用托森差速器的quattro车型:奥迪80

之前托森差速器只应用于轮间,用来避免两侧轮胎打滑,而奥迪创造性地将它作为中央差速器,令车辆实现了一流的稳定性。

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托森差速器通过巧妙的设计实现了限滑差速的功能,并且体积仍然十分小巧。

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默认情况下,第一代的托森差速器将发动机的动力平均分配至前后轴,在极端状况下最多可以将75%的动力单独分配至某一传动轴。

1988年,奥迪着手进军大型豪华轿车领域,推出了V8车型(如今A8的雏形),这款大型豪华轿车毫无意外地使用了quattro四驱系统,跟之前不同,这款车的quattro系统有着自己独特的特征。这套系统被认为是第三代quattro系统,并且也仅在V8这一款车型上出现过。

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其中自动挡车型使用了行星齿轮作为中央差速器,手动挡车型则仍然使用托森中央差速器,并且这款V8在后轴统一使用了托森差速器,进一步提高了整车的驱动性能。

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1995年,奥迪推出了新款A4(内部代号为B5),从这一代车型起,奥迪的第四代quattro系统开始有了些“现代”的元素——奥迪在前后轴加入了电子限滑差速器,取代了之前在后轴上的手动锁止装置。这样一来,无疑让quattro在“自动化”的路上更进一步。

新老奥迪四驱quattro对比,奥迪quattro四驱技术进化史

1995年款A4,代号为B5。

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2006年,随着奥迪在高性能车型领域同对手的竞争愈演愈烈,奥迪意识到之前那种“四平八稳”的感觉已经不太适应消费者的口味了,必须生产一些“激情四射”的产品来打动他们。于是,奥迪的第五代quattro系统也得到了进一步进化。

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使用了第三代托森差速器的奥迪RS4Avant

在2006款RS4(B7)上,我们看到了名为Type“C”的新一代托森中央差速器,这款中央差速器最大的特点在于它集成了一个行星齿轮组,相比较之前的50:50前后扭矩平均分配,这套系统在默认情况下(即前后轴抓地力相同),前后轴扭矩按照40:60来分配。这样一来,令车辆表现出了一些后驱车的特性,并且在电子稳定系统的协助下,它还可以将100%的扭矩全部输送给单独某一轴。

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第五代quattro使用的托森差速器可以实现前后轴40:60的扭矩输出。

值得一提的是,在第五代quattro系统中,奥迪还研发了一套“扭矩矢量控制”装置,通过在后轴差速器两端安装多片式离合器以及车轮上的传感器,来实现扭矩在轮间的主动分配功能。在过弯时能够在后轴产生偏航力矩,从而令车辆具备更好的弯道稳定性。

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后轴扭矩矢量控制系统的基本结构

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通过主动分配轮间的扭矩,令车辆在弯道有更好的循迹性。

得益于托森差速器构成的全时四驱系统智能、迅速切可靠的特性,令其成为了奥迪quattro四驱系统中非常重要的一个结构,也是奥迪quattro产品序列中应用最多的四驱形式,以至于如今很多人一提到quattro就会将其与托森差速器联系起来。

在这个快速变化的世界中,显然没有什么会“永垂不朽”。2010年,奥迪全新一代RS5诞生,与之一起面世的,还有最新的第六代quattro系统。

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使用了冠状齿轮差速器的RS5

这套系统彻底将“Quattro”同“Torsen”划清了界限。取而代之的是奥迪自己研发的冠状齿轮中央差速器。

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冠状齿轮差速器结构更加简单,也更有利用电子系统介入。

这套中央差速器看起来同普通的开放式差速器并无太大差别,最大的不同之处在于它在输入和输出端安装了两组多片式离合装置,当某一轴转速突然升高,会产生一个轴向力来压迫离合器闭合,来实现差速锁止功能。

这套装置看起来似乎没有托森差速器那样精妙,但是它可以实现更加稳定的动力分配,并且更加容易使用电子系统进行控制。不仅如此,它还比托森差速器轻了2kg。

瀚德系统

1998年,奥迪开始为旗下紧凑级轿车A3装备四驱系统。由于A3采用的是来自大众的发动机横置平台,之前基于托森差速器的quattro系统并不适用。好在奥迪的母公司——大众集团的技术储备足够丰富,A3自然而然地继承了大众A4平台的四驱技术,并同样取名为“quattro”。

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第一代A3 quattro,使用了基于瀚德耦合器的四驱系统。

这套基于横置发动机布置方式的四驱系统核心装置是来自瑞典瀚德(Haldex)的电子液压多片式“耦合器”。这套系统并没有差速功能,而是根据需要灵活地分配前后轴的扭矩。

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瀚德耦合器位于后轴前方,并没有差速功能。

这套系统常规情况下基本是前轮驱动,从而确保了燃油经济性。通过不断收集四条轮胎的转速,如果侦测到前轴打滑,ECU则会立即通过控制多片式耦合器将动力分配至后轴,极端情况下,这套系统甚至可以将100%的扭矩分配至后轴。

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这套quattro系统体积比托森差速器体积更加小巧,从而节省出了更多的乘坐空间,并且由于瀚德耦合器安装于后轴前方,从而优化了整车的重量分配。

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最新一代TT使用的quattro系统的核心仍然是瀚德耦合器。

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最新一代奥迪TT

在电子系统的协助下,这套系统如今“进化”到了可以主动分配轮间扭矩,从而实现更好的弯道稳定性。我们可以通过下面全新TT的视频来领略一下最新的横置quattro的魅力:

其他的quattro系统

奥迪旗下的产品无疑足够丰富,除去前纵置发动机以及前横置发动机的布置方式以外,大家一定不能忘了奥迪还有一款中置发动机的车型——奥迪R8。

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R8继承了兰博基尼盖拉多的车身平台

这款带有四环标志的超级跑车同兰博基尼盖拉多有着亲密的血缘关系,因而它也自然而言地继承了盖拉多的那套四驱系统。并且同样地,奥迪为其取名quattro。

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R8的quattro系统将70%以上的动力分配给了后轴。

同之前介绍的quattro系统都不同,R8所采用的四驱系统的核心是一个带有差速锁的液力耦合器。在通常情况下,这套系统85%的扭矩都分配给了后轴,在后轴打滑时,它才会将另外15%的扭矩分配给前轴。很明显,这套四驱系统并不是用来让R8翻山越岭,而是确保在强大的动力下R8过弯时不会将屁股甩到山沟里。

在去年的洛杉矶车展上,奥迪还向我们展示了另外一种独特的quattro系统:奥迪A7h-tron quattro氢燃料电池汽车同样具备四驱功能,不过复杂的驱动轴被连接各个电机的电缆所取代,同时再也没有什么托森、瀚德和冠状齿轮——因为它在前后轴各有一个电机来分别控制动力输出,它们只需听令于电子信号,而不需要涉及动力分配的问题。

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A7 h-tron quattro氢燃料电池汽车

这款车使用氢为燃料,通过燃料电池的化学反应将氢转化为电能,来驱动前后轴的两台电机,而产生的副产品则是清洁的水。因此,从本质上来说,A7 h-tron是一款彻头彻尾的电动车。

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A7 h-tron quattro的四驱系统——只有电机和电缆。

总结:

无需多言,经过35年的进化,超过600万部车验证了quattro对于奥迪的重要性。奥迪历史上那些富有激情和魅力的经典车型几乎没有一辆不挂着quattro的标识。那么在未来这套系统会继续演变成什么样?随着电动技术的不断进步和普及,再也没有什么神奇的托森差速器、也没有贯穿底盘的传动轴,但却功能更加强大,怎么样,准备好拥抱未来了吗?

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