Ультрабыстрый, ультраумный quattro ultra

Слово quattro стало в автомобильном мире не просто знаком качества. Берите больше: оно стало почти что именем нарицательным. Ведь фирменный полный привод Audi, доказавший состоятельность и на гоночных трассах, и на дорогах общего пользования, называется так с далёкого 1980 года. А quattro ultra — самое свежее прочтение знаменитой технологии. Отныне это ещё и многозадачный искусственный интеллект, сложнейшая мехатроника, помогающая водителю экономить без ущерба для скорости и надёжности.

ТЕКСТ: Юрий Урюков (Motor1.com) ФОТО: AUDI AG

quattroultra


quattro ultra — это два в одном: автомобиль в зависимости от ситуации полноприводный или же отключает задние колёса ради экономии.

Без малого четыре десятилетия назад появился полный привод quattro. Он родился полностью механической системой: крутящий момент по осям распределял свободный шестеренчатый дифференциал с функцией принудительной блокировки. Иными словами, «железо» не всегда работало автономно, и в сложных ситуациях водитель сам регулировал тягу на колесах специальным переключателем. Успех процесса, конечно, зависел от навыков и опыта, но главное — все ведущие давали легковому автомобилю широчайшие возможности по повышению даже не столько проходимости, сколько сцепления с дорогой без ущерба для повседневного комфорта. В наши дни звучит, может быть, несколько наивно, ведь трансмиссии 4×4 давно вошли в обиход на самых разных моделях и современного потребителя этим не удивишь. Но в начале 80-х годов прошлого века quattro считали не иначе как технологическим прорывом. И это были слова не маркетологов, а звезд автоспорта — Мишель Мутон, Стига Бломквиста, Ханну Микколы, Вальтера Рёрля, которых полноприводные Audi привозили на первые места в чемпионате мира по ралли, в том числе в золотые (однако очень опасные) времена так называемой «группы Б».

С тех пор развитие quattro не прекращалось, и сегодня марка предлагает клиентам несколько систем, объединенных историческим легендарным именем. Причем тип трансмиссии во многом определяет архитектура автомобиля.

Сила сжатия

Так, например, начальные модели Audi с расположенным поперечно мотором — A3 в кузовах седан и Sportback, компактный кроссовер Q3 и даже спорткупе TT — наделены полным приводом на основе гидравлической многодисковой муфты. Такую схему зачастую ошибочно называют подключаемой, намекая на «вторичную» роль задних колес — мол, толкают только при пробуксовке, больше для виду. Однако тем, кто испытал этот вариант quattro в деле, и в голову не придет, что 4×4 тут поставили для галочки. Ведь ощущения говорят как раз об обратном.

Ключевой элемент этой схемы — расположенная перед задней главной передачей (грубо говоря, под полом багажника) муфта. В ее корпус поместили силовое «мокрое» сцепление — набор фрикционных дисков в масляной ванне. Чем сильнее гидравлика их сжимает, тем больше мощности отправляется на колеса второй оси. Падает давление в магистрали — пакет расходится, карданный вал вращается вхолостую. Впрочем, так происходит только при торможении, чтобы заблокированный полный привод не нарушил стабильность замедления. А в остальное время система управления старается держать трансмиссию наготове, так сказать, в тонусе, создавая в муфте легкий преднатяг — хотя бы 3–5 процентов.

Примечательно, что на изменение внешних условий электроника реагирует превентивно. Секрет в том, что блок управления quattro связан с системой контроля курсовой устойчивости (ESC). Едва уловят чуткие датчики ESC угрозу заноса или пробуксовки, а трансмиссия уже готова к развитию событий. Аналогично и на светофоре. Умный компьютер понимает: после торможения и остановки вскоре начнется движение. Не исключено, что энергичное, поэтому заранее зажимает муфту, заставляя все колеса толкать автомобиль одновременно. Вот почему даже базовый вариант quattro логичнее называть постоянным полным приводом, пусть простым по устройству, зато эффективным по действию. За примером далеко ходить не надо: обратите внимание, как зимой на перекрестке, где зачастую раскатан лед, стартуют машины. Одни нервно ерзают передом или кормой, пытаясь в тисках антипробуксовки нащупать зацеп, а другие спокойно уезжают вперед аки посуху, демонстрируя остальным шильдик quattro на крышке багажника.

Тот, который работает сам по себе

Старшие модели Audi с продольным расположением мотора получили другую разновидность quattro, концептуально схожую с той, что удивила мир в 80-х. Основной агрегат здесь попрежнему раздаточная коробка, разделяющая мощность по осям посредством механического дифференциала. Вот только водительского внимания он больше не требует, потому что еще в середине 80-х годов прошлого века устройство сделали самоблокирующимся. Несколько лет назад на спортивных моделях применяли компактную конструкцию с так называемыми коронными шестернями, а на больших седанах и универсалах также встречался узел под названием Torsen — от английского Torque Sensing, «чувствительный к крутящему моменту». Сейчас им на смену пришли более совершенные аналоги, работающие по схожему принципу.

Функционирует система так. Стоит хотя бы одному колесу сделать попытку «поскользнуться», центральный дифференциал мгновенно перераспределяет тягу на сторону с лучшими условиями по сцеплению. Происходит это автоматически и, самое любопытное, без помощи электроники — исключительно за счет особой механической начинки устройства. Принцип работы заключен в альтернативном названии — дифференциал повышенного трения.

По умолчанию крутящий момент делится несимметрично: 40 процентов приходится на переднюю ось, 60 процентов — на заднюю. При таком распределении автомобиль стабильнее и увереннее разгоняется, а при желании водителя ехать в спортивной манере допускает более азартное поведение — с легким «заднеприводным» акцентом на избыточную поворачиваемость. Усилиями того же самоблокирующегося дифференциала пропорция распределения крутящего момента в динамике постоянно меняется: вперед дифференциал повышенного трения способен направить до 70 процентов мощности, назад — до 85 процентов.

Спортивный дифференциал: зачем?

Поскольку механический дифференциал, как и многодисковая муфта, регулирует соотношение только по осям, электронике при такой схеме quattro тоже нашлась работа. Опираясь на показания датчиков положения автомобиля в пространстве и мониторинг действий водителя, блок управления способен рабочими тормозными механизмами выборочно «прихватывать» те или иные колеса, тем самым имитируя еще и межколесные блокировки, которые привычны для серьезных внедорожников. Однако и для стремительных спорткаров динамическое распределение тяги оказалось более чем уместным. Ни одна система не в состоянии отменить законы физики, но будьте уверены: если есть хоть малейший шанс удержаться за дорогу, quattro его использует.

Но замедление даже одного колеса, пусть мимолетное, на долю секунды, — это потеря скорости и дополнительная нагрузка на тормозную систему. Вот почему quattro на мощных моделях Audi в качестве опции дополняют спортивным задним дифференциалом, который при необходимости ускоряет нужное колесо посредством встроенных повышающих двухступенчатых редукторов с внутренним зацеплением. Возможности активного агрегата столь широки, что на любую сторону он готов передать все 100 процентов крутящего момента (разумеется, из тех, которые достаются задней оси по команде цент рального самоблока). По сути тем самым трансмиссия реализует своеобразный управляемый вектор тяги, как на реактивных истребителях. Видели те безумно красивые, завораживающие фигуры высшего пилотажа на крутых международных авиашоу? Теперь автомобиль под знаком quattro умеет почти так же, пусть не в воздухе, а на дороге.

etron

quattro ultra не пытается поспеть за сменой условий движения, он их прогнозирует и готовится заранее.


Мини-революция

В 2016 году синергия проверенных временем инженерных компонентов, интеллектуальных технологий и продвинутой электроники привела к появлению самой современной итерации полного привода quattro — теперь с приставкой ultra. Дебютировала новая трансмиссия на универсале повышенной проходимости Audi A4 allroad, затем была установлена на кроссовер Q5 нового поколения, а после по традиции перешла и на сугубо дорожные модели вроде динамичного A7 Sportback или одного из лучших в мире бизнес-седанов A6. Причем в первую очередь схему опробовали на машинах с мощными бензиновыми моторами, которым так важна экономия топлива. Отныне формула 4×4 не означает автоматического проигрыша в экономичности. Это многократно доказано quattro ultra.

Итак, главная особенность quattro ultra в том, что на хорошей сухой дороге полноприводная суть трансмиссии себя никак не проявляет: вторая ось полностью «выходит из игры», автомобиль использует исключительно передний привод. Причем электроника не просто размыкает тяговую цепь в одной точке, а до определенной поры нейтрализует паразитное вращение всех ненужных в текущий момент компонентов вроде карданного вала и задней главной передачи. Для этого в схеме, разработанной в соавторстве с известным производителем компонентов — инжиниринговой компанией Magna, предусмотрены даже две муфты.

Многодисковое «мокрое» сцепление, наподобие того, что отвечает за «питание» мощностью задних колес на полноприводных Audi с поперечными моторами, перенесли на хвостовик коробки передач. Что касается плавного дозирования крутящего момента, особой разницы в системах нет, зато в открытом состоянии муфта купирует поток тяги в оптимальной для экономии зоне. Конструкторы понимали, что детали все равно продолжат вращаться вхолостую от колес, создавая дополнительное сопротивление качению. Поэтому на правой задней полуоси разместили еще одну муфту — кулачковую, синхронно отключающую эту ветвь трансмиссии и со стороны асфальта по принципу «вкл/ выкл», без промежуточных положений. Причем управление в обоих случаях сделали уже не гидравлическим, а механическим: диски (их может быть пять или семь в зависимости от отдачи двигателя) передней муфты сжимает электромотор посредством специального редуктора и кольца-поршня, а заднюю размыкает соленоид, попутно активируя рычагом взводную пружину. Когда потребуется, она моментально разожмется и вновь соединит полуось. Хотели полный привод — получите!

На полсекунды в будущем

Прогрессивное во всех смыслах решение фанаты классического quattro встретили настороженно: ну не привыкли поклонники классики Audi доверять подключаемым системам. Однако дебют новой технологии в полной мере можно считать не попиранием скреп, а их модернизацией. Инженеры позаботились о том, чтобы о двух муфтах и периодическом отключении привода на заднюю ось клиенты узнали лишь из этой заметки. Электроника quattro ultra имеет очень сложную логику управления режимами движения: искусственный интеллект и правда хочется назвать мудрым. Так, массив данных, на основании которого принимается решение, компьютерный «мозг» формирует каждые десять миллисекунд. Не всякий человеческий организм почувствует опасность за это время, не говоря о визуальной фиксации. При этом ultra успеет не только заметить, но и среагировать, почти мгновенно, за 200 миллисекунд, активировав формулу 4×4. Причем многодисковая муфта замыкается с небольшим опережением, чтобы раскрутить карданный вал.

Электроника следит за скоростью вращения колес и заднего дифференциала, поперечным и продольным ускорением, положением руля, крутящим моментом двигателя и многим другим. Но за точку отсчета берется уже не только опрос датчиков, но и прогноз обстановки примерно на полсекунды вперед. К примеру, низкую температуру за бортом quattro ultra распознает как потенциальную угрозу: возможен гололед, значит, нужны все ведущие. Сработал датчик дождя: полило с небес. Снова 4×4 будет кстати. Прицеп сзади, выбранный в системе Drive Select режим движения, — все учитывается. В то же время активное руление и интенсивная работа акселератором даже на сухом асфальте также вызовут замыкание муфт, поскольку подобные действия водителя quattro ultra расценит как спортивное выступление. Шутки в сторону, ведь учебная программа Audi quattro Winter Experience в школе заслуженного мастера спорта, обладателя Кубка Европы по классическому ралли Евгения Васина проходит в том числе на моделях с новым полным приводом. Довольны все — и участники, и инструкторы, так уверенно и азартно скользят автомобили с quattro ultra боком по льду. Причем делают это с утра до ночи: перегрева, свойственного иным схемам с подключением задней оси, отмечено не было, а ведь условия в школе вождения нетипичные, экстремальные.

Интересный момент: подсказки навигации quattro ultra не использует, хотя такое решение вроде бы логично: по карте машина заранее «видит» повороты и прочие изгибы рельефа. Однако электронного штурмана заказывает не каждый покупатель, поэтому электронику научили действовать так, чтобы и без GPS полный привод работал с максимальной эффективностью. Справедливо. Именно такие инженерные мелочи — залог водительского удовольствия и безопасности. А еще экономическая выгода. Новая трансмиссия на 4 кг легче системы с центральным механическим самоблокирующимся дифференциалом и в теории несколько надежнее, поскольку детали нагружены меньше. Официально необслуживаемая quattro ultra рассчитана на весь срок службы автомобиля, на испытаниях тестовые экземпляры проходили свыше миллиона километров каждый. Заявленная выгода по топливу поначалу кажется совсем эфемерной — 0,3 л на 100 км. Но учитывайте, результат получили не в лаборатории, а при заездах по обычным дорогам в окрестностях Ингольштадта. Кроме того, полезно посчитать кумулятивный эффект: сколько горючего получится сберечь за неделю, за месяц или год, тогда становится понятно, зачем марка Audi тратила огромные ресурсы на разработку очередной версии quattro. Невероятно сложно кардинально улучшить продукт, который, как думали еще вчера, достиг совершенства.

quattroultra
Так устроен quattro с технологией ultra. На схемах видно, что в переднеприводном режиме (внизу) паразитное вращение ненужных на текущий момент компонентов (отмечены зеленым цветом) исключается — в этом залог дополнительной выгоды по топливу.
Скачать все изображения
00:00 | 00:00