Интеллектуальный «дифф»

Как полноприводной трансмиссии Audi добавили спортивности

Приставка quattro в названии любой модели Audi с 1980 года означала использование полноприводной трансмиссии и указывала на спортивную ориентацию данной модификации. Используемый межосевой дифференциал обеспечивал деление крутящего момента между колесами передней и задней осей в соотношении 40:60. До появления в 2005 году модели RS4 такое распределение момента между осями использовалось во всех полноприводных Audi. Но затем эту функцию начала выполнять электроника, которая в зависимости от условий движения самостоятельно определяет требуемые пропорции момента на разные оси.

Размещение элементов спортивной трансмиссии Audi

Новая полноприводная трансмиссия Audi стала еще более совершенной и спортивной. Добились этого внедрением в задний мост дифференциала, который управляется электроникой, распределяющей крутящий момент между задними колесами в нужной пропорции. В отличие от полностью механического предшественника новинка способна изменять поведение автомобиля, обеспечивать еще лучшие устойчивость, маневренность и проходимость. Более того, спортивный «дифф» может вступать в работу не только при передаче крутящего момента от двигателя к колесам, но и при выключенном сцеплении, улучшая маневренность на скользких покрытиях.

Конструкция КП S tronic

Как по рельсам

В случае «перекручивания» руля в повороте в момент интенсивного ускорения в обычной машине происходит снос передних колес. Ранее с этой проблемой частично научились бороться с помощью систем стабилизации движения (ESP и аналоги), которые обнаруживали подобные ситуации путем обработки показаний датчиков поворота руля и вращения автомобиля вокруг вертикальной оси. Чтобы вернуть машину на заданную траекторию движения, эти системы сначала снижают обороты двигателя, а если не помогает – притормаживают одно из колес задней оси для создания момента противовращения вокруг вертикальной оси автомобиля. Но все это происходило, когда неблагоприятная ситуация уже наступила, поэтому реакции систем иногда были запоздалыми.

Спортивный дифференциал позволил предпринимать меры, носящие предупредительный характер, т. е. исключающий появление неприятностей. Работает он просто. В повороте электронный «мозг» дифференциала обеспечивает неравномерное перераспределение момента на колеса задней оси: на наружное – больший, на внутреннее – меньший (см. рис.). В результате возникает дополнительное усилие, которое подталкивает автомобиль в направлении поворота, т. е. куда «смотрят» передние колеса, и снижает боковые силы, действующие на переднюю ось. Соответственно, вероятность сноса передних колес при этом значительно снижается, машина уверенее проходит повороты на больших скоростях и точнее слушается руля при маневрах.

Время срабатывания спортивного дифференциала составляет менее 100 миллисекунд, т. е. он реагирует быстрее, чем ESP. При перераспределении крутящего момента между колесами одной оси разница может составлять 1800 Нм. Основными данными для работы электронного «мозга» нового узла являются показания датчиков скорости, угла поворота руля, бокового ускорения, вращения вокруг вертикальной оси.

Выход на режим

Работать данный механизм может в трех режимах – «комфорт», «авто» и «спорт». В первом все направлено на максимальную безопасность и устойчивость машины без ущерба комфорту. Если возникло желание или необходимость резвой езды, на помощь придет режим «спорт». При этом вырастут скорость срабатывания механизма и перераспределение крутящего момента для получения более высокой устойчивости и лучшей управляемости. Режим «авто» – золотая середина между спортивными и комфортными настройками. Данный механизм, несмотря на сложность, по утверждению автопроизводителя, в течение всего срока эксплуатации автомобиля не требует обслуживания.

7-я ступень – не помеха

Еще одна новинка в трансмиссии Audi – семиступенчатая коробка передач S tronic. Принцип ее работы схож с уже знакомыми фольксвагеновскими КП DSG (см. «АЦ» № 52'2002). S tronic также двухконтурная, имеет по два пакета фрикционов (сцеплений), а также внутренние и наружные первичные валы. Но конструктивно новинка отличается от DSG. Так муфты включения передач (синхронизаторы) располагаются как на первичных валах, так и на общем вторичном (у DSG два вторичных вала стоят отдельно по обе стороны от первичного вала). Такое отличие обусловлено использованием этих КП в разных трансмиссиях. DSG предназначена для переднеприводных машин с поперечным расположением мотора, поэтому она должна быть максимально короткой, а S tronic – для полноприводных с продольным расположением двигателя, где нет таких ограничений в длину.

Данная механическая КП роботизирована, поэтому может работать и в автоматическом режиме, и в ручном. Чтобы подчеркнуть спортивность S tronic, на руле продублированы клавиши ручного переключения ступеней КП. В зависимости от стиля вождения можно выбрать программу работы КП в автоматическом режиме – «движение» или «спорт».

Работает S tronic следующим образом. На нейтральной передаче муфты синхронизаторов выведены из зацепления с шестернями, а оба сцепления включены, поэтому первичные валы вращаются с одинаковой скоростью. При перемещении рычага КП в положение первой передачи автоматика выключает сцепление второго контура и включает первую передачу. Крутящий момент передается на вторичный вал первого контура, а затем через редукторы, дифференциалы и полуоси – к колесам.

Интеллектуальный блок управления постоянно следит за оборотами двигателя. При росте скорости (в автоматическом режиме) автоматика включает вторую передачу, которая относится ко второму, пока выключенному, контуру. Когда обороты мотора достигают определенных пределов, электроника дает команду включить очередную передачу. Для ее выполнения автоматике достаточно только выключить одно сцепление и задействовать другое. Такое заблаговременное включение передач дает выигрыш во времени переключения, а значит, и в динамике разгона. Большее количество передач обеспечивает не только лучшую динамику, но и снижение выбросов CO2 (см. «АЦ» № 32'2008).

S tronic способна работать в режиме до 9 тыс. об/мин и передавать крутящий момент до 550 Нм. Пока данной КП оснащаются полноприводная А4 и Q5, но в будущем она найдет место и в трансмиссиях других моделей.

Спортивный дифференциал в работе В правом повороте сжимается пакет фрикционов левой полуоси, поэтому на нее перераспределяется большая порция крутящего момента. В левом повороте гидропривод блокирует диски сцепления правой полуоси, поэтому на правое колесо уходит больший момент. Так на больших скоростях уменьшается недостаточная поворачиваемость и обеспечивается движение, как по рельсам.

Конструкция спортивного дифференциала Конструктивно дифференциал представляет собой уже знакомый шестеренчатый модуль с двумя коническими шестернями и сателлитами, который вращает ведомая шестерня главной передачи. По обе стороны от «диффа» размещаются многодисковые сцепления. С одной стороны эти фрикционы связаны с корпусом дифференциала, а с другой – с полуосью. В зависимости от усилия сжатия пакетов этих дисков изменяется величина крутящего момента, передаваемого на соответствующее колесо заднего моста. Сжатие фрикционов обеспечивает гидросистема, включающая гидронасос и клапанную систему, управляемую электронным «мозгом».

Умный амортизатор В моделях Audi со спортивным «диффом» также предусмотрено использование электронно управляемых амортизаторов. Конструктивно это газо-масляные амортизаторы с дополнительным электромагнитным клапаном непрерывного действия. В зависимости от условий и режимов движения электроника регулирует усилие демпфирования. Например, при резком торможении для эффективного замедления амортизатору придают наибольшую жесткость, чтобы исключить «клевки» и с максимальным усилием прижать колеса к дороге. На разбитых и проселочных дорогах, когда скорость движения невелика, амортизатор абсолютно «мягкий».

ктивный усилитель Чтобы еще больше обезопасить владельцев машин марки Audi, им в помощь установили интеллектуальный электроусилитель руля. Он способен не только облегчать вращение баранки и изменять усилие на руле в зависимости от скорости движения, но и создавать дополнительное сопротивление при вращении – например, если возникает опасность его «перекручивания», что чревато сносом колес передней оси.

Юрий Дацык
Фото Audi