Serwis pod patronatem magazynu
Napęd quattro to nazwa handlowa dla układu napędu na cztery koła w samochodach marki Audi. Nie jest to jedno rozwiązanie, a kilka różniących się między sobą, zależnie od modelu i rocznika.
Pierwszy napęd quattro był dość prymitywną konstrukcją opartą na centralnym mechanizmie różnicowym blokowanym ręcznie. Jednak już w roku 1986 wprowadzono rozwiązanie bardziej cywilne, przyjazne kierowcy. Centralny mechanizm różnicowy torsen miał funkcję samoblokowania poprzez odpowiedni kształt zębatek. Przekładnia ze ślimacznicami jest w stanie przenieść moment obrotowy nierówno na koła w stosunku odpowiadającym konstrukcji przekładni. Czyli w przeciwieństwie do zwykłego dyferencjału, który zawsze dzieli moment obrotowy w stosunku 50:50, torsen może go dzielić np. w stosunku 30/70 i to na koło o lepszej przyczepności trafia wyższy moment obrotowy.
Tego typu rozwiązanie rozwijano i stosowano w kolejnych modelach, nie tylko Audi, ale także Volkswagena. Z czasem pojawiła się funkcja elektronicznego sterowania EDC, opartego na systemie kontroli trakcji. Celem działania EDC było blokowanie ślizgających się kół hamulcami, ale w inny sposób niż w tradycyjnej kontroli trakcji. Bez udziału silnika lub z mniejszym jego udziałem. Nie po to, by zapobiegać poślizgowi, ale po to, by wygenerować wyższy moment obrotowy na ślizgającym się, częściowo blokowanym kole, co automatycznie generuje wyższy moment na drugim kole, zgodnie z zasadą działania tradycyjnego dyferencjału.
W nowszych generacjach quattro opartego na mechanizmie torsen (coraz mniejszym i lżejszym), stosowano inny rozdział momentu obrotowego pomiędzy osiami niż 50/50, z coraz częstszą przewagą momentu na tylnej osi, by poprawić charakterystykę prowadzenia. Najczęściej z rozdziałem 40/60 (przód/tył). Rozwiązanie to, już w pełni sterowane elektronicznie, ale działające wciąż mechanicznie, stosowane było przez kolejne dekady aż do dziś w niektórych modelach Audi (szczególnie sportowych) oraz Volkswagena (Touareg). Fani marki określają tę konstrukcję kolokwialnym mianem „prawdziwego quattro”.
Innym rodzajem napędu quattro jest napęd oparty na międzyosiowym sprzęgle hydraulicznym firmy Haldex. Zadaniem sprzęgła jest zmniejszanie różnicy prędkości obrotowej przedniej i tylnej osi poprzez blokowanie (włączanie sprzęgła) w razie wystąpienia poślizgu jednej z nich. Kiedy poślizg nie występuje, niemal 100% napędu trafia na oś podstawową (najczęściej przednią), co pozwala oszczędzać paliwo. W przypadku uślizgu osi podstawowej, następuje coraz mocniejsze blokowanie sprzęgła międzyosiowego i zwiększanie siły napędowej na osi dołączanej.
Ogólna zasada działania tego rodzaju quattro jest dokładnie taka sama jak w najprostszym napędzie na cztery koła opartym na sprzęgle wiskotycznym. W odróżnieniu od sprzęgła wiskotycznego, które działa bez udziału innych mechanizmów, sprzęgło typu haldex jest sterowane siłownikiem, hydraulicznie i elektronicznie, zależnie od generacji.
Zaletą sprzęgła Haldex jest wyższa zdolność do zablokowania (ok. 90%), co skutkuje wygenerowaniem do niemal 100% momentu obrotowego na jednej z osi. Ponadto, Haldex był najszybciej działającym sprzęgłem tego typu na rynku. Wraz z jego rozwojem poprawiano nie tylko czas reakcji, ale także płynność i dokładność działania. W praktyce quattro ze sprzęgłem Haldex osiągnęło skuteczność na śliskiej nawierzchni porównywalną, a niekiedy przewyższającą tzw. prawdziwe quattro.
Powszechne stosowanie quattro ze sprzęgłem Haldex zaczęło się w 1998 roku wraz z wprowadzeniem na rynek Audi A3 i chwilę później VW Golfa oraz innych modeli opartych na tej platformie. Choć napęd ten jest kojarzony z tańszymi modelami Audi, to warto wiedzieć, że stosowano podobny mechanizm ze sprzęgłem wielopłytkowym również w supersportowym modelu R8, a w drugiej jego generacji już klasyczne sprzęgło Haldex. Także w sportowym Audi TT było tego typu quattro.
Konstrukcja napędów quattro jest zależna od umieszczenia silnika. Co do zasady, w samochodach silnikiem umieszczonym wzdłużnie stosowano rozwiązania mechaniczne oparte na dyferencjałach (torsen, koło koronowe). W modelach z silnikami umieszczonymi poprzecznie stosowano wyłącznie sprzęgło wielopłytkowe Haldex. Wyjątkiem są napędy quattro stosowane w modelach R8 oraz napęd quattro Ultra (opisany niżej), w którym sterowanie napędem odbywa się za pomocą sprzęgła wielopłytkowego, pomimo wzdłużnie umieszczonego silnika.
Dwa główne typy napędu quattro (z dyferencjałem i sprzęgłem) mają swoje alternatywne, nowsze wersje oparte na nieco innych mechanizmach. Pierwsza z nich jest odpowiednikiem quattro z dyferencjałem torsena, lecz opartym na mechanizmie z kołem koronowym, zbliżonym zasadą działania do tradycyjnego dyferencjału, ale sterowanym sprzęgłem wielotarczowym. Zadaniem sprzęgła jest wywieranie nacisku na mechanizm, co skutkuje jego częściowym zablokowaniem. Zwykły rozdział siły napędowej w proporcji 40:60 może się zmieniać płynnie od 15:85 do 70:30. Cały mechanizm wraz ze sprzęgłem jest zamknięty w niedużej obudowie. Cechuje go lekkość i duża wytrzymałość, prostsza konstrukcja i wysoka skuteczność. Nieprzypadkowo zastosowano go w modelach z linii RS w 2010 r.
Druga wariacja na temat wcześniejszych rozwiązań to napęd quattro Ultra, czyli napęd odłączany sprzęgłem wielopłytkowym dla modeli z silnikiem umieszczonym wzdłużnie. Warto zwrócić uwagę na stwierdzenie „odłączany” zamiast dołączany, ponieważ napęd ten w pozycji wyjściowej przekazuje moment obrotowy na obie osie. Kiedy napęd na cztery koła nie jest potrzebny, sprzęgło się wyłącza. W quattro z Haldexem sprzęgło jest w dużym stopniu wyłączone (ale nie całkowicie) w pozycji wyjściowej, natomiast włącza się w razie potrzeby. Sprzęgło wielopłytkowe w quattro Ultra znajduje się w skrzyni biegów i ma takie samo zadanie jak sprzęgło Haldex, czyli służy jako mechanizm blokujący, sterując rozdziałem siły napędowej pomiędzy osiami.
Przy dyferencjale tylnej osi w napędzie quattro Ultra znajduje się sprzęgło kłowe, które całkowicie odłącza tylną część napędu, tj. wyłącza z pracy wał napędowy łączący przednią i tylną oś. W bardziej rozwiniętym wariancie, stosowanym w modelu S5, przy tylnym dyferencjale znajdują się dodatkowe sprzęgła blokujące koła tylnej osi, co pozwala sterować rozdziałem siły napędowej pomiędzy kołem prawym i lewym.
Quattro Ultra to niezwykle proste, choć wymagające bardzo zaawansowanego sterowania rozwiązanie o wysokiej skuteczności, ponieważ ostatecznie może doprowadzić do całkowitego zablokowania napędu (równa prędkość obrotowa osi przedniej i tylnej), co skutkuje zdolnością do przeniesienia 100% momentu obrotowego przez jedną z osi.
