Quattro

Quattro — это торговая марка полного привода (AWD), разработанная и используемая немецким автопроизводителем Audi (входит в состав концерна Volkswagen Group). Система Quattro представляет собой технологию постоянного полного привода, обеспечивающую передачу крутящего момента на все четыре колеса автомобиля для улучшения сцепления с дорогой, управляемости и проходимости. Впервые представленная в 1980 году, система стала одной из ключевых инноваций в автомобильной промышленности, закрепив за брендом Audi репутацию производителя высокотехнологичных и безопасных автомобилей.

История

Предпосылки и разработка

В конце 1970-х годов инженеры Audi, в частности Йорг Бензингер (Jörg Bensinger) и Вальтер Трессер (Walter Treser), изучали возможности повышения тяговых характеристик автомобилей в условиях бездорожья и на скользких покрытиях. Вдохновением послужил военный внедорожник Volkswagen Iltis, который демонстрировал отличную проходимость благодаря полному приводу. В 1977 году руководство Audi одобрило проект по созданию легкового автомобиля с постоянным полным приводом. Разработка велась в обстановке секретности, так как концепция полного привода для легковых машин считалась в то время нишевой и дорогостоящей.

Первое поколение (1980–1987)

Первый серийный автомобиль с системой Quattro — Audi Quattro (купе) — был представлен на Женевском автосалоне в марте 1980 года. Он оснащался 2,1-литровым турбированным двигателем мощностью 200 л. с. и пятиступенчатой механической коробкой передач. Система полного привода первого поколения была механической, с тремя дифференциалами: центральным (межосевым) и двумя межколёсными — на передней и задней осях. Центральный дифференциал был выполнен в виде планетарного механизма, который распределял крутящий момент в пропорции 50:50 между передней и задней осями. Блокировка центрального дифференциала и заднего межколёсного дифференциала осуществлялась вручную с помощью вакуумных муфт. Эта конструкция обеспечивала высокую проходимость и устойчивость, что позволило Audi добиться значительных успехов в раллийных гонках.

Второе поколение (1987–1996)

В 1987 году на Audi 80 и Audi 90 была представлена модернизированная система Quattro второго поколения. Главным нововведением стало использование вязкостной муфты (вискомуфты) в центральном дифференциале вместо механической блокировки. Вискомуфта работала на основе силиконовой жидкости, которая при разнице в скоростях вращения передних и задних колёс загустевала, блокируя дифференциал. Это упростило конструкцию и снизило вес, но уменьшило эффективность блокировки в условиях экстремального бездорожья. Задний дифференциал также получил вискомуфту, а передний оставался свободным. Система стала более автоматизированной, но утратила часть внедорожных качеств.

Третье поколение (1996–2005)

С 1996 года на моделях Audi A4 и Audi A6 начала применяться система Quattro третьего поколения, в которой центральный дифференциал был заменён на самоблокирующийся дифференциал типа Torsen (Torsen — torque sensing, «чувствительный к крутящему моменту»). Torsen-дифференциал, разработанный американской компанией Gleason Corporation, автоматически перераспределял крутящий момент между осями в зависимости от сцепления колёс с дорогой. В обычных условиях распределение составляло 50:50, но при пробуксовке одной оси до 75% момента могло передаваться на другую. Задний дифференциал также оснащался Torsen, а передний оставался свободным. Эта система сочетала в себе хорошую управляемость на асфальте и достаточную проходимость.

Четвёртое поколение (2005–2016)

В 2005 году на Audi RS4 и Audi S4 дебютировала система Quattro четвёртого поколения с центральным дифференциалом Torsen нового типа (Torsen Type C). Отличительной особенностью стало асимметричное распределение крутящего момента: в стандартном режиме 40% передавалось на переднюю ось и 60% — на заднюю, что придавало автомобилю более спортивный характер. При пробуксовке система могла перераспределять до 80% момента на заднюю ось или до 60% на переднюю. Задний дифференциал оставался самоблокирующимся, а передний — свободным. В 2008 году на Audi Q5 была впервые применена система Quattro с муфтой Haldex (см. ниже), что ознаменовало появление версии с «управляемым» полным приводом.

Пятое поколение (2016–настоящее время)

С 2016 года на моделях Audi A4, A5, Q5 и других внедряется система Quattro пятого поколения с центральным дифференциалом на основе многодисковой муфты с электронным управлением (Ultra Quattro). В этой системе полный привод может отключаться для экономии топлива: при нормальных условиях движения автомобиль становится переднеприводным, а задние колёса подключаются только при необходимости (пробуксовка, ускорение, скользкая дорога). Отключение осуществляется за счёт размыкания муфт на карданном валу и заднем дифференциале. Система управляется электроникой, анализирующей данные с датчиков скорости, угла поворота руля и педали газа. Это решение позволило снизить расход топлива на 0,3–0,5 л/100 км по сравнению с постоянным полным приводом.

Классификация

Система Quattro не является единой конструкцией; под этим брендом выпускаются несколько типов полного привода, различающихся по принципу работы и области применения.

Постоянный полный привод (Torsen)

Используется на моделях с продольным расположением двигателя (A4, A6, A8, Q7, Q8). Включает центральный дифференциал Torsen (или его модификации) и задний самоблокирующийся дифференциал. Обеспечивает постоянное распределение крутящего момента между осями, что даёт высокую управляемость и устойчивость на любых покрытиях. Характерен для спортивных и премиальных моделей Audi.

Управляемый полный привод (Haldex)

Применяется на моделях с поперечным расположением двигателя (A3, Q3, TT, R8). Вместо дифференциала используется многодисковая муфта Haldex (разработка шведской компании BorgWarner), которая подключает заднюю ось по мере необходимости. В обычных условиях автомобиль переднеприводный; при пробуксовке передних колёс муфта сжимается, передавая крутящий момент на заднюю ось. Система управляется электроникой, что позволяет быстро адаптироваться к условиям движения. В отличие от Torsen, Haldex не обеспечивает постоянного полного привода, но снижает потери на трение и расход топлива.

Ultra Quattro

Современная версия для моделей с продольным расположением двигателя (A4, A5, Q5 с 2016 года). Представляет собой гибрид: в нормальных условиях работает как передний привод, а при необходимости подключает заднюю ось через многодисковую муфту. Система может отключать карданный вал и задний дифференциал для снижения механических потерь. Управляется электроникой, время подключения задних колёс составляет менее 0,2 секунды.

Устройство и принцип работы

Основные компоненты системы Quattro (в версии с Torsen):

• Двигатель — продольно расположенный, передаёт крутящий момент на коробку передач.
• Коробка передач — механическая, автоматическая или роботизированная (DSG).
• Раздаточная коробка — объединена с коробкой передач, содержит центральный дифференциал.
• Центральный дифференциал — Torsen (или планетарный в ранних версиях) распределяет момент между передней и задней осями.
• Передний межколёсный дифференциал — свободный (не блокируется).
• Задний межколёсный дифференциал — самоблокирующийся (Torsen или вискомуфта).
• Карданные валы — передают момент от раздаточной коробки к заднему мосту.
• Приводные валы — соединяют дифференциалы с колёсами.

Принцип работы: в нормальных условиях крутящий момент распределяется между осями в пропорции, заданной конструкцией дифференциала (например, 40:60). При пробуксовке колёс одной оси дифференциал Torsen автоматически перераспределяет момент на ось с лучшим сцеплением за счёт трения внутри механизма. Электронные системы (ESP, ASR) могут дополнительно подтормаживать буксующие колёса, имитируя блокировку дифференциалов.

Применение

Система Quattro устанавливается на большинство моделей Audi, включая:

• Седаны и универсалы: A4, A6, A8, S4, RS6.
• Купе и кабриолеты: A5, TT, R8.
• Кроссоверы и внедорожники: Q3, Q5, Q7, Q8, e-tron (электромобили).
• Спортивные модели: Audi Quattro (1980), Audi S1, Audi RS4.

Кроме Audi, система Quattro (под лицензией) использовалась на некоторых моделях Volkswagen (например, Volkswagen Passat B3 Syncro) и других брендов концерна Volkswagen Group, но с ограничениями.

Значение и влияние

Quattro стала одной из первых систем полного привода для легковых автомобилей, доказав, что AWD может быть не только утилитарным, но и спортивным решением. Успехи Audi в раллийных гонках (победы в чемпионате мира по ралли в 1982–1984 годах) популяризировали полный привод и стимулировали развитие аналогичных систем у конкурентов (BMW xDrive, Mercedes-Benz 4MATIC). Quattro также способствовала росту продаж Audi в регионах с суровым климатом (Россия, Скандинавия, Канада). В 2020 году Audi выпустила 50-миллионный автомобиль с системой Quattro.

Критика

Основные недостатки системы Quattro:

• Увеличение веса — полный привод добавляет 50–100 кг к массе автомобиля, что ухудшает динамику и экономичность.
• Повышенный расход топлива — механические потери в трансмиссии выше, чем у переднеприводных аналогов (частично решено в Ultra Quattro).
• Сложность и стоимость ремонта — компоненты Quattro (дифференциалы, муфты) дороги в обслуживании и замене.
• Ограниченная проходимость — в версиях с Haldex и Ultra Quattro полный привод подключается с задержкой, что снижает эффективность на бездорожье.
• Неравномерное распределение момента — в некоторых режимах (например, на скользком покрытии) система может создавать недостаточную или избыточную поворачиваемость.

Интересные факты

• Название «Quattro» происходит от итальянского слова «quattro» (четыре), что указывает на четыре ведущих колеса.
• Первый автомобиль с Quattro (Audi Quattro 1980 года) имел индекс «Ur-Quattro» («Ur» — от немецкого «первый»).
• В 1986 году на Audi 100 с системой Quattro был установлен рекорд скорости на льду — 230 км/ч.
• Система Quattro использовалась на автомобилях Audi для участия в гонках «24 часа Ле-Мана» (победы в 2000–2002 годах).
• В 2018 году Audi представила электрическую версию Quattro на базе e-tron, где полный привод реализован двумя электромоторами (по одному на ось).

Источники

• «Audi Quattro: The Story of the Legendary Four-Wheel Drive» — J. Bensinger, 2005.
• «Audi: The Complete History» — J. R. B. H. (издание 2010 года).
• «Технические описания Audi AG — Quattro system» (официальные материалы Audi, 1980–2020).
• «Раллийные гонки и полный привод: эволюция Quattro» — журнал «Авторевю», 2015.
• «Системы полного привода легковых автомобилей» — учебное пособие, МГТУ им. Баумана, 2018.