Análisis profundo de la tecnología Audi Quattro AWD

La tecnología de tracción total Audi quattro es conocida por proporcionar el máximo agarre en cualquier superficie de la carretera durante condiciones climáticas secas o inclementes.

El sistema de tracción total quattro define a Audi en muchos aspectos y sigue siendo su injusta ventaja en la carretera y en los circuitos. En los deportes de motor, la tecnología quattro impulsó a Audi a numerosos campeonatos del mundo de rally en los años 1980. Catapultó el éxito de Audi en las carreras IMSA y Trans-Am en los años 80 y 90. Y fue una fuerza impulsora detrás del éxito del R18 e-tron quattro en las 24 Horas de Le Mans.

La idea de quattro surgió del deseo de producir en masa automóviles con tracción en las cuatro ruedas, y los ingenieros de Audi desarrollaron por primera vez un sistema liviano de tracción total basado en los rasgos fundamentales demostrados por el todoterreno Volkswagen Iltis en la década de 1970. Luego, la tecnología pasó a formar parte de Audi en 1980 con los primeros sistemas de tracción total quattro de producción. La tracción total quattro actual se basa en los 40 años de aprendizaje desde que entró en producción, con varios tipos diferentes disponibles en diversas aplicaciones. Antes de abordar las transmisiones actuales, es importante comprender cómo funcionaban los sistemas quattro anteriores.

Primeros sistemas quattro

El primer sistema de tracción total quattro utilizaba tres diferenciales mecánicos para distribuir el par entre las ruedas delanteras y traseras. A través de un interruptor operado por vacío, el conductor podría seleccionar bloquear el diferencial central para bloquear los diferenciales delantero y trasero juntos, haciendo que giren a la misma velocidad sin patinar.

Normalmente, el diferencial (un conjunto de engranajes que impulsan las ruedas en cada eje) está completamente abierto para ayudar a compensar la diferencia de velocidad que viaja cada rueda. Piense, por ejemplo, en una curva: la rueda interior girará mucho menos que la rueda exterior. Bloquear el diferencial trasero ayuda a garantizar que la potencia llegue a ambas ruedas por igual, lo cual es necesario cuando se conduce sobre superficies resbaladizas o situaciones de tracción limitada, pero también para maximizar el agarre en cualquier condición. El frente no tiene diferencial de bloqueo debido a la necesidad de girar.

En la primera actualización importante de quattro a fines de la década de 1980, un diferencial Torsen (abreviatura de sensor de torque) que dividía automáticamente la potencia 50:50 de adelante hacia atrás reemplazó al diferencial central original operado manualmente. Quedó un interruptor de bloqueo del diferencial trasero; Algunos vehículos más grandes también estaban disponibles con un diferencial Torsen trasero.

El diferencial central Torsen albergaba un par de engranajes planetarios helicoidales. Los engranajes se sujetaban en bolsillos ajustados dentro de la carcasa y se unían mediante engranajes rectos en sus extremos. Estos engranajes rectos no permitían que los engranajes planetarios giraran en la misma dirección. Sin embargo, cuando un eje perdiera tracción, los engranajes rectos ayudarían a canalizar el par a las ruedas con tracción. Esto podría permitir que hasta dos tercios del par del vehículo se envíen al eje delantero o trasero.

Haldex: no le importa ser transversal

Los vehículos Audi de tamaño mediano y grande tienen un motor longitudinal, con sus transmisiones y diferenciales detrás del motor. A partir del año 2000, en Estados Unidos, los vehículos más pequeños como el Audi TT venían con sus motores colocados de lado, a menudo llamado transversal. Como resultado, sus transmisiones ocupaban espacio prácticamente debajo del motor, lo que requería un tipo diferente de sistema de tracción total quattro.

Un acoplamiento Haldex es la respuesta al embalaje necesario para este tipo de aplicación. En una aplicación Haldex, un árbol de transmisión va desde la transmisión hasta el diferencial trasero. El extremo del eje de transmisión se conecta al eje de entrada del acoplamiento Haldex. El extremo que conecta el acoplamiento Haldex con el diferencial se llama eje de salida.

En una superficie de conducción resbaladiza, es posible que una o más ruedas tengan tracción reducida. Como resultado, el acoplamiento Haldex detecta una diferencia de velocidad entre los ejes de entrada y salida y actúa. Dentro de la unidad, un rodamiento de rodillos comienza a girar alrededor de una placa elevadora con una superficie ondulada. Esto produce un movimiento de elevación de un pistón, que genera presión hidráulica. Esta presión se aplica al embrague Haldex que conecta los ejes delantero y trasero, haciendo posible la tracción total. En la activación del diferencial trasero también participan los sensores que leen el régimen del motor, la posición del pedal del acelerador y el par motor. Además, el bloqueo electrónico del diferencial (EDL) utiliza el sistema ABS para controlar la pérdida de tracción en cada rueda individual.

La tracción total quattro actual

Audi ofrece cinco tecnologías quattro exclusivas, todas basadas en el mismo conocimiento fundamental de la rapidez con la que debe responder un sistema de tracción total (y con cuánta potencia llega a cada rueda) para lograr el máximo agarre y rendimiento. Los sistemas son los siguientes:

Fundamentalmente,Tracción total quattro para coches Audi medianos y grandes Funciona de manera similar a los sistemas anteriores con tres diferenciales. Ahora, se activa mecánica y electrónicamente y distribuye el torque a las ruedas basándose en sensores de ángulo de dirección, control de tracción y estabilidad, sensores de guiñada (que miden cómo el peso se desplaza hacia la izquierda o hacia la derecha alrededor de su centro de gravedad) y sensores de ruedas.

La distribución de energía predeterminada es 40:60 de adelante hacia atrás, con hasta el 70% de la potencia en las ruedas delanteras o hasta el 85% de la potencia de un vehículo en las traseras. Además, el control electrónico de par selectivo de las ruedas puede ayudar a la tracción en cada eje mediante el frenado individual de las ruedas. El control del par lo proporciona una función de software inteligente del control de estabilidad.

En los modelos S y RS, el diferencial deportivo trasero tiene la capacidad de sobremarchar la rueda interior o exterior, o incluso enviar casi toda la potencia de una rueda trasera a la otra, en curvas cerradas, creando un manejo más neutral. Esto se conoce como vectorización de par.

ElTracción total quattro con tecnología ultra que se ofrece actualmente en los modelos híbridos enchufables A4 allroad, Audi Q5 y ​​Q5 TFSI e aprovecha una amplia gama de sensores y analiza constantemente la dinámica del vehículo, el estado de la carretera y el comportamiento del conductor. Durante el funcionamiento estándar con cargas bajas sin posibilidad de que las ruedas patinen, la tracción total quattro con tecnología ultra aprovecha los beneficios de la tracción delantera: fricción reducida y eficiencia de combustible mejorada en comparación con los sistemas de tracción total permanente.

El sistema analiza datos cada 10 milisegundos y está diseñado para funcionar de forma proactiva, predictiva o reactiva según cómo se conduce el vehículo. Los discos de embrague de tracción total en la parte trasera de la transmisión y la parte delantera del diferencial trasero se pueden liberar completamente del eje de transmisión y del diferencial trasero, eliminando la resistencia mecánica de un automóvil con tracción total. El Audi A7 TFSI e híbrido enchufable 2021, que se espera llegue a los EE. UU. en otoño, también contará con tracción total quattro con ultra.

Similar en filosofía al sistema Haldex utilizado en el Audi TT original,Tracción total quattro para disposiciones transversales Se puede encontrar en los modelos Audi Q3, A3 y TT. Montado en el eje trasero para una mejor distribución del peso, un paquete de embrague multidisco controlado electrónicamente con anillos de fricción metálicos montados en pares, uno detrás del otro, gira: uno con el eje de transmisión y otro que conduce al diferencial trasero.

Los embragues se cierran en situaciones de conducción dinámica o con tracción limitada. De lo contrario, los embragues o están abiertos, dejando el vehículo funcionando esencialmente como un vehículo de tracción delantera en situaciones más ligeras. La tracción total quattro se reactiva inmediatamente cuando cambia la situación de conducción. El sistema de tracción total quattro trabaja en estrecha colaboración con el control de par selectivo de las ruedas, una función de software del control de estabilidad que utiliza un frenado ligero y definido para distribuir el par motriz para un manejo seguro al límite.

Para elSistema quattro del superdeportivo R8 El cambio de doble embrague S tronic de siete velocidades con diferencial trasero integrado y diferencial central autoblocante está montado detrás del motor y envía la potencia al eje delantero a través de un árbol de transmisión. Un embrague multidisco electrohidráulico integrado en el diferencial delantero transmite el par a las ruedas delanteras en tan solo unos milisegundos cuando detectan la necesidad de mayor tracción.

Al pasar de un acoplamiento viscoso más simple a un paquete de embrague múltiple electrohidráulico en la parte delantera del R8 de primera a la segunda generación, el coche es capaz de transferir el 100% de su par a las ruedas delanteras, mientras que la versión anterior podía transfiere sólo el 30% de su potencia a las ruedas delanteras en caso de perder tracción. Ambos ejes también son capaces de vectorizar el par.

Por último,e-tron quattro con tracción total se convertirá en un pilar de la marca a medida que más vehículos eléctricos ingresen a la línea Audi. Con dos motores, y una transmisión de una velocidad para cada uno, el sistema quattro está diseñado para un rendimiento con polarización trasera y es capaz de reaccionar a las condiciones cambiantes de tracción y a las acciones del conductor más rápido que sus homólogos de combustión interna. La recuperación de energía de los motores eléctricos a la batería también la realiza principalmente el motor trasero.

La potencia se distribuye al eje delantero y trasero en función de multitud de parámetros. Durante la conducción enérgica, se está desarrollando una versión del e-tron con dos motores eléctricos en la parte trasera que permite una vectorización eléctrica del par similar a la función del diferencial deportivo. Sin embargo, al no haber diferencial trasero para cada una de las ruedas traseras, los dos motores independientes pueden dividir el par con mayor precisión para lograr el máximo rendimiento. En ambas versiones con uno o dos motores en el eje trasero, el control de par selectivo por rueda funciona de manera muy similar a como lo hace en otros vehículos con tracción total quattro, actuando como parte del control de estabilidad para proporcionar equilibrio a la experiencia de conducción.

Como pionero de la tracción total, Audi ha estado perfeccionando la tracción quattro durante 40 años, dominando las tecnologías de transmisión para brindar a los conductores el máximo equilibrio entre rendimiento, placer de conducción y eficiencia en una variedad de condiciones de la carretera.

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