Rodzaje i działanie napędów QUATTRO TORSEN HALDEX

[dansli]

Słów kilka ( kilkanascie :D) na temat działania ukladów przeniesienia napędu w naszych , (torsen), A3(haldex) i nie tylko :gwizdanie:
a więc do dzieła....

http://napedquattro.pl/

https://www.youtube.com/watch?spfreload=10&v=Qkd9B1wx540&app=desktop

po co w ogóle w samochodzie mechanizm różnicowy?

ano po to, żeby osie, a co za tym idzie, koła samochodu, mogły kręcić się z różnymi prędkościami obrotowymi.
czy to "samochodu" jest potrzebne? formalnie nie jest "toto" niezbędne (bez dyfra też da się jechać, zob. nast. akapit), ale się bardzo przydaje. przede wszystkim (ale nie tylko) żeby bezstresowo zakręcać. koła samochodu, który zakręca poruszają się po łukach. to oczywiste. każdy z tych łuków ma inny promień. też oczywiste (a jak nie to rys. niżej). jeżeli każdy z łuków ma inny promień, to znaczy, że ma inną długość (długość koła: 2*pi*promień). a to oznacza, że przy zakręcaniu każde z kół ma do pokonania inny dystans. jak koło "pokonuje dystans"? obraca się. wniosek: przy zakręcaniu koło zewnętrzne (w stosunku do środka zakrętu) musi wykonać więcej obrotów niż koło wewnętrzne, bo oba pokonują zakręt w tym samym czasie (co wynika z ciągłości samochodu). krótko mówiąc: na łuku koła obracają się z różnymi prędkościami obrotowymi. ich osie, oczywiście, też obracają się z różnymi prędkościami. dzięki dyfrom właśnie.
http://www.forum-subaru.pl/bb3/download/file.php?id=1380
czy da się skręcać bez dyfra? da się. pierwsze samochody dyfra nie miały, ale jeździły powoli. samochody naprawdę terenowe, które mogą blokować wszystkie układy różnicowe (przedni, tylny, międzyosiowy) jeżdżą i zakręcają przy "zapiętych" blokadach. z tym, że jeżdżą powoli (bardzo powoli), zakręcają ostrożnie i jak najszerzej, a podłoże najczęściej jest miękkie lub śliskie (tak naprawdę jedynym powodem do takich eksperymentów jest … lenistwo kierowców. zwłaszcza, jeśli manipulacja blokadami wymaga zatrzymania auta albo nawet opuszczenia pojazdu). jednak normalna jazda, z normalnymi (dzisiaj) prędkościami bez mechanizmu różnicowego możliwa nie jest. albo samochód nie będzie dobrze skręcał albo coś w mechanizmie przeniesienia napędu (z silnika na koła) się rozsypie.

inne sytuacje, w których pojawia się różnica prędkości obrotowych kół:
- jazda po "garbatej" drodze. jedno koło jedzie "po płaskim", drugie po górce lub dołku
- hamulce działające z różnymi siłami
- różne ciśnienie w oponach
- przyspieszanie/hamowanie na drodze o różnej przyczepności



i jeszcze jedno: dyferencjał stosuje się wszędzie tam, gdzie napędzane półosie muszą mieć możliwość obracania się z różnymi prędkościami. w samochodach dyferencjałów może być od jednego do trzech, w zależności od tego, na ile osi przekazywany jest napęd. opis, który jest poniżej dotyczy każdego mechanizmu różnicowego. niezależnie od tego, w którym miejscu jest on zamontowany (z przodu, z tyłu, na środku).

miłe początki: kinematyka
najpierw opis dla kompletnych lajkoników:
jest jedna oś zakończona kołem zębatym, jest druga oś zakończona kołem zębatym a pośrodku jest "coś" co ma kilka kół zębatych. całość połączona jest tak: koło zębate na osi 1 zazębione z kołami "cosia na środku", a ten coś na środku jednocześnie zazębiony z kołami drugiej osi. jak to działa: jeśli osie 1 i 2 obracają się tak samo szybko, coś na środku stoi. jeśli oś 1 zaczyna się obracać szybciej o 10 obr/min to oś 2 zaczyna się obracać wolniej o 10 obr/min a jednocześnie coś w środku też zaczyna się obracać. im większa różnica prędkości między osiami, tym szybciej kręci się ten "coś" w środku. najważniejsze w tym schemacie: jeśli oś 1 obraca się o xxx obrotów szybciej, to oś 2 obraca się o xxx obrotów wolniej. zob. animacje na stronie poniżej.


http://auto.howstuffworks.com/differential2.htm



teraz dla trochę mniejszych lajkoników:
budowa klasycznego mechanizmu różnicowego:



http://www.forum-subaru.pl/bb3/download/file.php?id=1381&t=1



schemat kinematyczny mechanizmu:


http://www.forum-subaru.pl/bb3/download/file.php?id=1382


zależność między prędkościami obrotowymi:

n1 + n2 = 2n0

gdzie odpowiednie prędkości oznaczone są na rysunku:

http://www.forum-subaru.pl/bb3/download/file.php?id=1383


n1 , n2 - prędkości obrotowe poszczególnych osi
n0 - prędkość obrotowa "na wejściu"


najważniejsze "wnioski" wynikające z kinematyki dyfra otwartego:

1. załóżmy, że stoimy jednym kołem na lodzie. załóżmy, że kołem połączonym z osią 1. drugie koło na asfalcie. w takiej sytuacji opory toczenia koła 1są znacznie mniejsze, w porównaniu do tych doświadczanych przez koło 2. ruszamy. koło 1 zaczyna się kręcić szybciej niż koło 2. osie też. skoro oś 1 zaczyna się kręcić szybciej, to krzyżak (środkowy coś) w dyferencjale zaczyna się obracać a oś 2 zwalnia o tyle, o ile przyspieszyła oś 1. w przypadku próby ruszenia z jednym kołem na lodzie, koło 1 zazwyczaj zaczyna zap... bardzo szybko, co powoduje, że koło 2 staje (zgodnie z regułą, że przyrost prędkości koła 1 oznacza taką samą utratę prędkości koła 2).

2. samochód wisi na podnośniku. podchodzimy i kręcimy (załóżmy) lewym tylnym kołem w prawo. jeżeli w tylną oś "wbudowany" jest otwarty mechanizm różnicowy, to prawe tylne koło samo musi zacząć kręcić się w lewo, z taką samą prędkością. to wynika bezpośrednio ze wzorku powyżej opisującego zależność pomiędzy prędkościami. w omawianym przypadku n0=0 a to oznacza, że n1=-n2
jeżeli prawe koło nie zacznie obracać się w drugą stronę - pomiędzy półosiami jest coś innego niż dyfer otwarty


regały, szmaty i „mi”
pewnego dnia przyjechałem do mojej pani, wchodzę na pokoje i co widzę? wszystkie regały poprzestawiane. ten co stał przy drzwiach stoi przy oknie, ten co był po lewej stoi po prawej... rewolucja. stoję, patrzę i zaczynam podejrzewać. to, że rewolucja – ok. w końcu nie moje regały. to, że poprzestawiane – ok. inaczej nie byłoby rewolucji. ale.... przecież te regały WAŻĄ. a to moje stworzonko, wprawdzie miłe w dotyku i w ogóle, ale akurat silne raczej nie jest. ciężkie też nie.
- czy ktoś ci pomagał?
- nie.
- no to jak te meble poprzesuwałaś?
- kobiecym sposobem.
- znaczy: uwiodłaś sąsiada?
- nie. kobiecym sposobem.
- ???

jako ciężko doświadczony samiec już wiem, że „kobiecy sposób” polega na podłożeniu pod meble szmat. mebel na szmatach nie oprze się żadnej gospodyni.
a teraz po kolei: po co te szmaty? żeby łatwiej przesuwać meble. to znaczy? żeby przesunięcie regału wymagało mniejszej siły. a co mają wspólnego szmaty z siłą potrzebną do przesunięcia mebla? ano mają. współczynnik tarcia. siła potrzebna do przesunięcia regału zależy bezpośrednio i wprost proporcjonalnie od tego współczynnika. im mniejszy współczynnik tarcia tym mniejsza siła potrzebna do suwania. a że współczynnik tarcia szmaty po podłodze jest zazwyczaj znacznie mniejszy niż współczynnik tarcia drewna (mebla) po podłodze, to na szmatach łatwiej przesuwać. od czego jeszcze zależy siła potrzebna do suwania? od ciężaru mebla. chodzi o taką zależność:

siła potrzebna do przesunięcia = ciężar mebla * współczynnik tarcia

współczynnik tarcia zazwyczaj nazywany jest greckim „mi”. jego wielkość zależy od stanu powierzchni (chropowata, nie chropowata), od materiałów, które o siebie trą i od rodzaju tarcia. tak jest. są różne rodzaje tarcia: tarcie toczne (jedno ciało toczy się po drugim), tarcie statyczne (jedno ciało spoczywa na drugim), tarcie kinetyczne (jedno ciało ślizga się po drugim). głównym powodem, dla którego rozróżnia się rodzaje tarcia jest fakt, że dla tych samych materiałów współczynnik tarcia (a więc i siła potrzebna do suwania) zmienia się w zależności od rodzaju tarcia. dla przykładu:
stal – stal; wspł. statyczny: 0.15 wspł. kinetyczny: 0.1
drewno - drewno; wspł statyczny: 0.60 wspł. kinetyczny 0.25

skoro już wiemy, że są współczynniki i różne rodzaje tarcia, wróćmy do mebla. dzielna gospodyni podchodzi do szafy i zaczyna ją pchać (rysunek niżej), czyli działać na mebel siłą. najpierw małą, potem coraz większą. co na to mebel? pcha gospodynię. siłą taką samą, ale skierowaną w drugą stronę. zgodnie z zasadami Newtona. skąd szafa bierze tą siłę? z tarcia i ze swojego ciężaru (zgodnie z tym co wyżej napisane). siła szafy, to ta czerwona strzałka na rysunku. no więc gospodyni pcha coraz mocniej, a szafa – też pcha coraz mocniej. i tak w nieskończoność? nie. tak będzie do momentu, aż siła gospodyni przekroczy wartość ciężar szafy * statyczny wspł. tarcia. jeśli gospodyni pchnie mocniej niż ta wartość, to szafa zacznie się przesuwać. jednocześnie tarcie między szmatami a podłogą zamieni się z tarcia statycznego na tarcie kinetyczne i współczynnik tarcia spadnie. a to oznacza, że siła potrzebna do pchania szafy też spadnie i już bez większych kłopotów mebel zaczyna sunąć w stronę nowej lokalizacji.


http://www.forum-subaru.pl/bb3/download/file.php?id=1384

powtórzę jeszcze raz: na nacisk gospodyni szafa odpowiada siłą taką samą co do wartości ale skierowaną przeciwnie. zgodnie z Newtonem. dopóki naciski nie przekraczają wartości siły granicznej równej ciężar * mi – szafa stoi. po przekroczeniu tej siły granicznej szafa rusza, wspł. tarcia spada, bo tarcie się zmienia a to znaczy, że zarówno siła potrzebna do przesuwania szafy jak i siła T spadają. na wykresie wygląda to tak:

http://www.forum-subaru.pl/bb3/download/file.php?id=1385

dla gospodyni wygląda to tak, że najpierw musi się zaprzeć, zadziałać dużą siłą, ale w pewnym momencie szafa startuje i wtedy:
- nasza gospodyni może przestać pchać tak mocno jak przed chwilą, czyli nie męczyć się
- nasza gospodyni może cały czas pchać jak przed chwilą. wtedy szafa zajmie nowe miejsce tempie ekspresowym.

koło
a teraz się wytłumaczę po co te wywody ze szmatami w tle. po prostu dlatego, że koło samochodu można przyrównać do ww. szafy. toczące się koło to odpowiednik stojącej szafy. w sensie: szafy, do której przyłożona jest zbyt mała siła, żeby ją przesuwać. utrata przyczepności, to odpowiednik sunącej szafy. gospodyni przyłożyła siłę większą niż siła krytyczna i mebel się ślizga. w przypadku ruchu obrotowego nie mówimy o siłach tylko o momentach siły, ale poza tym analogia jest pełna. czyli: dopóki na koło działa moment mniejszy niż moment krytyczny – koło toczy się bez poślizgu. po przekroczeniu wartości momentu krytycznego koło zaczyna się ślizgać a moment potrzebny do obracania koła gwałtownie maleje (bo tarcie zamienia się z tocznego (z dużym współczynnikiem) na tarcie ślizgowe (z małym współczynnikiem)). wartość momentu granicznego zależy – jakżeby inaczej – od siły nacisku samochodu na drogę i od współczynnika tarcia opona – droga. zupełnie jak przy szafie. porównajcie rysunek niżej z rysunkiem z szafą.

http://www.forum-subaru.pl/bb3/download/file.php?id=1386

a teraz najważniejsze: silnik samochodu zachowuje się jak leniwa gospodyni z przykładu meblowego. generuje tylko tyle momentu, ile potrzeba na pokonanie oporów pracy. jeżeli samochód wisi w powietrzu, to opory pracy oznaczają tylko opory wewnętrzne układu przeniesienia napędu (bezwładność kół, tarcie, opór kół zębatych i takie tam). jeżeli koła stoją na ziemi, to opory pracy oznaczają wszystko powyżej oraz opór wywołany siłą tarcia. to, że w specyfikacji silnika napisane jest 100 Nm oznacza, że silnik MOŻE, jeśli BĘDZIE MUSIAŁ wygenerować moment 100 Nm. jeśli będzie musiał.


podsumowując:
1. przyczepność zależy od siły docisku do podłoża i współczynnika tarcia między oponą a podłożem. przyczepność zmniejsza się
– jeśli siła docisku zmaleje (wypadek M. Ziętarskiego)
– jeśli spada współczynnik tarcia (np. na lodzie)
2. dla każdego podłoża istnieje pewien moment graniczny, przy którym siła pochodząca od tego momentu osiągnie większą wartość niż max. dostępna siła tarcia. przekroczenie momentu granicznego powoduje utratę przyczepności (zmianę tarcia tocznego na ślizgowe) i koło zaczyna się ślizgać.
3. moment obrotowy na kole jest wprost proporcjonalny do siły tarcia. jeżeli siła tarcia maleje moment też maleje. jeśli rośnie – moment też rośnie (aż do osiągnięcia wartości max. dla silnika).
4. nie obciążony silnik nie generuje momentu. jeżeli nie ma oporów toczenia się koła – silnik nie przekazuje momentu na to koło


momencik! czyli jeszcze o dyfrze otwartym.
kinematykę otwartego mechanizmu różnicowego już znamy. wiemy nawet do czego ten mechanizm służy. pytanie więc się nasuwa: skoro jest taki pożyteczny, to dlaczego nagminnie (ostatnio) usiłuje się go zastąpić? z powodu jednej (słownie: jednej) jego własności, która potrafi być mocno upierdliwa. chodzi o przekazywanie momentu obrotowego. moment ten dostarczany jest (cały czas mowa o klasyce, widniejącej na rysunkach wcześniejszych) do obudowy mechanizmu. stamtąd przekazywany jest po równo na półoś lewą i prawą. napiszę jeszcze raz: PO RÓWNO. zapewne rozczaruję co poniektórych, ale formalnego dowodu powyższego nie będzie :razz: . bo inni co poniektórzy by mnie znienawidzili. spróbuję jednak podsunąć jeden logiczny argument „za”. otóż dyfer otwarty to – w gruncie rzeczy – przekładnia zębata. planetarna. koła koronowe (odbierające napęd) po lewej i po prawej stronie są takie same. taka sama średnica/liczba zębów. wszystkie satelity są takie same. oprócz tych kilku kółek zębatych nie ma tam nic, co partycyp... bierze udział w przekazywaniu momentu. no to skąd niby miałaby się brać różnica momentów między lewą a prawą stroną? jeśli kogoś to nie przekonuje, musi przyjąć „na wiarę”, że:
otwarty mechanizm różnicowy (klasyczny) moment dostarczony na obudowę rozdziela po równo na koło (półoś) lewe i prawe. wynika to z jego budowy (w sensie: z budowy przekładni zębatej, jaką jest w istocie).
jak ktoś nie wierzy, to każda grubsza książka z „trybologia” w nazwie powinna pomóc. nie ma co się bać. poza trygonometrię i podstawowe działania arytmetyczne raczej tam nie wychodzą 8-) . z lektury takiej książki można dowiedzieć się, że zależność między momentami w otwartym dyferencjale jest taka:
M0 = M1 + M2
M2 – M1 = malutki momencik wynikający z wewnętrznego tarcia samej przekładni (na kołach zębatych)

gdzie, analogicznie jak przy prędkościach,
M0 – moment „na wejściu”
M1 – moment na lewej osi
M2 – moment na prawej osi

a gdzie tu problem? problem w tym, że jeśli któryś z momentów (na kole lewym lub prawym) spadnie, to „ten drugi” i M0 też spadnie. wróćmy na chwilę do przywołanej wcześniej sytuacji, w której koło 2 stoi na nawierzchni z dużym współczynnikiem tarcia a pierwsze wręcz przeciwnie. ruszamy. silnik przekazuje moment, który jest po równo przekazywany na koło 1 i koło 2. w pewnym momencie jednak, koło 1 osiąga moment graniczny, zrywa przyczepność, (przechodzi na tarcie ślizgowe) i stwierdza, że więcej momentu niż siła docisku * wspł. tarcia ślizgowego * promień koła mu nie potrzeba. no, ale moment na kole 2 jest zawsze równy temu na kole 1. więc... większego momentu niż moment M1 drugie koło „nie weźmie”. pomimo tego, że siła tarcia na tym kole spokojnie by na to pozwoliła. jeżeli mamy pecha, i współczynnik tarcia pomiędzy kołem 1 a podłożem jest prawie 0, to moment M1 osiągnie wartość „prawie 0”, a co za tym idzie M2 też będzie „prawie 0” i ... nigdzie nie ruszymy. bo „prawie 0” to za mało, żeby przetoczyć koło 2 choćby o milimetr.
silnik natychmiast zauważy całą akcję i z dużą ulgą ograniczy generowany moment do tego, czego „zażądał” dyfer. bo więcej nie musi. ile tego momentu będzie dokładnie? a trzeba popatrzeć do góry i trochę poprzestawiać:
najpierw M2
M2 = M1 + malutki momencik
a teraz M0
M0 = M1 + M2 = M1 + M1 + malutki momencik = 2*M1 + malutki momencik

jak już wiemy, maksymalny moment na kole 1 to po prostu moment graniczny, wynikający ze współczynnika tarcia. dlatego max. moment, jaki może przenieść nasz dyferencjał to:

Mmax = 2 * M1graniczny + malutki momencik

(oczywiście, gdyby współczynnik tarcia był mniejszy na kole 2, to Mmax byłby ograniczony momentem granicznym na kole 2.)

pytanie za 100 punktów: jak zwiększyć ten moment? odpowiedź: zamienić „malutki momencik” ze wzorku wyżej na SUPER GIGA OLBRZYMI MOMENT, pamiętając jednak, że nasz silnik ma pewne ograniczenia.
no. i tym sposobem doszliśmy do idei stojącej za większością mechanizmów „sterujących” momentem przekazywanym na koła. mechanizmy te, poprzez dodanie „swojego wewnętrznego momentu”, pozwalają na przekazanie kołom momentu napędzającego większego, niż w przypadku „klasycznego” układu przeniesienia napędu. oczywiście, najlepiej jest, jeśli ten „wewnętrzny moment” wytwarzany jest tylko wtedy, kiedy mamy kłopoty. w warunkach normalnej jazdy (normalna przyczepność) ten dodatkowy moment jest zbędny.
wszystkie torseny, wiskozy itd. to nic innego jak nazwy różnych rozwiązań, realizujących powyższą ideę.

jest jeszcze jedna metoda na zwiększenie momentu przekazywanego na koła. hamulce. w końcu hamulce też trą. jeśli jednocześnie naciśniemy gaz i hamulec (z wyczuciem, z wyczuciem), to sztucznie, bo sztucznie, ale tworzymy prawie taką samą sytuację jak w przypadku drogi, opony i współczynnika tarcia. z punktu widzenia silnika, w każdym razie. poniżej filmik pokazujący, jak można wspomóc dyfer otwarty hamulcem.

podsumowanie odcinka:
- otwarty mechanizm różnicowy (dyfer otwarty) rozkłada moment napędowy RÓWNO na oba koła, pozwala natomiast na nie równy rozdział prędkości obrotowej.
- przeciwieństwem dyfra otwartego jest pełna blokada dyfra, czyli - w przenośni - sytuacja, w której koła osadzone są na jednej osi. wówczas prędkość obrotowa obu kół jest zawsze taka sama, natomiast rozdział momentów na kołach jest dowolny (wynika tylko ze współczynnika tarcia „doświadczanego” przez dane koło)
- maksymalny moment przenoszony przez dyfer otwarty jest proporcjonalny do mniejszego z momentów granicznych występujących na kołach „przypiętych” do dyfra.
- zwiększenie maksymalnego momentu możliwe jest poprzez zwiększenie oporu wewnętrznego stawianego przez mechanizm odpowiadający za przekazywanie momentu

jak nie klasyczny dyfer to co?

no i tu się zaczyna jazda. oraz problem z ilością tych wszystkich patentów i z nomenklaturą. w każdym razie o różnych nazwach i różnych mechanizmach będzie.

przekładnia planetarna

przekładnia planetarna, to przekładnia zębata, w której jedno, lub więcej kół nie ma stałej osi obrotu. wygląda, na przykład, tak:

http://www.forum-subaru.pl/bb3/download/file.php?id=1387

no i świetnie. tylko co ona tu robi (znaczy: w tym temacie)? otóż przekładnia planetarna może z powodzeniem "robić za" dyferencjał. dokładniej: na bazie przekładni planetarnych można zbudować mechanizm, który - z racji swojej budowy - może robić dokładnie to, co robi klasyczny mechanizm różnicowy, czyli przekazywać moment z jednego źródełka na dwa (dwie osie) pozwalając jednocześnie aby dwie osie odbierające moment obracały się z różnymi prędkościami. przykład dyfra na bazie przekładni planetarnej:

http://www.forum-subaru.pl/bb3/download/file.php?id=1388&t=1


bardzo istotna uwaga: WSZYSTKIE dywagacje dot. momentów w otwartym mechanizmie różnicowym mają tu zastosowanie, z jednym istotnym zastrzeżeniem, o którym za chwilę.

na razie pierwszy zonk: otóż w literaturze, również tej bardziej fachowej, "dyferencjał" oznacza coś co różnicuje ("makes difference") prędkości obrotowe osi podłączonych do tego czegoś. dlatego też samo słówko "dyferencjał", w skrócie dyfer, może oznaczać mechanizm różnicowy, lub… przekładnię planetarną, albo jeszcze inne konstrukcje.
dlatego puryści z uporem maniaka powtarzają, że otwarty mechanizm różnicowy, to mechanizm różnicowy, a nie dyfer. bo dyfer to nie tylko mechanizm różnicowy.

zastrzeżenie
przy klasycznym mechanizmie różnicowym bardzo mocno było podkreślane, że dzieli moment dostarczany na obudowę po równo na obie odbierające osie, co wynika z jego budowy (średnice kół, liczby zębów itp.). przekładnię planetarną można zbudować tak, żeby miała większość cudownych (lub mniej cudownych) własności klasycznego mechanizmu różnicowego z tym, że moment nie będzie przekazywany po równo na obie osie. znowu: żadnych cudów. cały czas chodzi o kółka zębate, przełożenia i takie tam. po prostu tak można dobrać te wszystkie kółka, żeby „wyróżnić” jedną z osi kosztem drugiej. oczywiście, jeśli tylko tego chcemy. a kiedy chcemy? a na przykład wtedy, kiedy taka przekładnia "robi za" dyferencjał między osiami (a nie między kołami). jeszcze raz: przekładnie planetarną można zaprojektować tak, że (na przykład) oś 1 dostaje 40% momentu przychodzącego na obudowę a oś 2 60% momentu przychodzącego na obudowę. ten podział wynikać będzie tylko (albo aż) z konstrukcji przekładni. oczywiście, ponieważ nie zmieniamy kół zębatych w czasie jazdy, podział momentu jest stały i niezmienny.

zastrzeżenie do zastrzeżenia
DCCD nie jest wyjątkiem. to jest połączenie przekładni planetarnej (gdzie nic się nie zmienia) i sprzęgła sterowanego elektromagnetycznie, którym steruje kierowca (więcej za chwilę)

haldex

haldex produkowany jest przez szwedzką firmę Haldex (zbieżność nazw nieprzypadkowa).
tak naprawdę jest to sprzęgło, które potrafi samo się włączyć (zablokować). dlatego też stosowane to coś może być tylko między osiami samochodu. budowa i nieco mniej lajkonikowy opis działania - tutaj. a tu opis może nie bardzo lajkonikowy, ale za to 200x lepszy niż oryginalny z haldexa. wszystko jest wyłożone jak na tacy.

opis lajkonikowy jest jak następuje:
w haldex jest sprzęgło. sprzęgło tzw. mokre, czyli częściowo zanurzone w oleju. sprzęgło sterowane jest tłokiem (nazwijmy go głównym). tłok główny sterowany jest ciśnieniowo. znaczy, są przewody z olejem i jak ciśnienie w przewodach rośnie, to tłok zaczyna dociskać sprzęgło. ciśnieniem w przewodach sterujących głównym tłokiem sterują z kolei tłoczki pomocnicze, przy których są rolki. rolki z kolei stykają się z okrągłą tarczą. grubość tej tarczy jest zmienna (raz jest grubsza, raz cieńsza). takie coś nazywamy krzywką. (to zielone na rysunku niżej) jak rolki zaczynają jechać po krzywce, zaczynają przesuwać się do przodu lub do tyłu wzdłuż osi wału (rolki to te żółte). a teraz ważne: krzywka przymocowana jest do wału (osi), która jest napędzana (tej drugiej, zazwyczaj tylnej). rolki zaś są przymocowane do obudowy (to niebieskie), połączonej z osią (zazwyczaj przednią), która napędza. jeśli obie osie podłączone do naszego sprzęgła mają taką samą prędkość obrotową, sprzęgło jest rozłączone. oznacza to, że jedna z osi nie jest napędzana. w ogóle. taka sytuacja ma miejsce w normalnych warunkach drogowych. wówczas napęd przekazywany jest tylko na oś przednią a oś tylna obraca się z taką samą prędkością jak przednia tylko i wyłącznie dzięki temu, że "jest podłączona" do tego samego samochodu, co oś napędzana. jeśli jednak wystąpi różnica prędkości między osią przednią a tylną, rolki zaczynają jechać po krzywce (której grubość się zmienia) i przesuwają się wzdłuż osi sprzęgła (do przodu i do tyłu), naciskając na tłoczki pomocnicze (pomarańczowe), które z kolei zwiększają ciśnienie w obwodzie (szarym), na końcu którego jest tłok główny (to pomarańczowe bardziej na zewnątrz). tłok ściska sprzęgło i obie osie zaczynają obracać się z taką samą prędkością, a moment obrotowy zaczyna "być doprowadzany" do osi tylnej.

http://www.forum-subaru.pl/bb3/download/file.php?id=1389&t=1

tak działał pierwszy haldex. zwracam uwagę, że zanim sprzęgło "się uaktywniło", musiała najpierw wystąpić różnica między prędkościami obrotowymi (tejże osi i osi przedniej) a potem tłoczki musiały zwiększyć ciśnienie do wartości pozwalającej na zaciśnięcie sprzęgła. stąd słynny "kiepski refleks" pierwszych haldexów.
haldexy teraz (generacja IV) mają w układzie zawór, który steruje siłą nacisku tłoczków. ten zawór sterowany jest elektronicznie. na podstawie danych z …. skądkolwiek (e.g. tych samych, których używa ABS). zmienna siła nacisku tłoczków, to zmienna siła zacisku sprzęgła, a ta z kolei jest proporcjonalna do momentu przenoszonego przez sprzęgło.
najważniejsze:
- to jest sprzęgło a nie mechanizm różnicowy. różnica jest ogromna, gdyż mechanizm różnicowy (przekładnia zębata) przekazuje moment na obie osie przez cały czas. sprzęgło, jeśli jest rozłączone, momentu na "drugą" oś nie przekazuje w ogóle.
- siła zacisku tego sprzęgła (obecnie) sterowana jest elektronicznie.
- moment przenoszony przez to sprzęgło (co wynika z kreski powyżej) jest sterowany elektronicznie.
- haldex może przenieść bardzo duży moment
- haldex może „wkroczyć do akcji” bardzo szybko, jeśli jest odpowiednio sterowany

torsen

TORque SENsing differential. opatentowany w 1958, w USA.

jak to działa? nie. nie chcecie wiedzieć. naprawdę. klasyczny mechanizm różnicowy składał się z bodaj 6 elementów (zob. rysunek w "kinematyka"). TORSEN typ 1 (podobny do tego opatentowanego) składa się z 20 komponentów, tworzących przekładnię, której budowa nie jest (NIE JEST) prosta. dla dociekliwych linka do dokumentu porządnie i na serio opisującego działanie tego cuda. tekst oficjalny, jak najbardziej techniczny, w języku konferencyjnym. dla lajkoników kilka stwierdzeń podstawowych:
- TORSEN zbudowany jest na bazie przekładni planetarnej (a nie klasycznego mechanizmu różnicowego)
- są (w tej chwili) trzy rodzaje mechanizmów TORSEN. Typ 1 i Typ 2 różnią się budową (rodzajem zastosowanych kół zębatych), ale jeden i drugi - w warunkach normalnej przyczepności i jazdy na wprost - rozdziela moment obrotowy po równo na obie napędzane osie. Typ 3 to modyfikacja dwójki, w której moment jest rozdzielany nierówno (zob. zastrzeżenie przy przekładni planetarnej). Typ 3 został zaprojektowany specjalnie do stosowania między osiami samochodów z napędem na wszystkie koła.
- zasada działania (cały czas dla lajkoników):
są różne rodzaje kół zębatych. o zębach prostych, o zębach śrubowych i mnóstwo innych. te koła, łączone w pary, trójki i jak tam jeszcze, tworzą przekładnie. zębate. od rodzaju zastosowanych kół zębatych zależą różne parametry pracy przekładni. w szczególności różne typy kół w czasie pracy mogą o siebie mniej lub bardziej trzeć. w TORSEN zastosowano taki rodzaj przekładni zębatych, które o siebie mocno trą (przekładnia o dużym tarciu wewnętrznym). to po pierwsze. po drugie, kółka zębate w przekładni poustawiane są tak, że to tarcie zależy od różnicy prędkości pomiędzy osiami napędzanymi. skoro jest tarcie, to są siły tarcia i momenty od tych sił. jednym słowem mamy do czynienia z mechanizmem, który - poprzez tarcie na kołach zębatych - przeciwdziała zwiększaniu się różnicy obrotów pomiędzy osiami. w dodatku w taki sposób, że na oś obracającą się wolniej przekazywany jest większy moment obrotowy.
ja bardzo przepraszam, ale prościej wytłumaczyć nie potrafię.
najważniejsze:
- rozwiązanie w 100% mechaniczne. żadnej elektroniki
- zwiększony przydział momentu dla koła (osi) o mniejszej prędkości obrotowej pojawia się od razu, przy b. małych różnicach prędkości obrotowych.
- różnica pomiędzy momentem dostarczanym na oś 1 i 2 jest proporcjonalna do różnicy prędkości obrotowych pomiędzy tymi osiami. jeśli obie osie (oba koła) obracają się z jednakową prędkością, moment rozdzielany jest po równo na obie osie (z zastrzeżeniem opisanym przy Typ 3). jeśli któraś oś zaczyna obracać się szybciej, to moment zaczyna być przekazywany nierówno. więcej na drugą (wolniejszą) oś. im większa różnica prędkości obrotowych tym większa nierówność w rozdziale momentu.
- z powyższego wynika, że zwiększanie momentu na osi o lepszej przyczepności odbywa się dość łagodnie, ale bez opóźnień (wykresik odpowiedni można znaleźć w lince powyżej).
- różnica pomiędzy momentem na osiach jest stała i wynika z budowy mechanizmu (znaczy: jest ustalana przy projektowaniu)


kolejne dwa cosie poniżej należą do grupy urządzeń nazywanych LSD (Limited Slip Differentia), po niemiecku Sperrdifferenzial, a po polsku (z niemieckiego) szpera.
różnych wariacji (w sensie budowy) LSD jest .. sporo. najbardziej zgrubnie można podzielić je na takie, które wykorzystują sprzęgła wiskotyczne i na całą mechaniczną resztę stosującą w różnych miejscach sprzęgła. wielopłytkowe (te zwykłe).
żeby było śmieszniej, niektórzy twierdzą, że torsen to też LSD. inni z kolei, że LSD to tylko wspomniana ciut niżej mechaniczna reszta.

wiskoza

w słowach najprostszych:
bierzemy otwarty mechanizm różnicowy, przedłużamy osie 1 i 2 poza koła koronowe, w stronę środka. jak już osie są dostatecznie długie (ich końce blisko siebie) wstawiamy pomiędzy oś 1 i 2 sprzęgło wiskotyczne… i już.

no doooobra, już piszę. o tym sprzęgle. tak jak w normalnym sprzęgle, tak i tu są dwa pakiety płytek połączonych odpowiednio z osią 1 i osią 2. płytki ułożone są na przemian (jak tasowane karty) płytka z osi 1, płytka z osi 2, płytka z osi 1 itd. płytki się nie dotykają, ale są zanurzone w cieczy. specjalnej. w oleju silikonowym. jeśli płytki z obu pakietów kręcą się z równą prędkością obrotową - całość zachowuje się jak zanurzona w wodzie. jeśli jednak wystąpi różnica prędkości obrotowych między płytkami z pakietu 1 i pakietu 2, to wówczas:
- rośnie ciśnienie oleju
- rośnie jego temperatura (dla wtajemniczonych: pV=mRT)
- rośnie gęstość (bo ten olej jest taki dziwny, że im cieplejszy tym bardziej gęsty)

efekt: dwa zestawy płytek, które do niedawna były zanurzone "prawie w wodzie" i mogły obracać się niezależnie, teraz zanurzone są "prawie w betonie" i muszą obracać się razem, czyli z taką samą prędkością obrotową. oczywiście, efekt "ubetonowienia" zależy od różnicy prędkości obrotowych między osią 1 a osią 2.

krótko: wiskoza w normalnych warunkach drogowych zachowuje się jak klasyczny mechanizm różnicowy. jeśli jednak wystąpi odpowiednia różnica prędkości między osiami (kołami) napędzanymi następuje sprzęgnięcie obu osi. siła sprzęgu jest proporcjonalna do różnicy prędkości obrotowych.

aha, historia zna przypadki stosowania między przodem a tyłem samego sprzęgła wiskotycznego. w VW takie coś nazywali Syncro. inny przykład to poprzednia generacja Justy. i jeszcze kilka innych.

LSD mechaniczne
ponieważ już mam dosyć serdecznie różnych dryfów, potraktuję sprawę po macoszemu i pokażę najbardziej podstawowy wariant.
bierzemy otwarty mechanizm różnicowy i pomiędzy obudowę a poszczególne osie wstawiamy sprzęgła. zwykłe, czyli wielopłytkowe. znaczy: mamy jedno sprzęgło pomiędzy obudową a osią 1 i drugie sprzęgło pomiędzy obudową a osią 2. pomiędzy kołami koronowymi wstawiamy napiętą sprężynę. dostajemy układ, w którym sprężyna cały czas zaciska sprzęgła obu osi. jeżeli nie ma różnicy prędkości pomiędzy osiami - nic się nie dzieje. jeżeli pojawia się różnica prędkości między osiami, płytki sprzęgła "niesfornej" (przyspieszającej) osi zaczynają trzeć o płytki z obudowy. efekt: zanim "niesforna" oś zacznie kręcić się szybciej musi pokonać moment wynikający z siły docisku sprężyny i wspł. tarcia sprzęgła. jest to chyba najbardziej bezpośrednia realizacja konkluzji o dodatkowym, wewnętrznym momencie (zob. poprzednia opowieść)

http://www.forum-subaru.pl/bb3/download/file.php?id=1390




nie, nie, to nie są wszyscy możliwi "zastępcy" dyfra otwartego. ale wymienieni są najistotniejsi lub najbardziej popularni, a o tych innych po prostu mi się nie chce.





zamiast podsumowania
wiadomo już dlaczego stosuje się te wszystkie "ulepszone" dyferencjały, wiadomo już - z grubsza - jaka działają, ale jeszcze nigdzie nie zostało napisane wprost, gdzie którego używać i kiedy używać. teoretyczna odpowiedź jest: wszędzie i zawsze. większość opisanych rozwiązań można stosować jako dyfry z przodu (między przednimi kołami), z tyłu (między tylnymi kołami) lub na środku (między osiami przednią a tylną). wyjątkiem są tylko urządzenia zaprojektowane specjalnie do stosowania na środku (haldex, torsen typ 3, przekładnie planetarne o nie równym rozkładzie momentu). są nawet seryjnie produkowane samochody, które mają wszystkie 3 szpery.
no… to dlaczego większość samochodów NIE JEST w nie wyposażona w? bo są drogie i wymagają dodatkowej obsługi (czyli są jeszcze bardziej drogie). a poza tym, konstruktorzy wiedzą, że 90% kierowców jeździ … mało ekstremalnie i tylko po gładkich, w miarę przyczepnych asfaltach. nie zauważyłaby nawet różnicy między samochodem z jakimś LSD i bez niego.
a czy można, w takim razie, (już nie teoretycznie) dołożyć sobie taki mechanizm samemu (zamienić otwarty mechanizm różnicowy na jedną z omawianych wyżej zabawek)? można. należy jednak bardzo uważać, dokładnie przemyśleć sprawę i skonsultować wszystko z naprawdę dobrym fachowcem. gdyż albowiem w praktyce szpery to gotowe urządzenia (podzespoły), z określoną charakterystyką (rozdzielania momentu, dopuszczalnego przenoszonego momentu, itp), gotowymi sposobami montażu, czasami zintegrowane z elektroniką samochodu itd. źle dobrana szpera może doprowadzić do sytuacji, w której wydaliśmy kilka tysięcy plnów po to, żeby odebrać samochód, którym boimy się skręcać. o innych niemiłych niespodziankach nie wspominając.

czegóż można chcieć więcej?


a gdyby tak...
a gdyby tak...
a gdyby tak móc samemu decydować, ile tego słynnego „wewnętrznego momentu” dyferencjał ma wytwarzać i kiedy ma go wytwarzać?
ależ proszsz. nie ma sprawy. mówisz – masz i w ogóle klient nasz pan. trzeba jedynie pójść do sklepu i poprosić o pojazd wyposażony w tzw. dyferencjał aktywny (bo o nim właśnie mowa). o Imprezę, na przykład.

skoro jednak zaszedłem już tak daleko, to muszę wykazać się poprawnością nomenklatury. pisząc dokładniej, to aktywnym dyferencjałem nazywa się urządzenie, w którym charakterystyka rozdzielania momentu pomiędzy napędzane osie jest zmienna. najczęściej kierowca ma na nią wpływ pośrednio (e.g. poprzez wybór „trybów działania”). natomiast konkretne wartości momentów przekazywanych na osie w danej chwili są ustalane przez elektronikę i zależą od warunków jazdy.

aktywne dyferencjały są stosowane przede wszystkim na środku (między osią przednią i tylną)


DCCD
tak FHI nazwało swój aktywny dyferencjał. Driver Controlled Central Differencjal. co ciekawe, w Imprezach, „kontrola kierowcy” oznacza, że mamy możliwość zdania się na automatykę, albo ... ustalić podział momentu przekazywanego na osie ręcznie.
DCCD w zgrubnym zarysie składa się z:
- pierdyliona czujników wykorzystywanych w trybie automatycznym, kiedy rozdziałem momentu steruje automatyka. wśród tych czujników można znaleźć „cosie” mierzące: przyspieszenie boczne (w lewo/prawo), otwarcie przepustnicy, kąt odchylenia od kierunku, jazdy (yaw rate), prędkość obrotową kół, i sporo innych.
- przekładni planetarnej (otwartego dyferencjału) skonstruowanej tak, żeby przekazywać 41% dostarczonego do niej momentu obrotowego na przód i 59% na tył (te procenty były różne w różnych latach).
- sprzęgła wielopłytkowego sterowanego elektromagnesem, połączonego z ww. przekładnią. kiedy sprzęgło jest otwarte – przekładnia planetarna działa swobodnie przekazując moment zgodnie ze swoją konstrukcją. pisząc kolokwialnie: sprzęgło nie wtrąca się do jej działania. sprzęgło zaciśnięte uniemożliwia obrót osi z różnymi prędkościami. im mocniej zaciskamy sprzęgło, tym silniej przeciwstawia się ono różnicom prędkości obrotowych napędzanych osi. jeśli takie różnice wystąpią.

w trybie manualnym kierowca ustawia sobie „procencik” pokrętłem, czy inną wajchą i elektromagnes dociska sprzęgło z odpowiednią do tego ustawienia siłą. w trybie auto, natomiast, dzieją się cuda. dlatego, że docisk sprzęgła jest regulowany na podstawie odczytu ze wszystkich wymienionych wyżej czujników, przetworzonych przez algorytm sterujący sprzęgłem. oczywiście, przetwarzanie ma miejsce w czasie rzeczywistym. poniżej wykres pokazujący siłę docisku sprzęgła w funkcji przyspieszenia bocznego i położenia przepustnicy, w czasie pokonywania zakrętu. tak, tak. w trakcie pokonywania zakrętu DCCD zmienia charakterystykę dyfra centralnego. na bieżąco i zgodnie z "potrzebą chwili"


. http://www.forum-subaru.pl/bb3/download/file.php?id=1391


a teraz uwaga bezczelnego typa, który się naczytał a teraz się mądrzy:
otóż w materiałach Subaru co chwila można spotkać taki opis: w pozycji otwartej DCCD przekazuje moment w proporcjach 41/59. „zamykanie” DCCD powoduje zmianę tego stosunku aż do wartości 50/50 (50% momentu na przednią oś, 50% na tylną oś) przy sprzęgle zaciśniętym „na maxa”. tymczasem zaciśnięte sprzęgło oznacza, że napędzane osie obracają się wspólnie (z tą samą prędkością). czyli... że dyfer jest zablokowany, jak – nie przymierzając – w terenówce. a jaki jest rozkład momentów w zablokowanym dyfrze? było, było.... nie wiadomo jaki. jest zależny od trakcji (tarcia „doświadczanego” przez każde z kół).
zgadza się. śmiem twierdzić, że FHI w oficjalnych materiałach... egmm…jest nieścisłe.

uwaga druga: od wersji MY06 (chyba), w DCCD stosowane są dwa sprzęgła. do sterowania pierwszym z nich używany jest mechanizm nazywany po angielsku „ball-ramp”. idea działania tego czegoś jest trochę podobna do krzywki w haldexie. są dwie tarcze, w jednej, wzdłuż obwodu są wyżłobione podłużne rowki o zmieniającej się głębokości. w tych rowkach, między tarczami są kulki. w pozycji „zwykłej” kulki leżą w rowkach tam, gdzie jest najgłębiej. jeśli tarcze obrócą się względem siebie – kulki przetoczą się wzdłuż wyżłobień. a ponieważ wyżłobienia są coraz płytsze – kulki przetaczając się, coraz bardziej „wystają” z tarczy z rowkami. w efekcie dwie tarcze się rozsuną (zwiększy się odległość między nimi). jeżeli jednej z tarcz uniemożliwimy przesuw (wzdłuż osi) a do drugiej „podczepimy” sprzęgło, to dostaniemy kolejny rodzaj LSD. obrót tarcz względem siebie powoduje ruch kulek wzdłuż rowków, zwiększenie odległości między tarczami i nacisk jednej z tarcz na sprzęgło. coby je zablokować.
kiedy osie napędzane zaczynają obracać się nierówno, sprzęgło sterowane przez „ball-ramp”jest w stanie wygenerować 30% swojego "wewnętrznego" momentu obrotowego, czyli skorygować o 30% moment generowany przez przekładnię planetarną. jeśli to nie wystarcza – elektromagnes zaciska drugie sprzęgło. to wielopłytkowe. aż do pełnego zblokowania osi napędzanych.
dlaczego dwa sprzęgła? bo rozwiązanie mechaniczne jest szybsze niż elektronika, więc całość reaguje bez opóźnień (dzięki mechanicznemu sterowaniu pierwszego sprzęgła) i jest sterowalna (dzięki sterowanemu elektroniką sprzęgłu drugiemu)

a tu mechanizm w całej swojej krasie (ma wielkość kubka). tylko nie wiem, z którego to rocznika Imprezy, bo budowa DCCD zmieniała się kilkukrotnie.



http://www.forum-subaru.pl/bb3/download/file.php?id=1392&t=1



i jeszcze jedno:
ja to bym w te szczegółowe procenty rozdzielania momentu za bardzo nie wierzył…

oczywiście FHI nie jest jedyną na świecie firmą, która wkłada do swoich zabawek aktywne dyferencjały. Mitsubishi, na przykład, używa systemu ACD (Active Center Differentia), wspomaganego przez AYC (Acitve Yaw Control) . w szczegółach opisywał go nie będę, bo już mam trochę dosyć. napiszę tylko, ze podstawowa idea jest dokładnie taka jak w DCCD. jest dyferencjał (innego typu niż w Subaru) i jest współpracujące z nim sprzęgło. wielopłytkowe, sterowane hydraulicznie. sprzęgło albo pozwala dyferencjałowi pracować po swojemu, albo się zaciska (mniej lub bardziej) starając się zmusić napędzane osie do obracania się z takimi samymi prędkościami obrotowymi. a cała magia leży w sterowaniu właśnie.


uwagi na koniec:
cała powyższa opowieść nigdy nie miała na celu szczegółowego studium budowy konkretnych szper, w konkretnych modelach samochodów. wręcz przeciwnie. idea stojąca za całym tym tekstem jest taka, żeby stworzyć PODSTAWY do takich dyskusji, poprzez wyjaśnienie lub ujednolicenie co poniektórych, ważniejszych, nazw/pojęć.
tak więc wszystkich rozczarowanych brakiem (na przykład) schematu elektrycznego modułu sterującego DCCD bądź (na przykład) wykresu momentu przenoszonego przez wiskozę Forstera w funkcji różnicy prędkości względniej osi napędzanych i czasu, przepraszam ale też nie taki był cel. wszystkich nienasyconych zachęcam do samodzielnych studiów i podzielenia się nabytą wiedzą.



informacje zaczerpnięte z forum-subaru.pl

Edytowane 27 Grudnia 2014 przez wrclaguna

[CoLo]

Zadałem pytanie o Quattro w A4 B5 i takie coś otrzymałem od Audi.... w PL Sami oceńcie czy warto żeby takie info było. Jak nie to prośba do Admina o wywalenie mojego posta:

Niezależnie od koncepcji napędu (napęd na przednią oś, tylną lub na cztery koła) nowoczesne samochody wyposażone w elektroniczne systemy poprawiające bezpieczeństwo, takie jak np. program stabilizacji jazdy ESP, uchodzą za łatwo sterowalne. Jednak podczas jazdy na śliskich lub złych nawierzchniach, szczególnie kierowcy samochodów dysponujących wysoką mocą, mogą bardzo łatwo osiągnąć moment, w którym "prawa fizyki" dadzą im o sobie znać.

Przy 50% przyczepności nawierzchni (np. gdy jest mokra) system quattro przekłada siłę napędową w równym stopniu na wszystkie koła. Kierowca może przyspieszać bez obawy o "mielenie kół" a samochód podąża dokładnie wytyczonym kursem. Jeśli przyczepność znajdują tylko koła jednej osi, quattro przenosi siłę napędową na oś, która ma lepszy kontakt z podłożem. Nawet w niesprzyjających warunkach (np. na oblodzonej nawierzchni) napęd quattro jest w stanie przenieść więcej mocy niż napęd na oś przednią lub tylną, gdy podłoże jest suche. Różnice dochodzą tu do 45%.

Quattro pozwala na swobodne przenoszenie siły napędowej na obie osie w stosunku od 25:75 do 75:25. Bardzo ważną rolę odgrywają tu mechanizmy różnicowe wspomagane przez systemy elektroniczne. W czasie jazdy na zakręcie koła samochodu pokonują różną drogę, określoną przez wielkość promieni zakrętów pokonywanych przez każde z nich. Prowadzi to do powstawania różnic w prędkościach obrotowych. Mechanizm różnicowy kompensuje te różnice.

W każdym samochodzie pracują trzy takie mechanizmy: po jednym na każdej osi i dodatkowy po środku. O sile przenoszonej między osiami decydują tzw. blokady mechanizmów różnicowych, które rozpoznają zmiany prędkości obrotowej kół. W modelach, w których silnik został zamontowany wzdłużnie (A4, A6, A8 i allroad) Audi stosuje układ Torsena. W Audi A3, A3 Sportback, TT Coupe i TT Roadster z silnikami montowanymi poprzecznie, pracuje wielotarczowe sprzęgło Haldex.

Nazwa przekładni Torsen pochodzi od angielskich słów torque (moment obrotowy) sensing (wyczuwanie). Mechanizm wykorzystuje zasadę funkcjonowania przekładni ślimakowej, reagującej na różnice obrotów między osiami pojazdu. Przekładnia ta może być nastawiona tak, by współczynnik blokowania był zmienny, zależny od okoliczności. Jest on uzależniony od pochylenia linii śrubowej ślimaka i wewnętrznego tarcia przekładni. Im mniejszy kąt pochylenia linii śrubowej, tym większy współczynnik blokowania. Współczynnik hamowania może być ustawiony tak, aby przekładnia samodzielnie się blokowała. Z kolei współczynnik blokowania ustawiony jest według zasady - im większy kąt pochylenia linii śrubowej, tym mniejszy wartość współczynnika.

Układ Torsen jest w stanie osiągnąć współczynnik blokowania 1:3,5 między największym i najmniejszym kątem pochylenia linii śrubowej. Oznacza to, iż moc silnika na osi, której koła w danej chwili mają lepszy kontakt z podłożem, może być 3,5-krotnie większa niż drugiej osi, której koła posiadają chwilowo mniejszą przyczepność.

Dodatkowo, układ Torsena wspiera system EDS (Elektroniczna Blokada Mechanizmu Różnicowego). Wkracza on w sytuacji, gdy koła jednej z osi obracają się w miejscu, przekazując moc na drugą.

Sprzęgło Haldex znajduje się w przekładni osi tylnej. Zapewnia ono przepływ sił między oboma osiami dzięki hydraulicznemu mechanizmowi wielotarczowemu. Dzięki zmianie ciśnienia, wywieranego na tarcze sprzęgła a wytwarzanego przez hydrauliczną pompę osiowo-tłokową, układ działa natychmiast, gdy pojawi się różnica między prędkościami obrotowymi wału odbiorczego i zdawczego. Im większe ciśnienie, tym więcej mocy zostaje przekazane na tylną oś - aż do 50%. Wentyl, sterowany elektroniczno-hydraulicznie, pozwala, tak jak w przypadku układu Torsena, na płynne, bezstopniowe przekazywanie mocy.

Cały system Haldex działa z błyskawiczną prędkością. Może on współpracować ze wszystkimi systemami bezpieczeństwa czynnego, takimi jak: ABS (system przeciwdziałający blokowaniu się kół podczas hamowania), EDS, ASR (system wspomagający EDS działający poprzez redukowanie mocy silnika przekazywanej na obie osie), EBV (system przenoszący siłę hamowania między osiami) i ESP (system przeciwdziałający pod- i nadsterowności). Dzięki temu, przy zmianach w przekazywaniu mocy, może być brane pod uwagę wiele informacji - nie tylko prędkości obrotowe kół, ale również np. siła hamowania czy informacje pochodzące z komputera sterującego pracą silnika.

Jednak niezależnie od tego, jaki mechanizm różnicowy zastosowano, system quattro poprawia przyczepność na śliskiej nawierzchni, daje możliwość efektywnego wykorzystanie bardzo dużych mocy silnika, umożliwia pokonywanie zakrętów z wyższą prędkością bez wpadania w poślizg oraz poprawia hamowanie samochodu.

[GILI]

Wydaje mi się,że taki post powinien znaleźć się na naszym forum.

Najsłynniejszy napęd w Audi

Historia napędu quattro sięga marca 1980r,gdy na salonie motoryzacyjnym w Genewie ukazało się Audi Quattro 2.1 l. o mocy 200 KM. Po tym debiucie napęd tego typu był coraz lepszy i trafiał do innych modeli aut niemieckiej marki. Do dzisiejszego dnia wyprodukowano ponad 3,3 mln aut z napędem quattro.

Quattro I.

Napęd przechodzi od silnika przez skrzynię biegówko centralnego mech. Różnicowego,który rozdziela napęd w stosunku 50 : 50. Wadą tego typu rozwiązania była duża utrata trakcji . Aby zniwelować tą wadę centralny dyferencjał wyposażono w mechaniczną blokadę.

Ten schemat był stosowany w modelach quattro do roku 1986.

audi 80

audi 200

Quattro II

Mechanizm Torsen trafił do Audi w 1986 r. i był to strzał w dziesiątkę.

Zastąpienie klasycznego mechanizmu różnicowego śrubowym samoblokującym dało możliwość samoczynnej zmiany rozdziału mocy pomiędzy osiami w zależności od warunków. Torsen T1 jest swoistym „mnożnikiem momentu” tzn. jest w stanie kierować na oś o lepszej przyczepności kilka razy więcej momentu obrotowego. Zwykle stosunek ten wynosił 4:1 tzn. 80% momentu trafia na oś o lepszej przyczepności a pozostałe 20% na oś o gorszej przyczepności.

Torsen

audi RS2

audi 100

audi 90

Quattro III

II generacja napędu quattro była montowana tylko w modelach Premium serii V8. Gdy skrzynia była automatyczna to centralny mechanizm różnicowy był typu planetarnego z blokowaniem za pomocą sprzęgiełka płytkowego.W tylnej osi montowano natomiast mechanizm typu Torsen T-1.W autach z ręczną przekładnią mechanizm międzyosiowy i tylny były tego samego typu – Torsen T-1.

audi V8

Quattro IV

Czwarta generacja „wypchnęła” centralny dyferencjał Torsen T-1 który został zastąpiony Torsen’em II generacji. Natomiast w tylnej osi zastosowano system EDL czyli elektroniczną blokadę mechanizmu różnicowego. Taki system współdziała z układem ABS i hamulcami przyhamowując koła ,które zaczyna buksować. System ten pracuje do 40 km/h a w sportowych modelach S nawet do 80 km/h. Czasy świetności quattro IV przypadają na lata 1994-2001r.

dyferencjał międzyosiowy

audi A4

audi 18

Quattro V.

W 2005r kolejna już V generacja napędu quattro wprowadziła istotną zmianę: asymetrią działania. Dotąd moment obrotowy rozdzielany był w stosunku 50:50. Od tąd napęd przekazywany był w większości na tylną oś. Nierówny rozkład momentów umożliwiony został dzięki zastosowaniu mechanizmu Torsen T-3. Kolejną zmianą było dodanie elektronicznej blokady ELD również w przedniej osi. Po raz pierwszy pojawiła się w 2008r w modelu S4. Mimo że mamy jużkolejną generację napędów quattro to właśnie V generację możemy spotkać w większości nowych modeli Audi.

audi S4

Quattro VI

Układ ten można spotkać w zaprezentowanym niedawno modelu RS 5 . Zrezygnowano w nim w mechanizmu Torsen, który zastąpiono całkowicie nową konstrukcją z samoczynnym blokowaniem. Konstrukcyjnie przypomina klasyczny mechanizm jednak dzięki zastosowaniu kół koronkowych o różnych średnicach uzyskując rozkład momentu w stosunku 40:60. To jednak nie wszystko. Odpowiednio dobrana geometria zębów kół oraz płytkowe sprzęgiełka pozwalają na samoczynne blokowanie dzięki czemu możliwa jest zmiana rozkładu momentu obrotowego pod wpływem różnic przyczepności kół do 70% na przednią oś i 85 % na tylną.

Napędy quattro bez centralnego dyferencjału :

Sprzęgło Haldex.

Szwedzki system Haldex pozwala automatycznie dołączyć napęd tylnej osi gdy przednie koła tracą przyczepność. To „ustrojstwo” zabudowane zostało w tylnym moście i jego podstawowym elementem jest sprzęgło płytkowe włączane hydraulicznie ciśnieniem oleju ,które jest wytwarzane przez pompę ,która reaguje na różnice obrotów tylniej i przedniej osi. W warunkach dobrej przyczepności napęd przechodzi jedynie na przednie koła, ale gdy uślizną się one o 1/6 obrotu automatycznie dołącza się tylny napęd. To rozwiązanie spotkamy w Audi TT , A3 oraz w Skodzie Octavi ,Golfie i Leonie.

Sprzęgło Haldex

audi TT

audi A3

Sprzęgło Wiskotyczne.

Tego typu sprzęgło spotkamy w super sportowym modelu Audi R8. Napęd w sposób ciągły trafia na tylne koła, natomiast na wejściu przedniego mostu znajdziemy sprzęgło wiskotyczne. Jego zasada działania jest prosta jak sikanie. Pod wpływem różnic prędkości kół przednich i tylnych dochodzi do sklejania się płytek pracujących w oleju silnikowym co w konsekwencji powoduję przeniesienie napędu również na przednie koła.

Układ reaguje wyłącznie na różnicę prędkości obrotowych (a nie momentów obrotowych), więc jego działanie nie jest wyrafinowane. W R8 to jednak nie przeszkadza gdyż auto z założenia jest tylno napędowe. Napęd przedni pełni funkcje wspomagającą.

audi R8

[wrclaguna]

http://napedquattro.pl/

[Kobuch5]

Wszystko pięknie rozpisane ale.. Jak rozpoznać jaki typ napędu mamy w swojej audi ? Czy jesli jest to 99' oznacza to automatycznie ze mamy quattro 4 z torsenem drugiej generacji czy są na to inne metody ??

[Darecki8]

Odkopując trochę temat właśnie też jestem ciekaw jaką generację torsena posiada chociażby audi a4 b7. Niby od 2005 była już 5 generacja ale nie wykorzystali przypadkiem 4 generacji jeszcze ? 

[TomaszRT]

A4B7 ma 4. generację, natomiast S4B7 z manualem i RS4B7 5.

[Darecki8]

Dzięki za info pozdrawiam

[szklara]

A Audi A4 B8 z 2014 po lifcie jaki rodzaj Quattro ma lub ew. jak to sprawdzic, w serwisie?