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节油才是目的 帮你看懂奥迪全新quattro

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  [汽车之家 技术]  2月17日,奥迪发布了一款全新的四驱系统,并称之为quattro ultra。在国际市场中,凡是名字后面带有ultra字样的奥迪车型,就意味着它们拥有更加出色的燃油经济性。因此,quattro ultra的最根本目的并不是用来提高车辆的动态性能,而是追求更低的燃耗,下面就让我们一起看看这套全新的quattro系统是如何做到这一点的。

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  这篇文章的作者是汽车之家海外兼职编辑陈正一,现正于德国TU Braunschweig求学,攻读汽车工程硕士。次前的本田思域Type R以及宝马全新X1试驾文章也是陈正一的作品。他和他的同学——同为汽车之家德国兼职编辑的郭翔一样,为人低调,并没有在这里放自己的照片。下面,正文继续。


  全新的quattro ultra系统将会在奥迪的纵置平台,也就是MLB平台上布置使用,首先与其匹配的变速箱是代号为DL382的7速湿式双离合变速箱和6速手动变速箱。我们首先会在2016年中期正式上市的全新A4 allroad quattro上将会见到它的身影,之后会推广到A5以及全新一代的Q5上。

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● “quattro”与“老quattro”有何区别?

  和之前所有在奥迪纵置平台上使用的quattro都不同,此次是奥迪第一次完全抛弃了纯机械的中央差速器,转而使用电控式多片离合器来分配前后轴之间的动力。简单来说就是以往的扭矩感应式机械中央差速器没有了。

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  这里需要注意的是,托森C型及冠状齿轮式的中央差速器虽然都有摩擦片,但它们摩擦片的作用都是用来限滑,在正常传递动力的时候,摩擦片之间是没有摩擦的。另外,两者均为纯机械式结构,不需要电子系统进行控制。这两点是与下面说的电控多片式离合器quattro是最明显的区别。

- quattro ultra的结构组成

  quattro ultra系统由两个部分组成,其核心为中央电控多片式离合,位于变速箱的后侧,离合器片数为五到七对。而在后轴上还有一个牙嵌式的离合器。它们的作用各不相同,我们一步步来看。

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  首先,先说这个中央多片式离合器。由于quattro ultra系统是与奥迪的纵置S tronic双离合变速箱及6速手动变速箱搭配的,所以这台这套系统就相当于在前驱的基础上,在变速箱输出轴上加了一套多片式离合器

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  有些朋友也许一眼就能看出来,这和在多数横置发动机平台上使用的Haldex四驱系统结构相仿。的确,quattro ultra系统的中央多片式离合器的作用与Haldex上的一样,都是通过调节多片式离合器的压紧程度,来调节往后轴输送的扭矩。不同点在于,quattro ultra采用电机来调节压紧程度,且布置在纵置平台上。

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  接下来再看后轴上的这个牙嵌式离合机构的作用。可能很多朋友第一眼看到后会认为后轴上有牙嵌式的差速锁,其实它并不是差速锁。因为从结构上可以看出牙嵌式差速锁是将半轴与后差速器壳体之间连为一体,这样半轴和壳体之间就没有转速差,形成一条硬轴。

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  而quattro ultra后轴上的牙嵌式离合器则是设置在右半轴上,把右半轴分开成了两截,并不是差速锁的布置形式。这个离合器的作用则是用来控制后轴与中央传动轴之间动力连接的通断。

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  为什么在后轴布置多一套牙嵌式离合器呢?当系统处于两驱模式时,同时脱开中央多片式离合器及后轴上的牙嵌式离合器,可以令中央传动轴及后差速器壳体停止运动,后轮仅拖动两根半轴及其齿轮旋转,减小了车辆行驶时所需带动的部件,也就减少了由于转动惯量及摩擦所带来的能量损失,从而进一步降低了燃耗。


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  说到这里,可能熟悉的朋友就会想到路虎极光及国产自由光上那套由GKN供应的可断开式Twinster系统。没错,两者的工作原理是相似的,只不过奥迪是把牙嵌式离合器放在了后轴,而多片式离合器放在变速箱后面,改进成了适合纵置平台使用的系统。

quattro ultra系统的优势与劣势

  究竟这个系统有什么好处?最大的好处自然是省油。相对于之前纵置平台的quattro系统,quattro ultra能实现完全持续稳定的100%前驱模式,同时中央传动轴及后差速器壳体也能够停止转动,这是之前所不能做到的。根据奥迪在德国总部测试的结果得知,相对于之前全时四驱quattro系统,新的四驱系统能达到每100km节省0.3L燃油的效果。

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  其次,quattro ultra系统不再采用机械扭矩感应式控制,车载电脑会根据车上如ESC控制单元及驾驶模式选择系统的信息每10毫秒计算和评估一次车辆状况,以确定是否需要启动四驱。在弯道中时,会预判在0.5秒后前轮是否会到达抓地力极限,如果达到了,就会让四驱系统待命,随时介入。同时,它还能通过接受导航数据,提前预知前方是否为上坡及弯道,预先选择好四驱介入的程度。

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  另外,相对于之前的托森及冠状齿轮结构的quattro系统,由于两者均属于扭矩感应式限滑差速器,所以,在没有刹车辅助的情况下,只要有一个轮子悬空,发动机功率均会从悬空的轮子流失(注意:此处是功率,不是扭矩),其余的轮子均难以获得功率使车辆脱困。此外,如果与之搭配的是7速S tronic双离合变速箱,所以刹车系统不能对悬空的轮胎进行高强度的制动,因此配合扭矩感应式限滑差速器,越野性能可谓非常的弱。这一点可以在下面2014款A4 allroad quattro野外行驶的视频中得到充分的体现。


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  而这种多片式离合形式的四驱系统,在离合器片完全压紧的情况下,能让中央传动轴形成一条硬轴(假设离合器片强度够),从而实现了差速锁的效果。这就意味着,当前后两个轴其中一个轴上的轮子悬空或者打滑的时候,扭矩自动会分配到有抓地力的轮胎上。在这种情况下能不依靠刹车系统的辅助来脱困。所以,奥迪将此系统首先搭载在全新奥迪A4 allroad quattro上,是否为了改善2014款A4 allroad quattro不足的越野性能呢?这一点我们会在后面分析。

  当然,这套全新的四驱系统肯定也会有一些不足之处。因为quattro ultra系统的前后轴扭矩分配原理与Haldex系统相同。所以,虽然此类系统在极限情况下(前轮完全打滑或者悬空)后轮能则能分到100%的扭矩,但在实际在正常的铺装路面上,当四轮抓地条件相同的情况下,后轴最大只能分到50%的扭矩。不能实现之前托森及冠状齿轮结构的quattro系统的非对称扭矩分配。也就是说,在正常行驶的时候,车身的动态性能更多会偏向前驱车状态,而失去了之前的偏后驱的特性。

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  另外,由于多片式离合器承担了动力传递的任务,而且因为不能经常压紧离合器(在压紧离合器后,前后轴在弯中的转速差不能被平衡掉)所以在实际中,中央离合器片经常会存在一定的滑动率。既然有滑动就一定会发热,所以虽然这个结构理论上能提供更强的瞬间脱困能力,但实际上由于发热及离合器强度的原因,长时间重度越野并不是此系统的强项,因此我们认为,quattro ultra系统对于新款A4 allroad quattro车型在提升越野性能方面的帮助是有限的。

总结:

  奥迪官方也曾表示,其实quattro ultra并不是用来完全取代传统机械式结构quattro系统的地位的,在高端车型上依然会采用传统的quattro四驱系统,但同时也有消息指出,奥迪可能会将此系统应用在新的RS车型上。奥迪这种做法,相信时厂商对欧洲乃至全世界越来越严格的排放法规的一种妥协。毕竟大部分人并不会用到四驱系统的极限性能,更多是在遇到雨雪天气的时候多一份安心。但在车迷们看来,由于将全时四驱变为了适时四驱奥迪quattro金字招牌的吸引力就要下降不少了。究竟奥迪这个决策的对错与否,就等待市场来检验了。(文/图 汽车之家 陈正一)

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测试文章:《青出于蓝胜于蓝 测全新奥迪A4 allroad
评测编辑-何家荣:     A4 allroad各方面的表现都很出色,是一款全面能力很强的旅行车,原本我打算给它一个很高的分数,但是考虑它的起步售价太高,而且可以选择的车型实在是太少,有点让人望而却步的感觉,因此减掉了一点分数,最终只能给它8分了。
评测编辑-梁海文:     A4 allroad在性能方面的表现令人满意,加速时有着不错的推背感,5.87秒的加速成绩可以说有点小惊喜。四驱系统能通过单轮脱困测试,在冰雪或泥泞路况下也能提供良好的通过性,值得肯定。然而作为旅行车,其后排乘坐空间和后备厢储物空间并没有想象中大,是个遗憾。
评测编辑-王子平:     虽说旅行车在国内市场好像不怎么火热,但这台A4 allroad却是一个很有诚意的作品。动力足够优秀,也用上了全新的四驱系统,在油耗方面也能交出一个不错的成绩。它唯一让人有点不爽的就是通过性并不怎么好,越野实力并没有名字那么“野”。不过如果你仅仅是喜欢旅行车,也追求操控的话,那么它真是一个相当不错的选择。
加速(0-100公里/小时) 刹车(100-0公里/小时) 油耗(100公里)
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评测编辑-梁巍:     近年来开始流行的旅行车在国内依旧是相对小众的车型,A4 Allroad更是其中最具个性代表。由于配备了quattro四驱系统且拥有高离地间隙的优势,兼具旅行车和SUV的多功能属性是它的最大卖点,不过没有加长的轴距也让它的后排空间成了一个大问题。
评测编辑-胡正暘:     动力总成的顺滑程度比在国产A4L上的感觉更好,四驱系统和加高的离地间隙让车主能去的地方更多了,不过扩展范围有限。这台车价格偏高,气质特殊,是小部分人的宠物,大多数人恐怕还是会做更实际的选择,比如Q5之类。
评测编辑-罗浩:     都说旅行车是一种文化,从这点上说奥迪A4 allroad在国内确实很有文化气息,能够在一定程度上凸显你的独特品味,但从实用性角度讲,仅仅是加装了车身包围和提升离地 间隙恐怕很难打动消费者,它的价格足以去买一辆奥迪Q5了。
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